專利名稱：一種太陽(yáng)能電池最大輸出功率跟蹤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池最大輸出功率跟蹤方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上的太陽(yáng)能最大輸出功率追蹤使用“爬山法”進(jìn)行最大輸出功率追蹤，使用固定的步進(jìn)值調(diào)整太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間，同時(shí)實(shí)時(shí)測(cè)量輸出電流值I與輸出電壓值V，計(jì)算實(shí)時(shí)輸出功率P，P = I*V，根據(jù)實(shí)時(shí)輸出功率P的當(dāng)前輸出功率值與前次輸出功率值的大小的比較，確定下一步太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間的調(diào)整方向，若當(dāng)前輸出功率值大于或等于前次輸出功率值，則后次的導(dǎo)通時(shí)間增加一個(gè)步進(jìn)值，若當(dāng)前輸出功率值值小于前次輸出功率值，則后次的導(dǎo)通時(shí)間減少一個(gè)步進(jìn)值。由于步進(jìn)值是采用固定值，在陽(yáng)光充足或陽(yáng)光稀少時(shí)跟蹤的效果及造成的輸出功率紋波有很大的差異，同時(shí)輸出功率波動(dòng)無法減少若步進(jìn)值選得較小，會(huì)減少在最大輸出功率點(diǎn)附近的波動(dòng)，跟蹤的速度會(huì)變慢，降低跟蹤效率，若步進(jìn)值選得較大，跟蹤速度較快， 但在最大輸出功率點(diǎn)附近的輸出功率波動(dòng)會(huì)較大，并且在最大輸出功率點(diǎn)處無法穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的太陽(yáng)能電池最大輸出功率跟蹤方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。按此目的設(shè)計(jì)的一種太陽(yáng)能電池最大輸出功率跟蹤方法，其特征是太陽(yáng)能控制器通過檢測(cè)電路檢測(cè)太陽(yáng)能電池在當(dāng)前變換周期內(nèi)的當(dāng)前輸出電壓V(n)和當(dāng)前輸出電流 I (η)，計(jì)算當(dāng)前輸出功率P (η)，P (n) = V(n)*I(n)并記錄，前次變換周期記為n_l 前次輸出電壓V (n-1)和前次輸出電流I (n-1)，前次輸出功率P (n_l)，P (n-1) = V (n-1) (n-1)，前前次變換周期記為n-2，前前次輸出電壓V (n-2)和前前次輸出電流I (n_2)，前前次輸出功率P (n-2)，P (n-2) = V (n-2) *I (n-2)，所述的前前次為前次的前次；當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η), ΔP(η) = P(η)-P(n-1),前次輸出功率的變化量Δ P (η-1), Δ P (n-1) = P (n-1)-P (n-2),當(dāng)前輸出電壓的變化量AV(n), ΔV(η) = V(η)-V(η-1),其中，η為當(dāng)前，η+1為后次，η_1為前次，η_2為前前次，η為大于等于1的自然數(shù)， 當(dāng)η = 1時(shí)，為第一次，V (η-1)及P (n-1)、P (n-2)初始化為零；記錄太陽(yáng)能電池的輸出功率由下降到上升或者由上升到下降的轉(zhuǎn)折變化的累計(jì)次數(shù)為F，在當(dāng)前變換周期內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn)(n) =F(n-l)+l，在當(dāng)前變換周期內(nèi)沒發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn)(n) =F(η-1)；F (η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)，F(xiàn)(η-1)為前次變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)，設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ有二個(gè)不同的檔位第一檔位cl和第二檔位c2，第一檔位cl和第二檔位c2均大于零且小于最大允許導(dǎo)通時(shí)間的0. 1倍，并有第一檔位cl >第二檔位c2，其中，最大允許導(dǎo)通時(shí)間是指允許的最大導(dǎo)通時(shí)間，是一個(gè)和斬波頻率相關(guān)的時(shí)間，為斬波頻率的倒數(shù)的0. 75倍；所述的變換周期包括后次變換周期、當(dāng)前變換周期、前次變換周期、前前次變換周期以及第一次變換周期；在第一次變換周期內(nèi)，對(duì)步進(jìn)值δ首先賦予較大的值，即δ = cl ；在當(dāng)前輸出電壓的變化量Δν(η)的絕對(duì)值I Δν(η) | > Vl時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則不作變化；其中，Vl為小于0. 1倍太陽(yáng)能電池的開路電壓值的正數(shù)；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率超過1. 1倍時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ上升一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最大檔位時(shí)，則不作變化；其中，當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率是指當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)之差與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)的比值；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值I ΔΡ(η) |與當(dāng)前輸出功率Ρ(η)的比值> λ時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則不作變化；其中，λ為小于1的正數(shù)；在當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)F(n) ^ 2時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位，同時(shí)，對(duì)F(n)進(jìn)行清零并重新計(jì)數(shù)；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則對(duì)步進(jìn)值δ不作變化；在輸出功率隨導(dǎo)通時(shí)間增加而增加的上升期內(nèi)在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值I ΔΡ(η) | ( e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (n+1)維持不變，即Ton(n+l) = Ton (η)，其中，Ton (η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間，e為小于太陽(yáng)能電池的標(biāo)稱功率0. 1倍的正數(shù)；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) >6時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (n+1)增加一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η) + δ ；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) < -e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton減少一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η)-δ ；在輸出功率隨導(dǎo)通時(shí)間增加而降低的下降期內(nèi)在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值| ΔP(η) | ( e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (n+1)維持不變，Ton (n+1) = Ton (η)；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) > e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (n+1)減少一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η) - δ ；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) < -e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton增加一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η) + δ。操作時(shí)，具體包括以下步驟第一步，太陽(yáng)能控制器通過檢測(cè)電路檢測(cè)太陽(yáng)能電池在當(dāng)前變換周期內(nèi)的當(dāng)前輸出電壓V(n)和當(dāng)前輸出電流I(n)，計(jì)算當(dāng)前輸出功率P(n)，P(n) = V(n)*I(n)并記錄，前次變換周期記為n-1 前次輸出電壓V(n-l)和前次輸出電流I (n_l)，前次輸出功率 P(n-l)，P(n-l) = V (n-1) (n-1),前前次變換周期記為n-2，前前次輸出電壓V (n_2)和前前次輸出電流I (n_2)，前前次輸出功率P (n-2)，P (n-2) = V (n-2) *I (n-2)，所述的前前次為前次的前次；
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當(dāng)前輸出功率的變化量Δ P (η)，Δ P (η) =P (η) -P (η_1)，前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)，ΔΡ(η_1) = P(η_1)-P(η_2)，當(dāng)前輸出電壓的變化量AV(n), Δ V(η) = V(n)-V(n-1),其中，η為當(dāng)前，n+1為后次，n_l為前次，n_2為前前次，η為大于等于1的自然數(shù)， 當(dāng)η = 1時(shí)，為第一次，V(n-l)及P(n-l)、P(n-2)初始化為零，設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ有二個(gè)不同的檔位第一檔位Cl和第二檔位c2 ；所述的變換周期包括后次變換周期、當(dāng)前變換周期、前次變換周期、前前次變換周期以及第一次變換周期；在第一次變換周期內(nèi)，對(duì)步進(jìn)值δ首先賦予較大的值，S卩δ =(；1，其中，￥1為小于0. 1倍太陽(yáng)能電池的開路電壓值的正數(shù)；當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率是指當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)之差與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)的比值> λ ；其中，λ為小于1的正數(shù)，Ton (η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間，e為小于太陽(yáng)能電池的標(biāo)稱功率0.1倍的正數(shù)；第二步，記錄太陽(yáng)能電池的輸出功率由下降到上升或者由上升到下降的轉(zhuǎn)折變化的累計(jì)次數(shù)為F，在當(dāng)前變換周期內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn)(n) = F(n-1)+1，在當(dāng)前變換周期內(nèi)沒發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn)(n) = F(n-l)；進(jìn)入第三步；其中，F(xiàn)(η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)，F(xiàn)(n-l)為前次變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)；第三步，在當(dāng)前輸出電壓的變化量Δ V(η)的絕對(duì)值| Δ V(η) | > Vl成立時(shí)，進(jìn)入第七步；在當(dāng)前輸出電壓的變化量Δ V (η)的絕對(duì)值I Δ V (η) | > Vl不成立時(shí)，進(jìn)入第四步；第四步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率超過1. 1倍成立時(shí)，進(jìn)入第十步；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔP(η)的變化率超過1. 1倍不成立時(shí)，進(jìn)入第五步；第五步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值I ΔΡ(η) |與當(dāng)前輸出功率Ρ(η)的比值> λ成立時(shí)，進(jìn)入第七步；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值
ΔP(η) I與當(dāng)前輸出功率P(n)的比值> λ不成立時(shí)，進(jìn)入第六步；第六步，在當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)F(n) >2成立時(shí)，進(jìn)入第八步；在當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)F(n)彡2不成立時(shí)，進(jìn)入第九步；第七步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則不作變化；進(jìn)入第十一步，第八步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位，同時(shí)，對(duì)F(n)進(jìn)行清零并重新計(jì)數(shù)；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則對(duì)步進(jìn)值δ不作變化，進(jìn)入第十一步，第九步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ維持不變，進(jìn)入第十一步，第十步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ上升一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最大檔位時(shí)，則不作變化；進(jìn)入第十一步，第十一步，判斷是否在輸出功率上升期內(nèi)，如果是，就進(jìn)入第十二步，如果否，就進(jìn)入第十三步，第十二步，在當(dāng)前輸出功率的變化量Δ P (η)的絕對(duì)值| Δ P (η) |彡e不成立時(shí)，進(jìn)入第十四步，在當(dāng)前輸出功率的變化量Δ P (η)的絕對(duì)值I Δ P (η) |彡e成立時(shí)，進(jìn)入第十八步，第十三步，在當(dāng)前輸出功率的變化量Δ P (η)的絕對(duì)值| Δ P (η) |彡e成立時(shí)，進(jìn)入第十八步；在當(dāng)前輸出功率的變化量Δ P (η)的絕對(duì)值I Δ P (η) |彡e不成立時(shí)，進(jìn)入第十五
步；第十四步，在當(dāng)前輸出功率的變化量Δ P (η) >6成立時(shí)，進(jìn)入第十六步；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) > e不成立時(shí)，進(jìn)入第十七步；第十五步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔP(η) >6成立時(shí)，進(jìn)入第二十步；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) > e不成立時(shí)，進(jìn)入第十九步；第十六步，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Τοη(η+1)增加一個(gè)步進(jìn)值 δ，即 Ton (n+1) = Ton (η) + δ，進(jìn)入第一步，第十七步，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton減少一個(gè)步進(jìn)值 δ，即 Ton (n+1) = Ton (η) - δ，進(jìn)入第一步，第十八步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ維持不變，即Ton (n+1) = Ton (η)，進(jìn)入
第一步，第十九步，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Τοη(η+1)增加一個(gè)步進(jìn)值 δ，即 Ton (n+1) = Ton (η) + δ，進(jìn)入第一步，第二十步，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton減少一個(gè)步進(jìn)值 δ，即 Ton (n+1) = Ton (η) - δ，進(jìn)入第一步。所述設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值有三個(gè)以上不同的檔位，但控制方法同只有前述的兩個(gè)檔位的步進(jìn)值的方法一樣。一種太陽(yáng)能電池最大輸出功率跟蹤方法，其特征是太陽(yáng)能控制器通過檢測(cè)電路檢測(cè)太陽(yáng)能電池在當(dāng)前變換周期內(nèi)的當(dāng)前輸出電壓V(n)和當(dāng)前輸出電流I (η)，計(jì)算當(dāng)前輸出功率P (η), P (η) = V (η) *Ι (η)，并記錄，前次變換周期記為η-1 前次輸出電壓V (η-1)和前次輸出電流I (η-1)，前次輸出功率P (η-1)，P (n-1) = V (η-1) *Ι (η-1)，前前次變換周期記為η-2，前前次輸出電壓V (η_2)和前前次輸出電流I (η_2)，前前次輸出功率P (η-2)，P (n-2) = V (η-2) *Ι (η-2)，所述的前前次為前次的前次；當(dāng)前輸出功率的變化量Δ P (η), Δ P (η) = P (η)-P (η-1),前次輸出功率的變化量Δ P (η-1), Δ P (η-1) = P (η-1)-P (η-2),當(dāng)前輸出電壓的變化量AV(n), Δ V (η) = V (η)-V (η-1),其中，η為當(dāng)前，η+1為后次，η_1為前次，η_2為前前次，η為大于等于1的自然數(shù)， 當(dāng)η = 1時(shí)，為第一次，V (η-1)及P (η-1)、P (η-2)初始化為零；記錄太陽(yáng)能電池的輸出功率由下降到上升或者由上升到下降的轉(zhuǎn)折變化的累計(jì)次數(shù)為F，在當(dāng)前變換周期內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn)(n) =F(n-l)+l，在當(dāng)前變換周期內(nèi)沒發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn)(n) =F(η-1)；F (η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)，F(xiàn)(η-1)為前次變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)，設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ有二個(gè)不同的檔位第一檔位Cl和第二檔位c2，第一檔位Cl和第二檔位c2均大于零且小于最大允許導(dǎo)通時(shí)間的0. 1倍，并有第一檔位Cl > 第二檔位c2，其中，最大允許導(dǎo)通時(shí)間是指允許的最大導(dǎo)通時(shí)間，是一個(gè)和斬波頻率相關(guān)的時(shí)間，為斬波頻率的倒數(shù)的0. 75倍；所述的變換周期包括后次變換周期、當(dāng)前變換周期、前次變換周期、前前次變換周期以及第一次變換周期；在第一次變換周期內(nèi)，對(duì)步進(jìn)值δ首先賦予較大的值，即δ = cl ；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值| ΔP(η) | < Pl時(shí)，則后次變換周期內(nèi)步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則不作變化；其中，Pl為小于0. 05倍太陽(yáng)能電池的標(biāo)稱功率的正數(shù)；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率超過1. 1倍時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ上升一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最大檔位時(shí)，則不作變化；其中，當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率是指當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)之差與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)的比值；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值| ΔP(η) |與當(dāng)前輸出功率Ρ(η)的比值> λ時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則不作變化；其中，λ為小于1的正數(shù)；在當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)F(n) ^ 2時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位，同時(shí)，對(duì)F(n)進(jìn)行清零并重新計(jì)數(shù)；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則對(duì)步進(jìn)值δ不作變化；在輸出功率隨導(dǎo)通時(shí)間增加而增加的上升期內(nèi)在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值| ΔP(η) | ( e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (n+1)維持不變，即Ton(n+l) = Ton (η)，其中，Ton (η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間，e為小于太陽(yáng)能電池的標(biāo)稱功率0. 1倍的正數(shù)；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) > e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (n+1)增加一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η) + δ ；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) < -e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton減少一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η)-δ ；在輸出功率隨導(dǎo)通時(shí)間增加而降低的下降期內(nèi)在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值| ΔP(η) | ( e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (n+1)維持不變，Ton (n+1) = Ton (η)；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) > e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (n+1)減少一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η) - δ ；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) < -e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton增加一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η) + δ。所述設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值有三個(gè)以上不同的檔位，但控制方法同只有前述的兩個(gè)檔位的步進(jìn)值的方法一樣。由于在初次啟動(dòng)后，導(dǎo)通時(shí)間逐漸增大，每經(jīng)過一次導(dǎo)通時(shí)間增加一個(gè)步進(jìn)值δ， 太陽(yáng)能電池的輸出功率也逐漸增大。當(dāng)輸出功率到達(dá)最大輸出功率點(diǎn)后，隨著導(dǎo)通時(shí)間的增大，輸出功率會(huì)變小，即輸出功率由上升期轉(zhuǎn)為下降期，導(dǎo)通時(shí)間向減少方向調(diào)整。在下降期內(nèi)，每經(jīng)過一次導(dǎo)通時(shí)間減少一個(gè)步進(jìn)值δ，隨著導(dǎo)通時(shí)間的減少，輸出功率會(huì)變大，當(dāng)輸出功率到達(dá)最大輸出功率點(diǎn)后，隨著導(dǎo)通時(shí)間的減少，輸出功率也跟隨減少，于是導(dǎo)通時(shí)間再次進(jìn)行轉(zhuǎn)折，每經(jīng)過一次導(dǎo)通時(shí)間，增加一個(gè)步進(jìn)值δ，進(jìn)入上升期后，導(dǎo)通時(shí)間變大，輸出功率變大，如此圍繞最大輸出功率點(diǎn)來回波動(dòng)。記錄當(dāng)前變換周期內(nèi)的當(dāng)前輸出功率由下降到上升、由上升到下降的轉(zhuǎn)折變化的累計(jì)次數(shù)為F(n)，其中，當(dāng)前輸出功率由下降到上升記為1次，當(dāng)前輸出功率由上升到下降也記為1次。e為小于太陽(yáng)能電池的標(biāo)稱功率0.1倍的正數(shù)。e越小，跟蹤的最大輸出功率點(diǎn)處的輸出功率波動(dòng)越小，但對(duì)太陽(yáng)能控制器的硬件設(shè)計(jì)要求越高，跟蹤到最大輸出功率點(diǎn)的時(shí)間也會(huì)變長(zhǎng)。本發(fā)明改進(jìn)了固定步進(jìn)值在最大輸出功率點(diǎn)跟蹤時(shí)產(chǎn)生的缺陷，克服在最大輸出功率點(diǎn)上的輸出功率波動(dòng)較大的缺點(diǎn)，具有快速、準(zhǔn)確和穩(wěn)定的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的控制流程圖。圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的控制流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。第一實(shí)施例參見圖1，太陽(yáng)能電池的輸出電壓最大為40V，短路電流最大為5A，標(biāo)稱功率130W， 太陽(yáng)能控制器的變換頻率為40KHz，一個(gè)控制周期為25微秒，最大允許導(dǎo)通時(shí)間18. 75微秒，第一次初始導(dǎo)通時(shí)間為1微秒。太陽(yáng)能控制器包含有電壓檢測(cè)單元、電流檢測(cè)單元、主控單元MCU、控制軟件及由主控單元MCU控制的導(dǎo)通與關(guān)斷變換的輸出功率變換電路。電壓檢測(cè)單元、電流檢測(cè)單元屬于檢測(cè)電路，其中，電壓檢測(cè)單元用于檢測(cè)太陽(yáng)能電池的輸出電壓V，電流檢測(cè)單元用于檢測(cè)太陽(yáng)能電池的輸出電流I。太陽(yáng)能控制器通過檢測(cè)電路檢測(cè)太陽(yáng)能電池在當(dāng)前變換周期內(nèi)的當(dāng)前輸出電壓 V (η)和當(dāng)前輸出電流I (η)，計(jì)算當(dāng)前輸出功率P (η), P (η) = V (η) *Ι (η)。太陽(yáng)能控制器通過檢測(cè)電路檢測(cè)太陽(yáng)能電池在前次變換周期內(nèi)的前次輸出電壓 V(n-l)和前次輸出電流I(n-l)，計(jì)算前次輸出功率P(n-l)，P(n-l) = V (n_l) *I (n_l)。太陽(yáng)能控制器通過檢測(cè)電路檢測(cè)太陽(yáng)能電池在前前次變換周期內(nèi)的前前次輸出電壓V(n-2)和前前次輸出電流I(ri-2)，計(jì)算前前次輸出功率P(n-2)，P(n-2)= V(n-2)*I(n-2)0所述的前前次為前次的前次。當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η), ΔP(η) = P(n)-P(n-1),前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)，ΔΡ(η_1) = P(η_1)-P(η_2)，當(dāng)前輸出電壓的變化量AV(n), Δ V(η) = V(η)-V(η_1)，其中，η為當(dāng)前，η+1為后次，η_1為前次，n_2為前前次，η為大于等于1的自然數(shù)， 當(dāng)η = 1時(shí)，為第一次，V(n-l)及P(n-l)、P(n-2)初始化為零。記錄太陽(yáng)能電池的輸出功率由下降到上升或者由上升到下降的轉(zhuǎn)折變化的累計(jì)次數(shù)為F，在當(dāng)前變換周期內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn)(n) =F(n-l)+l，在當(dāng)前變換周期內(nèi)沒發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn)(n) =F(n-l) ；F(η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)，F(xiàn)(n_l)為前次變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)。
設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ有二個(gè)不同的檔位第一檔位cl = 0. 5微秒和第二檔位c2 = 0. 1微秒，最大允許導(dǎo)通時(shí)間18. 75微秒的0. 1倍=1. 875微秒> cl > c2。所述的變換周期包括后次變換周期、當(dāng)前變換周期、前次變換周期、前前次變換周期以及第一次變換周期；在第一次變換周期內(nèi)，對(duì)步進(jìn)值δ首先賦予較大的值，S卩δ =cl =0.5微秒。在當(dāng)前輸出電壓的變化量Δ V(η)的絕對(duì)值I Δ V(η) | > Vl = 3V時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值S下降一個(gè)檔位，S卩S =c2 = 0.1微秒；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為0. 1微秒時(shí)，則不作變化；其中，Vl為小于0. 1倍太陽(yáng)能電池的開路電壓值的正數(shù)；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率超過1. 1倍時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ上升一個(gè)檔位到0.5微秒；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最大檔位到0.5微秒時(shí)，則不作變化；其中，當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率是指當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)之差與前次輸出功率的變化量 ΔΡ(η-Ι)的比值；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值I ΔΡ(η) |與當(dāng)前輸出功率Ρ(η)的比值> λ = 0. 1時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位到0. 1微秒；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位0.1微秒時(shí)，則不作變化；其中，λ為小于1的正數(shù)；這里選取λ = 0. 1。在當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)F(n) ^ 2時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位到0. 1微秒，同時(shí)，對(duì)F (η)進(jìn)行清零并重新計(jì)數(shù)；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位0.1微秒時(shí)，則對(duì)步進(jìn)值δ不作變化。在輸出功率隨導(dǎo)通時(shí)間增加而增加的上升期內(nèi)在當(dāng)前輸出功率的變化量Δ P (η)的絕對(duì)值I ΔΡ(η) I彡e = 0. 5W時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton(n+1)維持不變，即Ton(n+l) = Ton(η)，其中， Ton (η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間；其中，e為小于太陽(yáng)能電池的標(biāo)稱功率0. 1倍的正數(shù)，由于太陽(yáng)能電池的標(biāo)稱功率為130W，故此次e = 0. 5W < 130W*0. 1 = 13ff0在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) > e = 0. 5W時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (n+1)增加一個(gè)步進(jìn)值δ，即T0n (n+1) =Ton (η)+δ ；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) <_e = -0. 5W時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton減少一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η)-δ。在輸出功率隨導(dǎo)通時(shí)間增加而降低的下降期內(nèi)在當(dāng)前輸出功率的變化量Δ P (η)的絕對(duì)值I Δ P (η) I彡e = 0. 5W時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (n+1)維持不變，Ton (n+1) = Ton (η)；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) > e = 0. 5W時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (n+1)減少一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η)-δ ；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) <-e = -0. 5W時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton增加一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η)+δ。當(dāng)然，上述的設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值也可以有三個(gè)不同的檔位第一檔位cl =0. 5微秒、第二檔位c2 = 0. 2微秒和第三檔位c3 = 0. 05微秒，有最大允許導(dǎo)通時(shí)間18. 75 微秒的0. 1倍=1. 875微秒> Cl > c2 > c3，其中，所述的變換周期包括后次變換周期、當(dāng)前變換周期、前次變換周期、前前次變換周期以及第一次變換周期；在第一次變換周期內(nèi)， 對(duì)步進(jìn)值S首先賦予較大的值，即S =Cl = 0.5微秒。雖然這里的步進(jìn)值為三個(gè)，但是， 控制方法同前述只有兩檔的步進(jìn)值的控制方法一樣。當(dāng)然，根據(jù)需要，設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值還可以有比三個(gè)更多的檔位值，控制方法同上所述，不再重復(fù)。操作時(shí)，第一次初始導(dǎo)通時(shí)間為1微秒，一個(gè)控制周期為25微秒，具體包括以下步驟第一步，太陽(yáng)能控制器通過檢測(cè)電路檢測(cè)太陽(yáng)能電池在當(dāng)前變換周期內(nèi)的當(dāng)前輸出電壓V (η)和當(dāng)前輸出電流I (η)，計(jì)算當(dāng)前輸出功率P (η), P (η) = V (η) *Ι (η)。太陽(yáng)能控制器通過檢測(cè)電路檢測(cè)太陽(yáng)能電池在前次變換周期內(nèi)的前次輸出電壓 V (η-1)和前次輸出電流I (η-1)，計(jì)算前次輸出功率P (η_1)，P (n-1) = V (η-1) *Ι (n-1)。太陽(yáng)能控制器通過檢測(cè)電路檢測(cè)太陽(yáng)能電池在前前次變換周期內(nèi)的前前次輸出電壓V(n-2)和前前次輸出電流I(ri-2)，計(jì)算前前次輸出功率P(n-2)，P(n-2)= V(n-2)*I(n-2)。當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η), ΔΡ(η) = P(η)-P(n-1),前次輸出功率的變化量Δ P (η-1), Δ P (n-1) = P (n_l)-P (n_2)，當(dāng)前輸出電壓的變化量AV(n), Δ V (η) = V (η)-V (η-1),其中，η為當(dāng)前，η+1為后次，η_1為前次，η_2為前前次，η為大于等于1的自然數(shù)， 當(dāng)η = 1時(shí)，為第一次，V (η-1)及Ρ(η-1)、Ρ(η-2)初始化為零；設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ有二個(gè)不同的檔位第一檔位cl = 0. 5微秒和第二檔位c2 = 0. 1微秒；所述的變換周期包括后次變換周期、當(dāng)前變換周期、前次變換周期、前前次變換周期以及第一次變換周期；在第一次變換周期內(nèi)，對(duì)步進(jìn)值δ首先賦予較大的值，gp δ = cl = 0.5 微秒。其中，Vl= 3V;當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率是指當(dāng)前輸出功率的變化量△ P(η)與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)之差與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)的比值> λ = 0. 1 時(shí)；Ton (η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間，e = 0. 5W。第二步，記錄太陽(yáng)能電池的輸出功率由下降到上升或者由上升到下降的轉(zhuǎn)折變化的累計(jì)次數(shù)為F，在當(dāng)前變換周期內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn)(n) = F(n-1)+1，在當(dāng)前變換周期內(nèi)沒發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn)(n) = F(η-1)；進(jìn)入第三步；其中，F(xiàn)(η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)，F(xiàn)(n-l)為前次變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)。第三步，在當(dāng)前輸出電壓的變化量Δ V (η)的絕對(duì)值| Δ V (η) | > Vl = 3V成立時(shí)， 進(jìn)入第七步；在當(dāng)前輸出電壓的變化量Δ V (η)的絕對(duì)值I Δ V (η) | >V1 = 3V不成立時(shí)，進(jìn)入第四步；第四步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率超過1. 1倍成立時(shí)，進(jìn)入第十步；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔP(η)的變化率超過1. 1倍不成立時(shí)，進(jìn)入第五步；
第五步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值| ΔP(η) |與當(dāng)前輸出功率 P(η)的比值> λ = 0. 1成立時(shí)，進(jìn)入第七步；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值
ΔΡ(η)與當(dāng)前輸出功率Ρ(η)的比值> λ =0.1不成立時(shí)，進(jìn)入第六步；第六步，在當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)F(n) >2成立時(shí)，進(jìn)入第八步；在當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)F(n)彡2不成立時(shí)，進(jìn)入第九步；第七步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則不作變化；進(jìn)入第十一步，第八步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位，同時(shí)，對(duì)F(n)進(jìn)行清零并重新計(jì)數(shù)；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則對(duì)步進(jìn)值δ不作變化，進(jìn)入第十一步，第九步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ維持不變，進(jìn)入第十一步，第十步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ上升一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最大檔位時(shí)，則不作變化；進(jìn)入第十一步，第十一步，判斷是否在輸出功率上升期內(nèi)，如果是，就進(jìn)入第十二步，如果否，就進(jìn)入第十三步，第十二步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔP(η)的絕對(duì)值| ΔP(η) |彡e = 0. 5W不成立時(shí)，進(jìn)入第十四步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值|ΔΡ(η)|彡e = 0. 5W成立時(shí)，進(jìn)入第十八步，第十三步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值| ΔP(n) ^e = O. 5W成立時(shí)，進(jìn)入第十八步；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔP(η)的絕對(duì)值|ΔΡ(η)|彡e = 0. 5W不成立時(shí)，進(jìn)入第十五步；第十四步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) > e = 0. 5W成立時(shí)，進(jìn)入第十六步； 在當(dāng)前輸出功率的變化量Δ P (n) >e = 0.5W不成立時(shí)，進(jìn)入第十七步；第十五步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) > e = 0. 5W成立時(shí)，進(jìn)入第二十步； 在當(dāng)前輸出功率的變化量Δ P (n) >e = 0.5W不成立時(shí)，進(jìn)入第十九步；第十六步，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Τοη(η+1)增加一個(gè)步進(jìn)值 δ，即 Ton (n+1) = Ton (η) + δ，進(jìn)入第一步，第十七步，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton減少一個(gè)步進(jìn)值 δ，即 Ton (n+1) = Ton (η) - δ，進(jìn)入第一步，第十八步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ維持不變，即Ton (n+1) = Ton (η)，進(jìn)入
第一步，第十九步，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Τοη(η+1)增加一個(gè)步進(jìn)值 δ，即 Ton (n+1) = Ton (η) + δ，進(jìn)入第一步，第二十步，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton減少一個(gè)步進(jìn)值 δ，即 Ton (n+1) = Ton (η) - δ，進(jìn)入第一步。以上的操作步驟是按步進(jìn)值有兩個(gè)檔位進(jìn)行說明的，當(dāng)步進(jìn)值有三個(gè)或以上的檔位時(shí)，也是可以照此步驟執(zhí)行。第二實(shí)施例參見圖2，在本實(shí)施例中，將“當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值| ΔΡ(η)< Pl = 5W時(shí)，則后次變換周期內(nèi)步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則不作變化；其中，Pl用于替代第一實(shí)施例中的“在當(dāng)前輸出電壓的變化量Δν(η)的絕對(duì)值I Δν(η) | > Vl = 3V時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則不作變化；其中，Vl為小于0. 1倍太陽(yáng)能電池的開路電壓值的正數(shù)”，也能獲得和第一實(shí)施例相同的技術(shù)效果?；谕瑯拥睦碛桑诰唧w的操作步驟中，第三步的內(nèi)容替換為在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔP(η)的絕對(duì)值I ΔΡ| < Pl = 5W成立時(shí)，進(jìn)入第七步；在當(dāng)前輸出功率的變化量 ΔP(η)的絕對(duì)值I ΔΡ| < Pl = 5W不成立時(shí)，進(jìn)入第四步；其余的步驟不變，同上述的第一實(shí)施例。其余未述部分見第一實(shí)施例，不再重復(fù)。
權(quán)利要求
1. 一種太陽(yáng)能電池最大輸出功率跟蹤方法，其特征是太陽(yáng)能控制器通過檢測(cè)電路檢測(cè)太陽(yáng)能電池在當(dāng)前變換周期內(nèi)的當(dāng)前輸出電壓V (η)和當(dāng)前輸出電流I (η)，計(jì)算當(dāng)前輸出功率P(n)，P(n) = V(n)*I(n)并記錄，前次變換周期記為n_l 前次輸出電壓V(n_l)和前次輸出電流 I (n-1)，前次輸出功率 P (n-1)，P (n-1) = V (n-1) *I (n-1)，前前次變換周期記為n-2，前前次輸出電壓V (n-2)和前前次輸出電流I (n-幻，前前次輸出功率P (n-2)，P (n-2) = V (n-2) *I (n-2)，所述的前前次為前次的前次； 當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η), Δ P (η) = P (η)-P (n-1), 前次輸出功率的變化量Δ P (η-1), Δ P (n-1) = P (n-1)-P (n-2), 當(dāng)前輸出電壓的變化量AV(n), Δ V (η) = V (η)-V (η-1),其中，η為當(dāng)前，η+1為后次，η-1為前次，n-2為前前次，η為大于等于1的自然數(shù)，當(dāng)η =1時(shí)，為第一次，V (η-1)及P (n-1)、P (n-2)初始化為零；記錄太陽(yáng)能電池的輸出功率由下降到上升或者由上升到下降的轉(zhuǎn)折變化的累計(jì)次數(shù)為F，在當(dāng)前變換周期內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn)(n) =F(n-l)+l，在當(dāng)前變換周期內(nèi)沒發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn) (n) = F (η-1)；F (η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)， F (η-1)為前次變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)，設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ有二個(gè)不同的檔位第一檔位cl和第二檔位c2，第一檔位cl和第二檔位c2均大于零且小于最大允許導(dǎo)通時(shí)間的0. 1倍，并有第一檔位cl >第二檔位c2，其中，最大允許導(dǎo)通時(shí)間是指允許的最大導(dǎo)通時(shí)間，是一個(gè)和斬波頻率相關(guān)的時(shí)間，為斬波頻率的倒數(shù)的0. 75倍；所述的變換周期包括后次變換周期、當(dāng)前變換周期、前次變換周期、前前次變換周期以及第一次變換周期；在第一次變換周期內(nèi)，對(duì)步進(jìn)值δ首先賦予較大的值，S卩δ =cl;在當(dāng)前輸出電壓的變化量Δν(η)的絕對(duì)值I Δν(η) | > Vl時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則不作變化；其中，Vl為小于0. 1倍太陽(yáng)能電池的開路電壓值的正數(shù)；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率超過1. 1倍時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值 δ上升一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最大檔位時(shí)，則不作變化；其中，當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率是指當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)之差與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)的比值；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值I ΔΡ(η) |與當(dāng)前輸出功率Ρ(η)的比值> λ時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ 已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則不作變化；其中，λ為小于1的正數(shù)；在當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)F(n) >2時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位，同時(shí)，對(duì)F(n)進(jìn)行清零并重新計(jì)數(shù)；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則對(duì)步進(jìn)值δ不作變化；在輸出功率隨導(dǎo)通時(shí)間增加而增加的上升期內(nèi)在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值I ΔΡ(η) |彡e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (η+1)維持不變，即Ton (η+1) = Ton (η)，其中，Ton (η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間，e為小于太陽(yáng)能電池的標(biāo)稱功率0. 1倍的正數(shù)；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) >e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間 Ton (n+1)增加一個(gè)步進(jìn)值 δ，即 Ton (n+1) = Ton (η) + δ ；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) <_e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton減少一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η) - δ ； 在輸出功率隨導(dǎo)通時(shí)間增加而降低的下降期內(nèi)在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值I ΔΡ(η) |彡e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (n+1)維持不變，Ton (n+1) = Ton (η)；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) >e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間 Ton (n+1)減少一個(gè)步進(jìn)值 δ，即 Ton (n+1) = Ton (η) - δ ；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) <_e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton增加一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η) + δ。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池最大輸出功率跟蹤方法，其特征是操作時(shí)，具體包括以下步驟第一步，太陽(yáng)能控制器通過檢測(cè)電路檢測(cè)太陽(yáng)能電池在當(dāng)前變換周期內(nèi)的當(dāng)前輸出電壓V(n)和當(dāng)前輸出電流I(n)，計(jì)算當(dāng)前輸出功率P(n)，P(n) = V(n)*I(n)并記錄，前次變換周期記為n-1 前次輸出電壓V(n-l)和前次輸出電流I(n-l)，前次輸出功率P(n-l)， P(n-l) = V (n-1) (n-1),前前次變換周期記為n-2，前前次輸出電壓V (n-2)和前前次輸出電流I (n-幻，前前次輸出功率P (n-2)，P (n-2) = V (n-2) *I (n-2)，所述的前前次為前次的前次； 當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η), ΔP(η) = P(η)-P(η_1)， 前次輸出功率的變化量Δ P (n-1)，Δ P (n-1) = P (n-1)-P (n-2), 當(dāng)前輸出電壓的變化量AV(n), Δ V(η) = V(η)-V(n-1),其中，η為當(dāng)前，η+1為后次，n-1為前次，n-2為前前次，η為大于等于1的自然數(shù)，當(dāng)η =1時(shí)，為第一次，V (n-1)及P (n-1)、P (n-2)初始化為零，設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ有二個(gè)不同的檔位第一檔位c 1和第二檔位c2;所述的變換周期包括后次變換周期、當(dāng)前變換周期、前次變換周期、前前次變換周期以及第一次變換周期；在第一次變換周期內(nèi)，對(duì)步進(jìn)值δ首先賦予較大的值，S卩δ =cl，其中，V1為小于 0. 1倍太陽(yáng)能電池的開路電壓值的正數(shù)；當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率是指當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(Π)與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)之差與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)的比值> λ ；其中，λ 為小于1的正數(shù)，Ton (η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間，e為小于太陽(yáng)能電池的標(biāo)稱功率0. 1倍的正數(shù)；第二步，記錄太陽(yáng)能電池的輸出功率由下降到上升或者由上升到下降的轉(zhuǎn)折變化的累計(jì)次數(shù)為F，在當(dāng)前變換周期內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn)(n) =F(n-l)+l，在當(dāng)前變換周期內(nèi)沒發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn)(n) =F(n-1)；進(jìn)入第三步；其中，F(xiàn)(η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)， F(n-1)為前次變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)；第三步，在當(dāng)前輸出電壓的變化量ΔΥ(η)的絕對(duì)值I Δν(η) | > Vl成立時(shí)，進(jìn)入第七步；在當(dāng)前輸出電壓的變化量Δν(η)的絕對(duì)值|Δν(η)| > Vl不成立時(shí)，進(jìn)入第四步；第四步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率超過1. 1倍成立時(shí)，進(jìn)入第十步；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率超過1. 1倍不成立時(shí)，進(jìn)入第五步；第五步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值I ΔΡ(η) |與當(dāng)前輸出功率P(η)的比值> λ成立時(shí)，進(jìn)入第七步；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值I ΔΡ(η) |與當(dāng)前輸出功率Ρ(η)的比值> λ不成立時(shí)，進(jìn)入第六步；第六步，在當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)F(n) >2成立時(shí)，進(jìn)入第八步；在當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)F (η)彡2不成立時(shí)，進(jìn)入第九步；第七步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值S下降一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則不作變化；進(jìn)入第十一步，第八步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位，同時(shí)，對(duì)F(n)進(jìn)行清零并重新計(jì)數(shù)；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值S已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則對(duì)步進(jìn)值S不作變化，進(jìn)入第十一步，第九步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ維持不變，進(jìn)入第十一步， 第十步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值S上升一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最大檔位時(shí)，則不作變化；進(jìn)入第十一步，第十一步，判斷是否在輸出功率上升期內(nèi)，如果是，就進(jìn)入第十二步，如果否，就進(jìn)入第十三步，第十二步，在當(dāng)前輸出功率的變化量Δ P (η)的絕對(duì)值I Δ P (η) |≤e不成立時(shí)，進(jìn)入第十四步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔP(η)的絕對(duì)值I ΔP(η) |≤e成立時(shí)，進(jìn)入第十八步， 第十三步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值|ΔΡ(η)|≤e成立時(shí)，進(jìn)入第十八步；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值|ΔΡ(η)|≤e不成立時(shí)，進(jìn)入第十五步；第十四步，在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) >0成立時(shí)，進(jìn)入第十六步；在當(dāng)前輸出功率的變化量Δ P (n) > e不成立時(shí)，進(jìn)入第十七步；第十五步，在當(dāng)前輸出功率的變化量△ P (n) > e成立時(shí)，進(jìn)入第二十步；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) > e不成立時(shí)，進(jìn)入第十九步；第十六步，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton(n+l)增加一個(gè)步進(jìn)值 δ，即 Ton (n+1) = Ton (η) + δ，進(jìn)入第一步，第十七步，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton減少一個(gè)步進(jìn)值δ，即 Ton(η+1) = Τοη(η)-δ，進(jìn)入第一步，第十八步，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值S維持不變，即Ton (η+1) =Τοη(η)，進(jìn)入第一步，第十九步，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (η+1)增加一個(gè)步進(jìn)值 δ，即 Ton (n+1) = Ton (η) + δ，進(jìn)入第一步，第二十步，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton減少一個(gè)步進(jìn)值δ，即 Ton (η+1) = Τοη(η)-δ，進(jìn)入第一步。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能電池最大輸出功率跟蹤方法，其特征是所述設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值為三個(gè)以上的不同的檔位。
4.一種太陽(yáng)能電池最大輸出功率跟蹤方法，其特征是太陽(yáng)能控制器通過檢測(cè)電路檢測(cè)太陽(yáng)能電池在當(dāng)前變換周期內(nèi)的當(dāng)前輸出電壓V (η)和當(dāng)前輸出電流I (η)，計(jì)算當(dāng)前輸出功率P (η)，P (n) = V(n)*I(n)，并記錄，前次變換周期記為n-1 前次輸出電壓V (η_1)和前次輸出電流 I (n-1)，前次輸出功率 P (n-1)，P (n-1) = V (n-1) *I (n-1)，前前次變換周期記為n-2，前前次輸出電壓V (n-2)和前前次輸出電流I (n-幻，前前次輸出功率P (n-2)，P (n-2) = V (n-2) *I (n-2)，所述的前前次為前次的前次； 當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η), Δ P (η) = P (η)-P (n-1), 前次輸出功率的變化量Δ P (η-1), Δ P (n-1) = P (n-1)-P (n-2), 當(dāng)前輸出電壓的變化量AV(n), Δ V (η) = V (η)-V (η-1),其中，η為當(dāng)前，η+1為后次，η-1為前次，n-2為前前次，η為大于等于1的自然數(shù)，當(dāng)η =1時(shí)，為第一次，V (η-1)及P (n-1)、P (n-2)初始化為零；記錄太陽(yáng)能電池的輸出功率由下降到上升或者由上升到下降的轉(zhuǎn)折變化的累計(jì)次數(shù)為F，在當(dāng)前變換周期內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn)(n) =F(n-l)+l，在當(dāng)前變換周期內(nèi)沒發(fā)生轉(zhuǎn)折變化時(shí)，F(xiàn) (n) = F (η-1)；F (η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)， F (η-1)為前次變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)，設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ有二個(gè)不同的檔位第一檔位cl和第二檔位c2，第一檔位cl和第二檔位c2均大于零且小于最大允許導(dǎo)通時(shí)間的0. 1倍，并有第一檔位cl >第二檔位c2，其中，最大允許導(dǎo)通時(shí)間是指允許的最大導(dǎo)通時(shí)間，是一個(gè)和斬波頻率相關(guān)的時(shí)間，為斬波頻率的倒數(shù)的0. 75倍；所述的變換周期包括后次變換周期、當(dāng)前變換周期、前次變換周期、前前次變換周期以及第一次變換周期；在第一次變換周期內(nèi)，對(duì)步進(jìn)值δ首先賦予較大的值，S卩δ =cl;在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值I ΔΡ(η) | < Pl時(shí)，則后次變換周期內(nèi)步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則不作變化； 其中，Pl為小于0. 05倍太陽(yáng)能電池的標(biāo)稱功率的正數(shù)；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率超過1. 1倍時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值 δ上升一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最大檔位時(shí)，則不作變化；其中，當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的變化率是指當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)之差與前次輸出功率的變化量ΔΡ(η-Ι)的比值；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值I ΔΡ(η) |與當(dāng)前輸出功率P (η)的比值> λ時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ 已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則不作變化；其中，λ為小于1的正數(shù)；在當(dāng)前變換周期內(nèi)的累計(jì)次數(shù)F(n) >2時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ下降一個(gè)檔位，同時(shí)，對(duì)F(n)進(jìn)行清零并重新計(jì)數(shù)；如果，在后次變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ已經(jīng)為最小檔位時(shí)，則對(duì)步進(jìn)值δ不作變化；在輸出功率隨導(dǎo)通時(shí)間增加而增加的上升期內(nèi)在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值I ΔΡ(η) |彡e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (η+1)維持不變，即Ton (η+1) = Ton (η)，其中，Ton (η)為當(dāng)前變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間，e為小于太陽(yáng)能電池的標(biāo)稱功率0. 1倍的正數(shù)； 在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) >e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間 Ton (n+1)增加一個(gè)步進(jìn)值 δ，即 Ton (n+1) = Ton (η) + δ ；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) <_e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton減少一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η) - δ ； 在輸出功率隨導(dǎo)通時(shí)間增加而降低的下降期內(nèi)在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η)的絕對(duì)值I ΔΡ(η) |≤e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton (n+1)維持不變，Ton (n+1) = Ton (η)；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) >e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間 Ton (n+1)減少一個(gè)步進(jìn)值 δ，即 Ton (n+1) = Ton (η) - δ ；在當(dāng)前輸出功率的變化量ΔΡ(η) <_e時(shí)，則后次變換周期內(nèi)的太陽(yáng)能控制器的導(dǎo)通時(shí)間Ton增加一個(gè)步進(jìn)值δ，即Ton (n+1) = Ton (η) + δ。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能電池最大輸出功率跟蹤方法，其特征是所述設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值為三個(gè)以上的不同的檔位。
全文摘要
一種太陽(yáng)能電池最大輸出功率跟蹤方法，太陽(yáng)能控制器通過檢測(cè)電路檢測(cè)太陽(yáng)能電池在當(dāng)前變換周期內(nèi)的當(dāng)前輸出電壓V(n)和當(dāng)前輸出電流I(n)，計(jì)算當(dāng)前輸出功率P(n)，P(n)＝V(n)*I(n)，記錄太陽(yáng)能電池的輸出功率由下降到上升或者由上升到下降的轉(zhuǎn)折變化的累計(jì)次數(shù)為F；設(shè)定變換周期內(nèi)的步進(jìn)值δ有二個(gè)不同的檔位第一檔位c1和第二檔位c2，第一檔位c1和第二檔位c2均大于零且小于最大允許導(dǎo)通時(shí)間的0.1倍，并有第一檔位c1＞第二檔位c2。本發(fā)明改進(jìn)了固定步進(jìn)值在最大輸出功率點(diǎn)跟蹤時(shí)產(chǎn)生的缺陷，克服在最大輸出功率點(diǎn)上的輸出功率波動(dòng)，具有快速、準(zhǔn)確和穩(wěn)定的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02N6/00GK102200783SQ201110111340
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者王斌 申請(qǐng)人:廣東美的電器股份有限公司