CN100371843C - 最大电力跟踪控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种最大电力跟踪控制装置，包括：近似函数存储部件，存储指示发电机输出功率与工作电压特性中的最大功率点的近似函数，所述特性对应于发电机的输出电平，以及控制部件，依据近似函数存储部件存储的近似函数，计算对应于当前输出功率的工作电压值，并设置该工作电压值为功率变换器的工作电压值，以使与输出功率相关的功率点跟上最大功率点，该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平；控制部件包括电压值计算部件、电压值设定部件及判断部件；控制部件设置为：功率变换器的工作电压值被设置为，当识别出对应于发电机输出电平的与输出功率相关的功率点已到达最大功率点附近时，就通过爬山法使得与发电机输出功率相关的功率点到达最大功率点。

Description

最大电力跟踪控制装置
技术领域
本发明涉及一种最大电力跟踪控制装置，其中，在离散式(dispersive)发电系统中包括用于产生直流电的发电机，比如水力发电机或风力发电机，和用于将发电机的直流电转换为交流电，以及用于将转换所得的交流电提供给系统或其他的电力调节装置(在下文中将简称为“电力调节器(powerconditioner)”)，与发电机的输出特性相对应的最佳发电效率能够在电力调节器内部获得。
背景技术
一般来说，水力发电系统、风力发电系统、太阳能发电系统或燃气发动机发电系统等各种系统均称为离散式发电系统。
将这种离散式发电系统设置为，在电力调节器的功率变换器(powerconverter)中将发电机产生的直流电转换为交流电，再将该交流电提供给消费类电子装置的负载或商业电源的系统。
为提高这种离散式发电系统的发电效率，现已提出多种最大电力跟踪控制装置，它们是基于电力调节器内部的在发电机的输出功率与功率变换器的直流工作电压之间的关系，该直流工作电压即为发电机的输出电压，其中，调节该直流工作电压以使发电机的输出功率的功率点迅速跟上最大功率点。
图15为在一般的太阳能发电机中的直流功率与直流电压的特性(电压-功率特性)示意图。
当如图15所示在太阳能发电机中的特性为山峰形时，通过控制功率变换器的直流工作电压，将使功率点到达该山峰形的顶点，即最大功率点，从而最大化太阳能发电机的发电效率。
然而，在太阳能发电机中，上述电压-功率特性将会因阳光照明度的变化而波动，因此该最大功率点也就随照明度的变化而变化。
因此，常规的最大电力跟踪控制装置使用爬山法(例如，日本未审专利公开No.2000-181555)为业界所知。图16为简单示出一般的爬山法的操作算法的操作示意图。
按照日本未审专利公开No.2000-181555的常规的最大电力跟踪控制装置，以每一特定的电压ΔV调节功率变换器的直流工作电压，并将调整前后的太阳能电池输出功率互相比较。其中，当输出功率增加时，就将直流工作电压在与上次相同的方向上改变一个特定的电压ΔV，同时，要将直流工作电压在与上次相反的方向上改变一个特定的电压ΔV，以使输出功率的功率点根据直流工作电压的变化到达最大功率点Pmax，其中到达最大功率点时所获得的直流工作电压即为最佳值。
按照这种最大电力跟踪控制装置，通过为功率变换器设定这样获得的直流工作电压，功率点将会到达最大功率点，从而最大化太阳能电池的发电效率。
从这个方面而言，这样的电压-功率特性还会因发电机的类型而不同。图17为动力型(dynamic)发电机的电压-功率特性的示意图，图18为动力型发电机中水力发电机的电压-功率特性示意图。
以这种方式，发电机的电压-功率特性还会因发电机的类型而不同，通过将图15所示太阳能发电机的电压-功率特性与图17及图18所示发电机的电压-功率特性进行比较，可知这一点。
一般地，在太阳能发电机的情况下，如图19A所示，电压-功率特性会因阳光照明度的变化而波动，而在动力型发电机的情况下，如图19B所示，电压-功率特性会因动力(即在水力发电机情况下水量的变化，在风力发电机情况下风力的变化，或者在气体发动机发电机情况下气体体积的变化)的变化而波动。
将太阳能发电机的电压-功率特性与动力型发电机的电压-功率特性进行比较时，可知，如图19A所示太阳能发电机的情况下，照明度的变化所引起的最大功率点的电压变化相对较小，而在如图19B所示动力型发电机的情况下，动力的变化所引起的最大功率点的电压变化相对较大。
以常规的最大电力跟踪控制装置而言，在太阳能发电机的情况下，利用爬山法使功率点到达最大功率点尽管需要一些时间，但所需的时间不会长到严重影响发电效率，这是因为如图19A所示，照明度的变化所引起的最大功率点的电压变化相对较小。而在比如动力型发电机的情况下，仅仅由于跟踪速度慢，通过常规的爬山法需要花很长时间才能使功率点到达最大功率点，这是由于如图19B所示，动力变化所引起的最大功率点的电压变化相对较大，从而使人担忧会严重影响这段期间的发电效率。
发明内容
本发明即为解决上述问题而完成，其目的之一是提供一种最大电力跟踪控制装置，这种控制器能够使比如动力型发电机等发电机的功率点迅速跟上最大功率点，从而使其发电效率令人满意，该动力型发电机中，动力的变化所引起的最大功率点的电压变化相对较大。
为实现该目的，按照本发明的最大电力跟踪控制装置是一种用于设定功率变换器工作电压的最大电力跟踪控制装置，该功率变换器将发电机的输出电流转换为交流电，以使发电机的输出功率的功率点跟上最大功率点，该功率点对应于发电机的输出电平，该最大电力跟踪控制装置包括：电压检测部件，用以检测来自发电机的直流电压；近似函数建立部件，用以建立近似函数，以指示输出功率特性中的最大功率点和发电机的工作电压，该特性对应于发电机的输出电平；近似函数存储部件，存储该近似函数建立部件产生的、指示最大功率点的近似函数；以及控制部件，依据近似函数存储部件中所存储的近似函数，计算对应于当前输出功率的工作电压值，以及设置该工作电压值为功率变换器的工作电压值，以使与与发电机的输出电平对应的相关于输出功率的功率点跟上最大功率点；该控制部件包括：电压值计算部件，依据该近似函数，计算对应于发电机的当前输出功率的工作电压值；电压值设定部件，将由电压值计算部件所计算的工作电压值设定为功率变换器的工作电压值；以及判断部件，判断电压值计算部件所计算出的工作电压值与当前的工作电压值之差的绝对值是否在特定的阈值内，其中，当判断部件判断出上述工作电压值之差的绝对值在特定的阈值内，即识别出与输出功率相关的功率点已到达最大功率点的附近，该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平；该控制部件设置为：当已识别出与输出功率相关的功率点已到达最大功率点的附近时，其中该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平，就通过使用用于最大电力跟踪控制的爬山法，设置功率变换器的工作电压值，使得与发电机的输出功率相关的功率点到达最大功率点。
从而，将本发明的最大电力跟踪控制装置设置为：存储与最大功率点相关的近似函数，该最大功率点对应于发电机的输出功率及工作电压的特性的输出电平；依据近似函数计算对应于当前输出功率的工作电压值；将该工作电压值设定为功率变换器的工作电压值，以使与输出电压相关的功率点跟上最大功率点，该输出电压对应于发电机的输出电平。当发电机是动力型发电机或类似的发电机时，其中，与动力变化相关的最大功率点的变化较大，通过设置近似函数，可以显著缩短使功率点到达最大功率点附近的跟踪时间，从而能快速完成对最大功率点的跟踪，并且由此提高发电效率。
从而，将本发明的最大电力跟踪控制装置设置为：当在电压值设定部件中设定电压值时，依据该近似函数计算对应于发电机当前输出功率的工作电压值；并且判断所计算出的工作电压值与当前工作电压值之差的绝对值是否在特定的阈值内，其中，当判断出上述工作电压值之差的绝对值不在特定的阈值内时，就认为与输出功率相关的功率点已到达最大功率点的附近，该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平。从而，当发电机是动力型发电机或类似的发电机时，其中，与动力的变化相关的最大功率点的变化较大，通过这种设置的近似函数，可显著缩短使功率点到达最大功率点附近的跟踪时间能够被，进而能快速完成对最大功率点的跟踪，因此提高了发电效率。
从而，将本发明的最大电力跟踪控制装置设置为：当已识别出与输出功率相关的功率点已到达最大功率点的附近时，其中该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平，就通过使用用于最大电力跟踪控制的爬山法，设置功率变换器的工作电压值，使得与发电机的输出功率相关的功率点到达最大功率点。通过这种设置，就能够改善从最大功率点的附近到最大功率点的过程中，通过使用用于跟踪操作的爬山法对最大功率点跟踪的准确度。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，将控制部件设置为：当该判断部件判断所述工作电压值之差的绝对值不在特定的阈值内时，在电压值计算部件中计算该工作电压值，在电压值设定部件中设定所计算出的工作电压值，并且电压值计算部件、电压值设定部件以及判断部件的操作将会持续到所述工作电压值之差的绝对值落入到该判断部件中的该特定阈值内为止。
从而，将本发明的最大电力跟踪控制设置为：当该判断部件判断所述工作电压值之差的绝对值不在特定的阈值内时，电压值计算部件、电压值设定部件以及判断部件的工作将会持续到所述工作电压值之差的绝对值落入该特定的阈值内为止。通过这种设置，能够迅速跟踪到最大功率点的附近。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，还包括第一近似函数件建立部件，用以检测发电机的每个输出电平的最大功率点，并依据至少两个最大功率点来建立近似函数。
从而，将本发明的最大电力跟踪控制装置设置为：为发电机的每个输出电平检测最大功率点，并依据至少两个最大功率点来建立近似函数。通过这种设置，能够很容易地建立近似函数，并且通过增加最大功率点的采样数，还能建立精确度高的近似函数。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，第一近似函数件建立部件使用用于最大电力跟踪控制的爬山法，来检测发电机的每个输出电平的最大功率点。
从而，将本发明的最大电力跟踪控制装置设置为：通过爬山法检测用以建立近似函数的最大功率点，因此，能建立精确度高的近似函数。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，还包括异常情况通知部件，用以在判断在第一近似函数建立部件中建立的近似函数异常时，通知发电机的该异常情况。
从而，将本发明的最大电力跟踪控制装置设置为：当判断在第一近似函数建立部件中建立的近似函数异常时，例如当近似函数的斜率反向时，通知发电机的该异常情况通知。通过这种设置，能够通知用户该发电机或该近似函数的异常情况。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，还包括第二近似函数建立部件，通过将该输出功率分为多个电平区域，并且通过继续检测功率点，将所检测到的多个功率点分置于各个电平区域；计算分置于各个电平区域中的多个功率点的平均值，以将每个电平区域的平均值设为最大功率点；以及依据每个电平区域的最大功率点建立近似函数。
从而，将本发明的最大电力跟踪控制装置设置为：将输出功率分为多个电平区域，将分置于各个电平区域中的多个功率点的平均值设为最大功率点；依据每个电平区域的最大功率点建立该近似函数。通过这种设置，多个功率点，即获得的大量采样，并且通过平均采样这些采样，能建立对应于外部环境变化的精确度高的近似函数。
将根据本发明的的最大电力跟踪控制装置设置为，第二近似函数件建立部件使用用于最大电力跟踪控制的爬山法，来检测这些功率点。
从而，将本发明的最大电力跟踪控制装置设置为：通过使用爬山法检测用以建立近似函数的最大功率点，因此，能建立精确度高的近似函数。
根据本发明的所述的最大电力跟踪控制装置，还包括异常情况通知部件，用以在判断出在第二近似函数建立部件中建立的近似函数异常时，通知发电机的该异常情况。
从而，将本发明的最大电力跟踪控制装置设置为：当判断第二近似函数建立部件建立的近似函数异常时，例如当近似函数的斜率异常时通知，发电机的该异常情况。通过这种设置，能够通知用户该发电机或该近似函数的异常情况。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，将近似函数存储部件设置为预先存储对应于发电机类型的近似函数。
从而，将本发明的最大电力跟踪控制装置设置为：预先存储对应于发电机类型的近似函数，从而能够对应于各种发电机。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，还包括第一近似函数校正部件，通过使用用于最大电力跟踪控制的爬山法，来检测发电机的每个输出电平的最大功率点，以及依据所检测到的最大功率点，校正所存储的、对应于发电机的每个类型的近似函数。
从而，将本发明的最大电力跟踪控制装置设置为：使用爬山法来检测最大功率点，并依据所检测到的最大功率点，校正所存储的、对应于发电机每个类型的近似函数。通过这种设置，能够建立对应于发电机动力各种变化和照明度变化的精确度高的近似函数。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，还包括第二近似函数校正部件，用以在已识别出与输出功率相关的功率点已到达最大功率点的附近时，该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平，就通过使用用于最大电力跟踪控制的爬山法，来检测发电机的每个输出电平的最大功率点，以及依据所检测到的最大功率点，校正在近似函数校正部件所存储的近似函数。
从而，将本发明的最大电力跟踪控制装置被设置为：当已识别出功率点已到达最大功率点的附近时，通过爬山法检测最大功率点，并依据所检测到的最大功率点，校正在近似函数存储部件中所存储的近似函数。通过这种设置，能够持续确保对应于发电机动力各种变化和照明度变化的精确度高的近似函数。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，还包括第三近似函数校正部件，当已识别出与输出功率相关的功率点已到达最大功率点的附近时，该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平，就通过使用用于最大电力跟踪控制的爬山法，来进行对最大功率点的跟踪操作，并依据该跟踪操作所检测的功率点，只校正近似函数的截距(intercept)而不改变其斜率(slope)。
从而，将本发明的最大电力跟踪控制装置设置为：当已识别出功率点已到达最大功率点的附近时，通过使用爬山法进行对最大功率点的跟踪操作，并且依据该跟踪检测到的功率点，只改变近似函数的截距，而不改变其斜率。通过这种设置，能够很好地调整近似函数的误差。
附图说明
图1为表示根据本发明的最大电力跟踪控制装置的第一实施例的离散式发电系统的内部设置方框图；
图2为控制部件的内部设置方框图，该控制部件构成与第一实施例相关的电力调节器的最大电力跟踪控制部件的主要部件；
图3为与第一实施例的第一个最大电力跟踪控制过程相关的最大电力跟踪控制部件的处理操作流程图；
图4为简单示出第一个最大电力跟踪控制过程的操作算法的操作示意图；
图5为与第一实施例的第一近似函数建立过程相关的近似函数建立部件的处理操作流程图；
图6为简单示出第一近似函数建立过程的操作算法的操作示意图；
图7为与第二近似函数建立过程相关的近似函数建立部件的处理操作流程图；
图8为简单示出第二近似函数建立过程的操作算法的操作示意图；
图9为与第二近似函数建立过程的平均功率点计算过程相关的近似函数建立部件的处理操作流程图；
图10为与第三近似函数建立过程相关的近似函数建立部件的处理操作流程图；
图11为简单示出第三近似函数建立过程的操作算法的操作示意图；
图12为控制部件的内部设置方框图，该控制部件构成第二实施例的离散式发电系统的电力调节器的主要部件；
图13为与第二实施例的第二个最大电力跟踪控制过程相关的最大电力跟踪控制部件的处理操作流程图；
图14为简单示出第二个最大电力跟踪控制过程的操作算法的操作示意图；
图15为一般太阳能发电机中直流功率与直流电压的特性(电压-功率特性)示意图；
图16为简单示出一般的爬山法的操作算法的操作示意图；
图17为一般动力型发电机中直流功率与直流电压的特性(电压-功率特性)的示意图；
图18为一般水力发电机中直流功率与直流电压的特性(电压-功率特性)的示意图；
图19A为比较太阳能发电机的直流功率与直流电压的特性(电压-功率特性)的示意图；
图19B为比较动力型发电机的直流功率与直流电压的特性(电压-功率特性)的示意图。
具体实施方式
基于附图，将说明与按照本发明的最大电力跟踪控制装置相关的离散式发电系统实施例。
第一实施例
图1为表示第一实施例的离散式发电系统的内部设置方框图。
如图1所示的离散式发电系统1包括：发电机2，用以产生直流电；电力调节器10，具有将发电机2产生的直流电转换为交流电的电源转换功能；负载3，例如由在电力调节器10中进行转换的直流电所驱动的消费类电子装置；以及系统4，如提供额外的直流电给负载3的商用电源。从这个方面而言，当负载3由电力调节器10供电时，在电力调节器10的输出功率低于负载3的驱动功率时，除了由电力调节器10供电之外，负载3还由系统4供电。
如图1所示的电力调节器10包括：功率变换器11，用于将发电机2产生的直流电转换为交流电；最大电力跟踪控制部件12，通过控制功率变换器11的直流工作电压，使发电机2的输出功率的功率点迅速跟上最大功率点。
最大电力跟踪控制部件12包括：电压检测部件21，用以检测来自发电机2的直流电压；电流检测部件22，用以检测来自发电机2的直流电流；功率计算部件23，用以根据电压检测部件21检测到的直流电压和电流检测部件22检测到的直流电流计算直流功率；近似函数建立部件24，用以建立与最大功率点相关的近似函数，该最大功率点对应于电压-功率特性的输出电平；近似函数存储器25，用以存储近似函数建立部件24所建立的近似函数；异常情况通知部件26，用以在判断近似函数建立部件24所建立的近似函数为异常时，通知该异常情况；以及控制部件27，用以全面控制最大电力跟踪控制部件12。
按照这个方面，除了存储近似函数建立部件24所建立的近似函数，可以将近似函数存储器25设置为预先存储用于各种类型发电机2的近似函数。
当近似函数建立部件24所建立的近似函数发生异常，例如当近似函数的斜率反向时，异常情况通知部件26确定该近似函数是异常的，并向用户通知出现该异常情况。
图2为构成最大电力跟踪控制部件12主要部件的控制部件的内部设置方框图。
控制部件27包括：电压值计算部件31，通过将当前的直流功率值代入(substitute)近似函数存储器25所存储的近似函数来计算直流电压值；电压值设定部件32，将电压值计算部件31所计算出的直流电压值设定为功率变换器11的工作电压；阈值判断部件33，在电压值设定部件32设定直流电压值的基础上，计算对应于电压值计算部件31当前直流功率的直流电压值，并判断所计算出的直流电压值与当前直流电压值之差的绝对值是否在直流电压的阈值之内；跟踪控制部件34，通过使用使直流功率的功率点达到最大功率点附近的近似函数，该直流功率的功率点对应于发电机2的输出电平，来管理最大电力跟踪函数；以及爬山法跟踪控制部件35，通过使用爬山法来管理最大电力跟踪函数。
阈值判断部件33用以判断当前的功率点是否已到达最大功率点附近，当将电压值计算部件31所计算出的直流电压值Vthe与电压检测部件21检测到的当前直流电压值Vmes之差的绝对值判断为在直流电压的阈值Vthr之内时，即可识别出当前的功率点已到达最大功率点附近；而当判断直流电压值Vthe与当前直流电压值Vmes之差的绝对值不在直流电压的阈值Vthr之内时，即可识别出当前的功率点未到达最大功率点附近。
当阈值判断部件33识别出当前的功率点已到达最大功率点附近时，跟踪控制部件34切换到使用爬山法的最大电力跟踪操作，而当阈值判断部件33识别出当前的功率点未到达最大功率点附近时，继续基于近似函数的最大电力跟踪操作。
换句话说，跟踪控制部件34继续基于近似函数的最大电力跟踪操作，直到当前的功率点已到达最大功率点附近为止。
在跟踪控制部件34中，在当前的功率点已到达最大功率点附近时，爬山法跟踪控制部件35通过使用用于最大电力跟踪操作的爬山法启动最大电力跟踪操作继续下去，从而通过使用爬山法，使当前的功率点从最大功率点的附近到达最大功率点。
在这种情况下，例如，由于发电机2外部环境的变化，在使用爬山法进行最大电力跟踪操作之后，当功率点再次脱离最大功率点的附近时，跟踪控制部件34通过使用近似函数重复进行最大电力跟踪操作，直到功率点到达最大功率点的附近为止。
并且，爬山法跟踪控制部件35进行爬山法的最大电力跟踪操作，也是为了在近似函数建立部件24建立近似函数时检测多个最大功率点。
在这种情况下，如权利要求书所述的最大电力跟踪控制器装置对应于电力调节器10内的最大电力跟踪控制部件12，近似函数存储部件对应于近似函数存储器25，控制部件对应于控制部件27(跟踪控制部件34，爬山法控制部件35)，电压值计算部件对应于电压值计算部件31，电压值设定部件对应于电压值设定部件32，判断部件对应于阈值判断部件33，第一近似函数建立部件与第二近似函数建立部件对应于近似函数建立部件24，异常情况通知部件对应于异常情况通知部件26。
用来说明第一实施例的离散式发电系统1的操作在此不再加以说明。图3为与最大电力跟踪控制部件12的处理操作流程图，该最大电力跟踪控制部件12与表示第一实施例的离散式发电系统1的电力调节器10的第一个最大电力跟踪控制操作相关。
如图3所示的第一个最大电力跟踪控制过程，是通过利用电压-功率特性的最大功率点的近似函数，来使当前的功率点迅速跟踪到最大功率点的附近的过程，该电压-功率特性对应于发电机2的输出电平，其中在该发电机上利用爬山法实现跟踪最大功率点。
如图2所示最大电力跟踪控制部件12的控制部件27中的跟踪控制部件34，通过使用近似函数启动对最大功率点的跟踪操作。
电压值计算部件31通过计算来自功率计算部件23的当前直流功率值Pmes，通过从近似函数存储器25读取近似函数，以及通过将直流功率值Pmes代入近似函数，来计算出直流电压值Vthe(步骤S11)。
电压值设定部件32将电压值计算部件31所计算出的直流电压值Vthe设定为功率变换器11的工作电压(步骤S12)。
而且，在电压值设定部件32设定直流电压值Vthe的基础上，电压检测部件21检测当前的直流电压值Vmes(步骤S13)。
进一步地，电压值计算部件31通过计算来自功率计算部件23的当前直流功率值Pmes，通过从近似函数存储器25读取近似函数，以及通过将直流功率值Pmes代入近似函数，来计算出直流电压值Vthe(步骤S14)。
接下来，阈值判断部件33判断步骤S13检测到的当前直流电压值Vmes与步骤S14计算出的直流电压值Vthe之差的绝对值|Vmes-Vthe|是否在直流电压阈值Vthr之内(步骤S15)。
当阈值判断部件33判断当前的直流电压值Vmes与直流电压值Vthe之差的绝对值|Vmes-Vthe|在直流电压阈值Vthr之内时，跟踪控制部件34就会判断出当前的功率点已到达最大功率点的附近，并启动由爬山法跟踪控制部件35进行的最大电力跟踪操作，从而从使用近似函数开始变为使用爬山法进行对最大功率点的跟踪操作(步骤S16)。
通过使用爬山法，爬山(法)跟踪控制部件35继续到步骤S13，以监视功率点是否工作于最大功率点的附近，其方式是将当前的直流功率值Pmes代入近似函数，并且继续达到最大功率点的跟踪操作，直到到达最大功率点为止。
如果在步骤S15中判断出当前的直流电压值Vmes与直流电压值Vthe之差的绝对值|Vmes-Vthe|不在直流电压的阈值Vthr之内时，就会判断出当前的功率点还未到达最大功率点的附近，程序继续到步骤S12以继续基于近似函数的最大电力跟踪操作，直到到达最大功率点的附近位置。
进一步地，在将操作切换到使用爬山法的最大电力跟踪操作后，如果步骤S15判断出当前的直流电压值Vmes与直流电压值Vthe之差的绝对值|Vmes-Vthe|不在直流电压的阈值Vthr之内时，就确定当前的功率点已不在最大功率点的附近，而程序则继续到步骤S12以继续基于近似函数的最大电力跟踪操作，直到到达最大功率点的附近为止。
第一个最大电力跟踪控制过程的跟踪操作将不再具体描述。图4为简单示出第一个最大电力跟踪控制过程的操作算法的操作示意图。
如果将发电机2的近似函数假定为V＝f(P)，在发电机2的输出电平处于状态(i)时，从功率点A(V0，P0)开始进行该操作。
当发电机2的输出电平的动力变化到状态(ii)时，功率点将移动到功率点B(V0，P1)点。此时第一个最大电力跟踪控制操作开始。
首先，将当前功率点B的直流功率值P1代入到近似函数V＝f(P)中，电压值计算部件31将会计算出直流电压值V1。在设定直流电压值V1之后，电压值设定部件32将移动到功率点C(V1，P2)。
接着，通过将当前功率点C的直流功率值P2代入到近似函数V＝f(P)中，电压值计算部件31将会计算出直流电压值V2。此时，阈值判断部件33判断当前的直流电压值V1与通过近似函数计算出的直流电压值V2之差的绝对值|V1-V2|是否在直流电压的阈值Vthr之内。如果判断上述直流电压值之差的绝对值|V1-V2|不在直流电压的阈值Vthr之内，就认为当前的功率点C还未到达最大功率点的附近。换句话说，使用近似函数的最大电力跟踪操作会持续，直至当前的功率点C到达最大功率点的附近为止。
在电压值设定部件32中，通过设定电压值计算部件31所计算出的直流电压值V1，功率点将移动到功率点D(V2，P3)点。
通过将当前功率点D的直流功率值P3代入到近似函数V＝f(P)中，电压值计算部件31将会计算出直流电压值V3。此时，阈值判断部件33判断当前的直流电压值V2与通过近似函数计算出的直流电压值V3之差的绝对值|V2-V3|是否在直流电压的阈值Vthr之内。如果判断上述直流电压值之差的绝对值|V2-V3|在直流电压的阈值Vthr之内，就确定当前的功率点C已到达最大功率点的附近。
当认为当前的功率点D已到达最大功率点的附近时，爬山法跟踪控制部件35启动使用爬山法的最大电力跟踪操作，并且通过使用该爬山法使当前的功率点跟上最大功率点N(Vn，Pn)。
根据上述的第一个最大电力跟踪控制过程，在通过使用对应于发电机2输出电平的近似函数，使当前的功率点快速跟上最大功率点的附近后，通过爬山法使当前的功率点跟上最大功率点。因此，在发电机为动力型发电机或类似的发电机时，其中与动力变化相关的最大功率点变化较大，可大大缩短用于当前功率点到达最大功率点附近的跟踪时间被，从而到最大功率点的跟踪也就能够快速完成，既而能够提高发电效率。
可考虑各种方法作为用于建立存储在近似函数存储器25中的近似函数V＝f(P)的方法，下面以三种方法为例说明。
图5为与第一近似函数建立过程相关的近似函数建立部件24的处理操作流程图；图6为简单示出第一近似函数建立过程的操作算法的操作示意图。
如图5所示的第一近似函数建立过程是通过使用爬山法检测发电机2的多个最大功率点，以及基于该多个最大功率点建立近似函数的过程。
在图5中，近似函数建立部件24通过爬山法跟踪控制部件35启动使用爬山法的最大电力跟踪操作(步骤S21)，并启动操作开始计时器，用于记录特定时段的时间秒数T(步骤S22)。
当直流电压值随N个时刻(N-number of times)而波动时，近似函数建立部件24计算各直流功率值之差的绝对值|ΔP|的移动平均值|ΔP|avr(步骤S23)。
近似函数建立部件24判断移动平均值|ΔP|avr是否在存储最大功率点的阈值Pthr内(步骤S24)。
当判断出移动平均值|ΔP|avr在存储最大功率点的阈值Pthr内时，考虑到这个事实，即当移动平均值|ΔP|avr小到直流电压值的波动仅会引起功率的小波动，近似函数建立部件24确定当前的功率点已到达最大功率点的附近，并且将这个功率点存储为最大功率点M(V，P)(步骤S25)。在这个方面，最大功率点M是由电压值的平均值(V1，V2，V3...VN)/N组成，其中，直流电压值随N个时刻与功率值的平均值(P1，P2，P3...PN)/N而波动。
当存储最大功率点M时，近似函数建立部件24判断已在步骤S22启动的操作开始计时器是否已计时完毕(run out)(步骤S26)。
当操作开始计时器未计时完毕，近似函数建立部件24继续到步骤23来进一步检测和存储另一个最大功率点M。
当操作开始计时器计时完毕后，近似函数建立部件24通过在如图6所示当前所存储的最大功率点M(M1到Mn)的基础上，以最小平方法计算近似函数V＝f(P)＝aP+b的常数a，b来建立近似函数(步骤S27)，并且将所建立的近似函数存储于近似函数存储器25中以终止该处理操作。
根据该第一近似函数建立过程，进行爬山法的最大电力跟踪操作，直到操作开始计时器为检测多个最大功率点计时完毕。近似函数是依据多个最大功率点建立的，使得获得高精度的近似函数成为可能。
以这种方法，当将操作开始计时器的时间设定得太长，外部环境比如水的流量或风速发生变化的可能性将变得更高，从而增加最大功率点采样数，以产生更高精度的近似函数。
然而，根据该第一近似函数建立过程，在外部环境的变化迅速并频繁发生时，在到达最大功率点之前外部环境就会发生变化，而使最大功率点采样数减少。结果是近似函数的精确度降低。
为了应对这种情况，可以考虑第二近似函数建立过程的方法。图7为与第二近似函数建立过程相关的近似函数建立部件24的处理操作流程图。图8为简单示出第二近似函数建立过程的操作算法的操作示意图。图9为与第二近似函数建立过程的平均功率点计算过程相关的近似函数建立部件24的处理操作流程图。
如图7所示的第二近似函数建立过程是这样的过程，即将发电机2的功率分为多个电平区域，通过使用爬山法获得每个电平区域的功率点的多个采样，并通过将每个电平区域的功率点的采样进行平均来将每个电平区域的平均值设定为平均功率点，以及在多个平均功率点的基础上建立近似函数。
在图7中，近似函数建立部件24通过爬山法跟踪控制部件35启动使用爬山法的最大电力跟踪过程(步骤S31)，以及启动第一操作开始计时器与第二操作开始计时器的计时操作(步骤S32)。在这个方面，第一操作开始计时器是记录检测所有电平区域的功率点采样的终止时间(T秒)的计时器，第二操作开始计时器是记录检测每个电平区域的功率点采样的终止时间(S秒)的计时器。
近似函数建立部件24判断第二操作开始计时器是否已计时完毕(步骤S33)。如果第二操作开始计时器已计时完毕，近似函数建立部件24以爬山法检测当前的功率点D(Vn，Pn)，并将当前的功率点作为一个采样存储(步骤S34)。
如图8所示，近似函数建立部件24首先进行图9中的平均功率点计算过程(步骤S35)，用于在已作为采样存储的功率点基础上计算对应于该电平区域的平均功率点。于是将第二操作开始计时器清零以重新开始(步骤S36)。
近似函数建立部件24判断第一操作开始计时器是否已计时完毕(步骤S37)。
当第一操作开始计时器已计时完毕时，近似函数建立部件24在平均功率点E(A)到E(X)的基础上，以最小平方法计算近似函数V＝f(P)＝aP+b的常数a，b来建立近似函数(步骤S38)，并且将所建立的近似函数存储于近似函数存储器25中以终止该处理操作。
当在步骤S37中第一过程开始计时器未计时完毕，近似函数建立部件24继续到步骤33来检测另一个平均功率点。
如图9所示的平均功率点计算过程是这样的过程，即将如图8所示各电平区域功率点的多个采样进行平均，以及计算每个电平区域的平均功率点。
在图9中，近似函数建立部件24从已存储为采样的功率点检测出直流功率值，并在直流功率值的基础上，判断该功率点是否在电平区域A中(步骤S41)。
当在该直流功率值的基础上判断该功率点在电平区域A中时，近似函数建立部件24将电平区域A的采样数n加1(步骤S42)，进行电平区域A的直流电压值采样的平均化，以计算电平区域A的直流电压平均值V(A)avr_n(步骤S43)。
在这个方面，近似函数建立部件24通过使用一方程计算电平区域A中的直流电压平均值V(A)avr_n＝(前一次的直流电压平均值V(A)avr_(n-1)×(n-1)+这次的直流电压值的采样Vn)/采样数n。
近似函数建立部件24进行电平区域A的直流功率值采样的平均化，以计算电平区域A的直流功率平均值P(A)avr_n(步骤S44)。
在这个方面，近似函数建立部件24通过使用一方程计算电平区域A的直流功率平均值P(A)avr_n＝(前一次的直流功率平均值P(A)avr_(n-1)×(n-1)+这次的直流功率值的采样Pn)/采样数n。
近似函数建立部件24从步骤S43所计算出的电平区域A的直流电压平均值V(A)avr_n，与步骤S44所计算出的电平区域A的直流功率平均值P(A)avr_n中，获得电平区域A的平均功率点，以及通过存储电平区域A的该平均功率点(步骤S45)，使程序进行到图7的步骤S36。
当在步骤S41中判断出该同一功率点的直流功率值不在电平区域A中时，近似函数建立部件24判断该采样功率点的直流功率电压是否在电平区域B中(步骤S46)。
当判断该采样功率点的直流功率电压在电平区域B中时，近似函数建立部件24以与步骤S42相同的方式将电平区域B的采样数n加1(步骤S47)。
近似函数建立部件24以与步骤S43相同的方式计算电平区域B的直流电压平均值(步骤S48)。
近似函数建立部件24以与步骤S44相同的方式计算电平区域B的直流功率平均值(步骤S49)。
近似函数建立部件24从步骤S48所计算出的电平区域B的直流电压平均值，与步骤S49所计算出的电平区域B的直流功率平均值中，获得电平区域B的平均功率点，以及通过存储电平区域B的该平均功率点(步骤S50)，使程序进行到图7的步骤S36。
以这种方式，当在步骤S46中判断出该采样功率点的直流功率值不在电平区域B中时，近似函数建立部件24通过对每个电平区域即电平区域C，电平区域D，...电平区域X的采样功率点的直流功率值执行相似的处理操作，为对应于采样功率点的电平区域分别计算直流电压平均值与直流功率平均值，来获得各个电平区域的平均功率点。以及通过存储这些电平区域的平均功率点，使程序进行到图7的步骤S36。
根据第二近似函数建立过程，将发电机2的功率分为多个电平区域，通过爬山法获得每个电平区域的多个功率点采样，为每个电平区域计算采样功率点的直流电压平均值与直流功率平均值，用以将直流电压平均值与直流功率平均值设定为平均功率点。由此存储各个电平区域的平均功率点，用以在功率平均点的基础上，建立每个电平区域的近似函数。通过这种设置，与第一近似函数建立过程相比，可以在外部环境变化迅速并频繁发生的情况下建立高精度的近似函数。
现在说明第三近似函数建立过程。图10为与第三近似函数建立过程相关的近似函数建立部件24的处理操作流程图。图11为简单示出第三近似函数建立过程的操作算法的操作示意图。
如图10所示的近似函数建立过程是这样的过程，即通过使用爬山法来检测发电机2的两个最大功率点，并在该两个最大功率点的基础上建立近似函数。
在图10中，近似函数建立部件24通过爬山法跟踪控制部件35启动使用爬山法的最大电力跟踪操作(步骤S61)，并当直流电压值随N个时刻而波动时，计算相应直流功率值之差的绝对值|ΔP|的移动平均值|ΔP|avr(步骤S62)。
近似函数建立部件24判断移动平均值|ΔP|avr是否在存储最大功率点的阈值Pthr内(步骤S63)。
当判断出移动平均值|ΔP|avr在存储最大功率点的阈值Pthr内时，考虑到这个事实，即移动平均值|ΔP|avr小到直流电压值的波动仅会引起功率的小波动，近似函数建立部件24会确定当前的功率点已到达最大功率点的附近，并且将该功率点存储为第一最大功率点M1(Vavr1，Pavr1)(步骤S64)。在这个方面，最大功率点M由电压值的平均值(V1，V2，V3...VN)/N组成，其中，直流电压值随N个时刻与功率值的平均值(P1，P2，P3...PN)/N而波动。
当直流电压值随N个时刻而波动时，近似函数建立部件24计算相应的直流功率值之差的绝对值|ΔP|的移动平均值|ΔP|avr(步骤S65)。
近似函数建立部件24判断移动平均值|ΔP|avr是否在存储最大功率点的阈值Pthr内(步骤S66)。
当判断出移动平均值|ΔP|avr在存储最大功率点的阈值Pthr内时，近似函数建立部件24确定当前的功率点已到达最大功率点的附近，并且获取该功率点作为一个最大功率点M(Vavr，Pavr)(步骤S67)。
近似函数建立部件24判断所存储的最大功率点M1的直流电压值Vavr1与所获取的最大功率点M的直流电压值Vavr之差的绝对值|Vavr1-Vavr|是否不小于用来获取最大功率点的阈值Vthrx(步骤S68)。在这个方面，为在一定程度上消除近似函数的误差，用来收集最大功率点的阈值Vthrx是用来收集第二个最大功率点M2的阈值，该功率点M2尽可能远离第一个最大功率点，如图11所示。
当判断出直流电压值之差的绝对值|Vavr1-Vavr|不小于用来获取最大功率点的阈值Vthrx时(参见图11所示的最大功率点M2)，将在步骤S67所获取的最大功率点M设定为第二个最大功率点M2，并存储该最大功率点M2(Vavr2，Pavr2)(步骤S69)。
近似函数建立部件24通过在当前所存储的功率点M1，M2的基础上，以最小平方法计算近似函数V＝f(P)＝aP+b的常数a，b来建立近似函数(步骤S70)，并且将所建立的近似函数存储于近似函数存储器25中以终止该处理操作。
当在步骤S63判断出移动平均值|ΔP|avr不在存储最大功率点的阈值Pthr内时，过程继续到步骤S62以检测新的最大功率点。
当在步骤S66判断出移动平均值|ΔP|avr不在存储最大功率点的阈值Pthr内时，过程继续到步骤S65以检测新的最大功率点。
当在步骤S68判断出直流电压值之差的绝对值|Vavr1-Vavr|小于用以获取最大功率值的阈值Vthrx时(参见图11中的最大功率点M3)，就确定在步骤S67中获取的最大功率点M和第一个最大功率点M1彼此相距不远，从而程序继续到步骤S65以检测新的最大功率点。
根据第三近似函数建立过程，进行使用爬山法的最大电力跟踪过程，检测彼此相距较远的两个最大功率点，两点之间的距离大于用以获取最大功率点的阈值Pthr，并在这些最大功率点的基础上建立近似函数，从而尽管与第一近似函数建立过程和第二近似函数建立过程相比，精确度在某种程度上有所下降，但是还是能迅速建立近似函数。
根据第一实施例，通过使用与发电机2的输出电平对应的近似函数，在驱使当前的功率点快速到达最大功率点的附近之后，通过爬山法驱使当前的功率点到达最大功率点，从而显著地缩短了用于使功率点到达最大功率点附近的跟踪时间。并且当发电机2是动力型发电机或类似的发电机时，其中与动力变化相关的最大功率点变化较大，也能够迅速实现对最大功率点的跟踪，因此能够提高发电效率。
因而，将上述第一实施例设置为，先通过近似函数进行对最大功率点附近的跟踪操作，再使用爬山法来最终完成对最大功率点的跟踪操作。该方法还提供校正函数，用于在使用爬山法对最大功率点进行跟踪操作的期间校正近似函数的误差，这种实施例将作为第二实施例说明。
第二实施例
图12为与第二实施例相关的电力调节器10的控制部件27的内部设置方框图。在这个方面，那些等同于第一实施例的离散式发电系统1的元件用相同的标号来标记，因此省略对重复的设置与操作的说明。
如图12所示的控制部件27包括：电压值计算部件31，电压值设定部件32，阈值判断部件33，跟踪控制部件34，爬山法跟踪控制部件35，并且还包括近似函数校正部件36，该部件通过使用爬山法跟踪控制部件35的爬山法，校正存储于近似函数存储器25中的近似函数的误差。
在这个方面，权利要求书中所述的第一近似函数校正部件、第二近似函数校正部件、第三近似函数校正部件对应于近似函数校正部件36。
下面就说明表示第二实施例的离散式发电系统1的操作。图13为与按照第二实施例的第二个最大电力跟踪控制过程相关的最大电力跟踪控制部件12的处理操作流程图。
如图13所示的第二个最大电力跟踪控制过程是这样的过程：先通过近似函数使当前的功率点迅速到达最大功率点的附近，再使用爬山法使当前的功率点跟踪最大功率点，以及在进行爬山法的跟踪操作的同时，校正近似函数的误差。
在图13中，在最大电力跟踪控制部件12的控制部件27内部的跟踪控制部件34，启动使用近似函数对最大功率点的跟踪操作。
电压值计算部件31通过计算来自功率计算部件23的当前直流功率值Pmes，通过从近似函数存储器25中读取近似函数，以及通过将直流功率值Pmes代入该近似函数，来计算直流电压值Vthe(步骤S81)。
电压值设定部件32将电压值计算部件31所计算出的直流电压值Vthe设定为功率变换器11的工作电压(步骤S82)。
而且，在电压值设定部件32设定直流电压值Vthe的基础上，电压检测部件21检测当前的直流电压值Vmes(步骤S83)。
进一步地，电压值计算部件31通过计算来自功率计算部件23的当前直流功率值Pmes，通过从近似函数存储器25读取近似函数，以及通过将直流功率值Pmes代入该近似函数，来计算直流电压值Vthe(步骤S84)。
接下来，阈值判断部件33判断在步骤S33检测到的当前直流电压值Vmes与在步骤S34计算出的直流电压值Vthe之差的绝对值|Vmes-Vthe|是否在直流电压阈值Vthr之内(步骤S85)。
如果阈值判断部件33判断当前的直流电压值Vmes与直流电压值Vthe之差的绝对值|Vmes-Vthe|在直流电压的阈值Vthr之内，跟踪控制部件34就会判断出当前的功率点已到达最大功率点的附近，并启动由爬山法跟踪控制部件35进行的最大电力跟踪操作，从而从使用近似函数的方法开始变为使用爬山法进行对最大功率点的跟踪操作(步骤S86)。在这个方面，当确定图14中的功率点A位于最大功率点附近时，使用爬山法启动使该功率点向最大功率点N移动，比如从功率点A→功率点B→功率点C......
近似函数校正部件36根据当前的功率点重新计算近似函数的截距(步骤S87)。在这个方面，在重新计算近似函数的截距时，根据当前的功率点，只计算近似函数的截距常数，从而只改变截距而不该便近似函数的斜率。因而，如图14所示，从(a)→(b)→(c)→(n)更新近似函数。
当直流电压值随N个时刻而波动时，近似函数校正部件36计算各直流功率值之差的绝对值|ΔP|的移动平均值|ΔP|avr(步骤S89)。
近似函数校正部件36判断移动平均值|ΔP|avr是否在存储最大功率点的阈值Pthr内(步骤S90)。
当判断出移动平均值|ΔP|avr在存储最大功率点的阈值Pthr内时，考虑到这个事实，即移动平均值|ΔP|avr小到直流电压值的波动仅会引起功率的小波动，近似函数校正部件36会确定当前的功率点已到达最大功率点的附近，并且将该功率点存储为最大功率点M(Vavr，Pavr)，并且开启最新最大功率采样标志(步骤S91)，由此继续到步骤S83。在这个方面，最大功率点M由电压值的平均值(V1，V2，V3...VN)/N组成，其中，直流电压值随N个时刻与功率值的平均值(P1，P2，P3...PN)/N而波动。最新最大功率采样标志是用来表示所述最大功率点是否已存储为爬山法中的采样的标志。
当在步骤S85中，判断出直流电压值Vmes与直流电压值Vthe之差的绝对值|Vmes-Vthe|不在直流电压的阈值Vthr之内时，近似函数校正部件36会确定当前的功率点尚未到达最大功率点的附近，并且判断最新最大功率采样标志是否开启(步骤S92)。在这个方面，当由于外部环境的变化或类似的情况，当前的功率点已脱离最大功率点的附近时，即使在近似函数的跟踪操作之后，曾经通过爬山法进行过跟踪操作，仍然会将跟踪过程切换到使用近似函数的跟踪过程。
当判断最新最大功率采样标志已开启时，近似函数校正部件36会确定已经存储最新的最大功率点，并依据已建立近似函数，从过去的多个最大功率点中删除最旧的最大功率点采样，并且通过增加最新的最大功率采样作为一采样，依据这些最大功率点的采样建立近似函数，并且在近似函数存储器25中存储和更新该近似函数(步骤S93)。
换句话说，由于近似函数是依据包括最新的最大功率采样的采样而建立的，因此可以校正近似函数的误差。
接着，近似函数校正部件36关闭最新最大功率采样标志(步骤S94)，并且程序继续到步骤S82，以通过使用近似函数进行对最大功率点附近的跟踪操作。
当在步骤S90判断移动平均值|ΔP|avr不在存储最大功率点的阈值Pthr内时，近似函数校正部件36会确定当前的功率点尚未到达最大功率点的附近，程序继续到步骤S83。
根据第二实施例，在通过使用近似函数使功率点到达最大功率点的附近之后，通过使用爬山法来到达最大功率点，其中，通过使用爬山法来检测功率点，并且在这些功率点的基础上，校正近似函数截距的误差，从而能够校正近似函数的误差。
根据第二实施例，通过使用爬山法到达最大功率点之后，将该最大功率点存储为一采样，在外部环境发生变化或类似的情况下，依据包括将最新最大功率点作为采样的多个采样建立近似函数，因此能够提供与外部环境发送变化或类似的情况下相对应的没有误差最新近似函数。
在这个方面，当将上述实施例设置为，在近似函数建立部件24中建立近似函数时基于多个最大功率点(平均功率点)通过最小平方法计算这样的近似函数的同时，勿庸赘言，也能够使用不同于最小平方法的其它方法。
根据上述设置的本发明的最大电力跟踪控制装置，存储与最大功率点相关的近似函数，该最大功率点对应于发电机的输出功率及工作电压的特性的输出电平；依据该近似函数，计算对应于当前输出功率的工作电压值，以使与当前输出功率相关的功率点跟上最大功率点；并且将该工作电压值设定为功率变换器的工作电压值。通过这种使用近似函数的设置，当发电机是动力型发电机或类似的发电机时，其中与动力变化相关的最大功率点变化较大能够能够显著缩短用于使功率点到达最大功率点附近的跟踪时间，进而能快速完成对最大功率点的跟踪，因此能够提高发电效率。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，当在电压值设定部件中设定工作电压值时，根据该近似函数，计算对应于发电机当前输出功率的工作电压值，并且判断所计算出的工作电压值与当前的工作电压值之差的绝对值是否在特定的阈值内，其中，当判断出上述工作电压值之差的绝对值在特定的阈值内时，即识别出与输出功率相关的功率点已到达最大功率点的附近，该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平。通过这种使用近似函数的设置，当发电机是动力型发电机或类似的发电机时，其中与动力变化相关的最大功率点变化较大，能够显著缩短用于使功率点到达最大功率点附近的跟踪时间，进而能够快速完成对最大功率点的跟踪，因此能够提高发电效率。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，将功率变换器的工作电压值设置为，当已识别出与输出功率相关的功率点已到达最大功率点的附近时，该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平，通过使用用于最大电力跟踪控制的爬山法，使与发电机的输出电平相关的功率点到达最大功率点。通过这种设置，就能够改善从最大功率点的附近到最大功率点的过程中，使用用于跟踪操作的爬山法跟踪最大功率点的准确度。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，当判断出工作电压值之差的绝对值不在特定的阈值内时，电压值计算部件、电压值设定部件以及判断部件的操作将会持续到工作电压值之差的绝对值落入该特定的阈值内为止。通过这种设置，能够迅速跟踪到最大功率点的附近。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，检测发电机每个输出电平的最大功率点，其中，近似函数是依据至少两个最大功率点而建立的。通过这种设置，能够很容易地建立近似函数，并且通过增加最大功率点采样数，进而建立精确度高的近似函数。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，用以建立近似函数的最大功率点是通过爬山法检测的，因此能够建立精确度高的近似函数。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，当判断出第一近似函数建立部件中建立的近似函数异常时，例如当近似函数的斜率反向时，即通知发电机的该异常情况。通过这种设置，能够向用户通知发电机或者近似函数的异常情况。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，将输出功率分为多个电平区域，并且将分在各个电平区域的多个功率点的平均值设定为最大功率点，其中，依据每个电平区域的最大功率点建立近似函数。通过这种设置，能够获得多个功率点，即大量的采样，并且通过平均该数目的采样，能够建立对应于外部环境变化的精确度高的近似函数。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，用以建立近似函数的最大功率点是利用爬山法检测的，因此能够建立精确度高的近似函数。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，当判断出第二近似函数建立部件中建立的近似函数异常时，例如当近似函数的斜率异常时，即通知发电机的该异常情况。通过这种设置，能够向用户通知发电机或近似函数的异常情况。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，预先存储对应于发电机类型的近似函数，从而能够适用于各种发电机。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，通过爬山法检测最大功率点，其中，依据所检测到的最大功率点，校正所存储的对应于每个类型发电机的近似函数。通过这种设置，能够建立与发电机动力的各种变化和照明度变化相对应的精确度高的近似函数。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，当已识别出功率点已到达最大功率点的附近时，通过爬山法检测最大功率点，并依据所检测到的最大功率点，校正近似函数存储部件所存储的近似函数。通过这种设置，能够持续确保与发电机动力的各种变化和照明度变化相对应的精确度高的近似函数。
根据本发明的最大电力跟踪控制装置，当已识别出功率点已到达最大功率点的附近时，通过爬山法进行对最大功率点的跟踪操作，并且依据通过跟踪操作所检测到的功率点，只校正近似函数的截距，而不改变其斜率。通过这种设置，能够很好地调整近似函数的误差。

Claims (11)

1.一种最大电力跟踪控制装置，用于设定功率变换器的工作电压，该功率变换器将发电机的输出电流转换为交流电，以使发电机的输出功率的功率点跟上最大功率点，该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平，该最大电力跟踪控制装置包括：
电压检测部件，用以检测来自发电机的直流电压；
近似函数建立部件，用以建立近似函数，以指示输出功率特性中的最大功率点和发电机的工作电压，该特性对应于发电机的输出电平；
近似函数存储部件，存储该近似函数建立部件产生的、指示最大功率点的近似函数，以及
控制部件，依据近似函数存储部件所存储的近似函数，计算对应于当前输出功率的工作电压值，以及设置该工作电压值为功率变换器的工作电压值，以使与输出功率相关的功率点跟上最大功率点，该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平；
该控制部件包括：
电压值计算部件，依据该近似函数计算对应于发电机当前输出功率的工作电压值，
电压值设定部件，将电压值计算部件所计算的工作电压值设定为功率变换器的工作电压值，以及
判断部件，判断电压值计算部件所计算出的工作电压值与当前的工作电压值之差的绝对值是否在特定的阈值内，
其中，当判断部件判断出上述工作电压值之差的绝对值在特定的阈值内，即识别出与输出功率相关的功率点已到达最大功率点的附近，该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平；
该控制部件设置为：功率变换器的工作电压值被设置为，当识别出与输出功率相关的功率点已到达最大功率点的附近时，该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平，就通过使用用于最大电力跟踪控制的爬山法，使得与发电机的输出功率相关的功率点到达最大功率点；以及
将该控制部件设置为：当该判断部件判断出所述工作电压值之差的绝对值不在特定的阈值内时，就在该电压值计算部件中计算该工作电压值，并且在该电压值设定部件中设定所计算出的工作电压值，并且继续该电压值计算部件、电压值设定部件以及判断部件的工作，直至所述工作电压值之差的绝对值落入该特定的阈值内为止。
2.如权利要求1所述的最大电力跟踪控制装置，还包括第一近似函数建立部件，用以检测发电机的每个输出电平的最大功率点，并依据至少两个最大功率点来建立近似函数。
3.如权利要求2所述的最大电力跟踪控制装置，其中，第一近似函数建立部件通过使用用于最大电力跟踪控制的爬山法，检测发电机的每个输出电平的最大功率点。
4.如权利要求3所述的最大电力跟踪控制装置，还包括异常情况通知部件，用以在判断出第一近似函数建立部件中建立的近似函数异常时，通知发电机的该异常情况。
5.如权利要求1所述的最大电力跟踪控制装置，还包括第二近似函数建立部件，通过将该输出功率分为多个电平区域，并且通过顺序地检测功率点，将所检测到的多个功率点分在各个电平区域；以及计算该分在各个电平区域中的多个功率点的平均值，以将每个电平区域的平均值设为最大功率点；以及依据每个电平区域的最大功率点建立该近似函数。
6.如权利要求5所述的最大电力跟踪控制装置，其中，第二近似函数建立部件通过使用用于最大电力跟踪控制的爬山法，检测这些功率点。
7.如权利要求6所述的最大电力跟踪控制装置，还包括异常情况通知部件，用以在判断出第二近似函数建立部件中建立的近似函数异常时，通知发电机的该异常情况。
8.如权利要求1所述的最大电力跟踪控制装置，其中，近似函数存储部件被设置为：预先存储对应于发电机多个类型的多个近似函数。
9.如权利要求8所述的最大电力跟踪控制装置，还包括第一近似函数校正部件，通过使用用于最大电力跟踪控制的爬山法，检测发电机的每个输出电平的最大功率点，以及依据所检测到的最大功率点，校正所存储的、对应于发电机每个类型的近似函数。
10.如权利要求1所述的最大电力跟踪控制装置，还包括第二近似函数校正部件，用以在识别出与输出功率相关的功率点已到达最大功率点的附近时，该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平，就通过使用用于最大电力跟踪控制的爬山法，检测发电机的每个输出电平的最大功率点，以及依据所检测到的最大功率点，校正近似函数校正部件所存储的多个近似函数。
11.如权利要求1所述的最大电力跟踪控制装置，还包括第三近似函数校正部件，当识别出与输出功率相关的功率点已到达最大功率点的附近时，该输出功率的功率点对应于发电机的输出电平，就通过使用用于最大电力跟踪控制的爬山法，进行对最大功率点的跟踪操作，并依据该跟踪操作所检测的功率点，只校正近似函数的截距而不改变其斜率。
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