CN102770823B - 用于确定光电发生器的最大功率点的方法 - Google Patents

Abstract

一种通过利用在光电发生器（PV）的下游连接的设备在功率/电压曲线上的最大限度可搜索的搜索区域内改变搜索电压和搜索电流两个参数中的至少一个参数来确定光电发生器的最大功率点（MPP）的方法，包括下列方法步骤：通过利用具有起始电压和起始电流的起始功率来定义起始点（4）进行初始化；考虑用于限制搜索区域的至少两个限制条件，通过在搜索区域中的所述搜索电压或搜索电流的重复的改变，在至少一个搜索方向（5，6）搜索最大功率点，其中用于限制搜索区域的限制条件中的至少一个是利用对已经在所述搜索过程中达到的操作状态中提供的参数的估计确定的；以及如果所述用于限制所述搜索区域的至少两个限制条件中的一个被符合，则结束所述搜索。

Description

用于确定光电发生器的最大功率点的方法

技术领域

本发明涉及通过利用在光电发生器(PV)的下游连接的设备在功率/电压曲线上的最大限度可搜索的搜索区域内改变搜索电压和搜索电流两个参数中的至少一个参数来确定所述光电发生器的最大功率点(MPP)的方法。 

背景技术

光电发生器(PV＝光电)响应于光入射而产生电能。为了可以将由光电发生器所生成的DC电压馈送到公共供电网络，需要逆变器。在此逆变器的操作控制中，使用所谓的“最大功率点MPP跟踪器”来连续地重新调整汲取的功率，以便光电发生器尽可能连续地在最大功率是所汲取的“MPP”(最大功率点)的点操作。为此目的，所述MPP跟踪器小幅度改变汲取的电流或电压，在每一种情况下计算电流和电压的乘积，并朝更高功率的方向调整电流或电压值。寻求的I-U特征曲线的最佳MPP点构成P-U特征曲线的全局最大值。 

在部分遮蔽光电发生器的情况下，在P-U特征曲线中常常会出现大于一个的局部最大值。然而，在此情况下，大多数MPP跟踪方法(MPP：最大功率点)不可能区分局部和全局最大值。在实践中，取决于阴影形成的起源历史，如果MPP跟踪器前进到局部MPP并停留在那儿，这会导致收益的损失。 

在对安装的整个操作区进行搜索时，可能出现能量损失。损失可以通过限制被搜索的区域来降低。 

ES2326200公开了一种允许区分局部最大值和全局或绝对最大值的用于确定最大功率点的方法。考虑用于限制搜索区域的一个限制条件而执行搜索。一旦确定的功率比以前的最大功率大，就结束考虑此条件的搜索。在单一方向，以具有根据以前的最大值和确定的电流 计算出的宽度的离散步长来执行搜索。 

发明内容

因此，本发明提供了用于确定光电发生器的最大功率点的优化的方法。 

通过本发明的方法，在搜索更高功率点，即，搜索全局最大功率点MPP的过程中，通过对搜索区域的智能限制来最小化搜索过程中发生的损失。此情况下的先决条件是全局最大功率点MPP仍位于受限的搜索区域中。因此，通过使用所定义的准则来搜索更高功率点倾向于在当在保持搜索方向的情况下不再有功率增大的任何前景时结束。换言之，只要在剩余的搜索区域有功率增大的前景，就会维持搜索方向。与如果查找到在功率方面比以前操作的功率更大的功率点就结束的搜索方法相比，这保持了查找在功率方面甚至更高的功率点的选项。然而，考虑进一步的功率增加的前景，在没有希望的情况下，不继续搜索。取决于光电发生器的操作状态和PV逆变器的技术数据，以这种方式，搜索时长和在搜索过程中所产生的损失可以显著地降低。作为示例，通过上下渐变PV电压来执行搜索。 

本发明第一方面提供了一种通过利用在光电发生器的下游连接的设备在功率/电压曲线上的最大限度可搜索的搜索区域内改变搜索电压和搜索电流两个参数中的至少一个参数来确定所述光电发生器(PV)的最大功率点(MPP)的优选方法，包括下列方法步骤： 

a)通过利用具有起始电压和起始电流的起始功率来定义起始点，进行初始化， 

b)考虑用于限制所述搜索区域的至少两个限制条件，通过所述搜索区域中的所述搜索电压或所述搜索电流的重复的改变，在至少一个搜索方向搜索所述最大功率点(MPP)，其中用于限制搜索区域的限制条件中的至少一个是利用对已经在搜索过程中达到的操作状态中提供的参数的估计确定的；以及 

c)如果在步骤b)中所述用于限制所述搜索区域的至少两个限制条件中的一个被符合，则结束所述搜索。 

根据本发明的另一有益并且优选的变型，本发明的第二方面提供 了一种通过利用在光电发生器(PV)的下游连接的设备在功率/电压曲线上的最大限度可搜索的搜索区域内改变搜索电压和搜索电流两个参数中的至少一个参数来确定所述光电发生器的最大功率点(MPP)的方法，包括下列方法步骤： 

a)通过利用具有起始电压和起始电流的起始功率来定义起始点(4)，进行初始化， 

b)考虑用于限制所述搜索区域的至少一个第一限制条件，通过所述搜索区域中的所述搜索电压或所述搜索电流的重复的改变，在第一搜索方向搜索所述最大功率点(MPP)，其中用于限制搜索区域的限制条件中的第一限制条件是利用对已经在所述搜索过程中达到的操作状态中提供的参数的估计确定的； 

c)如果在步骤b)中符合所述用于限制所述搜索区域的第一限制条件，则结束在所述第一搜索方向的搜索； 

d)然后，考虑用于限制所述搜索区域的至少一个第二限制条件，通过所述搜索区域中的所述搜索电压或所述搜索电流的重复的改变，在第二搜索方向搜索所述最大功率点(MPP)，其中用于限制搜索区域的限制条件中的第二限制条件是利用对已经在所述搜索过程中达到的操作状态中提供的参数的估计确定的；以及 

e)如果在步骤d)中符合所述用于限制所述搜索区域的第二限制条件，则结束在所述第二搜索方向的搜索。 

在根据第一方面所述的方法中，应该强调的一个优点是由于考虑了用于限制搜索区域的两个或更多限制条件，而特定有效。由于对已经在所述搜索过程中达到的操作状态中提供的参数的估计，该方法总是适于当前相关方式中的给定操作状态。 

在根据第二方面所述的方法中，应该强调的一个优点是由于考虑了两个搜索方向以及用于限制搜索区域的至少一个或多个限制条件，而特定有效。 

根据一个优选的(但不是强制性的)变体，也根据第二方面，在搜索过程中考虑了用于限制搜索区域的两个或更多限制条件，以便进一步提高效率。 

特别优选地，用于限制搜索区域的至少一个限制条件可以包括确定的结束条件，优选地是逻辑地确定的结束条件，所述结束条件表明在搜索方向被维持的情况下，不会有功率增加的前景。这减少了由于 MPP方法所造成的功率损失，因为它确保了搜索尽可能早地结束。再者，换言之，只要在剩余的搜索区域有功率增加的前景，就会维持搜索方向。因此功率损失同样降低，因为确保局部MPP不会被不必要地保留。 

在此情况下，如果用于限制所述搜索区域的限制条件中的至少一个是利用对已经在所述搜索过程中达到的操作状态下提供的所述参数的估计确定的，也是有益的，因为如此，始终使该方法以当前相关的方式适应于给定操作状态。 

根据进一步的优选变体，如果用于限制搜索区域的至少一个或多个限制条件是通过在普遍的操作状态下给出的参数的估计，根据对必须在考虑此操作状态下对物理边界条件而给出的一个边界条件或多个边界条件的确定而确定的。 

根据本发明的一个可选变体，如果第一搜索方向的搜索是作为右侧搜索来执行的，其中，从起始点，可以反复地以步进方式增大搜索电压或减小搜索电流，是有益的。 

根据进一步的可选变体，如果第二搜索方向的搜索是作为左侧搜索来的执行，其中，从起始点，反复地以步进方式减小搜索电压或提高搜索电流，也是有益的。 

如果在方法的执行过程中不断地重新检查是否符合用于限制搜索区域的限制条件中的一个，也是有益的，并提高MPP方法的准确性。 

在此情况下，用于限制搜索区域的至少一个限制条件可以包括逻辑地确定的结束条件，所述结束条件表明在搜索方向被维持的情况下最小功率被下冲。 

如果至少一个限制条件是分别地或组合地考虑下列参数中的一个或多个的结束条件，也是适当的： 

Upv：＝当前光电发生器电压， 

Ipv：＝当前光电发生器电流， 

Ppv：＝当前光电发生器功率， 

Pmin：＝要符合的所述光电发生器的最小功率， 

Pmax：＝在搜索过程中以前查找到的最大功率，以及 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)， 

Usearch：＝最大搜索电压， 

Prated：＝所述光电发生器的额定功率， 

ki：＝相应的电池类型的因子MPP电流/短路电流。 

在右侧搜索过程中发现更高功率点之后，如果起始电压和搜索电流的乘积小于最大功率或等于最大功率，则可以免除左侧搜索，或者，在左侧搜索过程中发现更高功率点之后，如果起始电流和搜索电压的乘积小于最大功率或等于最大功率，则可以免除右侧搜索。 

优选地——但不是强制性地——在开始搜索之前选择搜索方向。 

如果右侧搜索中的最大可能功率大于左侧搜索中的最大可能功率，则优选地选择右侧搜索，反之亦然。 

然而，当左侧搜索中的最大可能功率与右侧搜索中最大可能的功率相同时，随机地选择搜索方向也可以想象的。 

优选地，存储分别确定的最大功率点和/或此点的电压和/或此点的电流。 

此外，如果在搜索结束之后设置了具有最大确定的功率的点，是适当的。 

对于第二方面的主题，应该注意，如果符合用于限制搜索区域的限制条件，如果适当的话，也可以免除第二搜索方向的搜索。 

优选地，在第二方面中，第一限制条件不同于第二限制条件。 

在该方法的特别优选的变体中，在搜索之前已经定义了用于限制搜索区域的条件。这会进一步简化搜索。 

在进一步的优选变体中，考虑了在搜索过程中所定义的最小功率不准被下冲这一事实。例如，如果操作PV逆变器所需的功率只通过PV串获得，或不打算或不能够通过要馈送的电网获得，这是有益的。 

用于利用受限的搜索区域来搜索更高或最大功率点的方法可以用于，尤其是，将现有的跟踪方法转移到全局最大功率点MPP或用 于查找跟踪方法的起始点，但是，它本身也可以被用作逆变器的实际跟踪方法。 

在又一实施例中，当定义起始点时，可以定义起始电压、起始电流、最大搜索电压和最大搜索电流。可以在搜索过程中更新这些值，结果搜索时间缩短。 

第一搜索方向的搜索是通过提高搜索电压或降低搜索电流来实现的，而第二搜索方向的搜索是通过降低搜索电压以及提高搜索电流来实现的。在此情况下，提高以及降低是连续地或以可定义的步长来执行的。 

如果，在搜索方向被维持的情况下，没有功率增加的前景，用于限制搜索区域的至少一个限制条件是结束条件，由于此，该方法与已知方法相比时间缩短。 

如果在开始搜索之前选择搜索方向，则效率进一步提高。这可以，例如，根据左侧搜索中的最大可能功率和右侧搜索中的最大可能功率来实现。如此，例如，如果右侧搜索中的最大可能功率大于左侧搜索中的最大可能功率，则可以选择右侧搜索，反之亦然。如果最大可能功率没有显著差异，则可以随机地选择搜索方向。如果适当，在所选定的搜索方向执行搜索之后，可以免除相反的方向的搜索。 

此外，如果多个限制条件彼此组合，也是有利的。 

现在将参考各个附图，根据示例性实施例，更详细地说明本发明，其中： 

图1示出了光电发生器的示例性等效电路图； 

图2示出了光电发生器的示例性PU特征曲线的图解说明； 

图3a示出了针对对全局最大功率点MPP进行的搜索的电压的随时间变化的示例的图解说明； 

图3b示出了用于阐明搜索过程中的损失的对应于图3a的功率曲线； 

图4a示出了根据本发明的用于查找最大功率点MPP的方法的第一示例性实施例的流程图； 

图4b示出了根据本发明的用于查找最大功率点MPP的方法的第二示例性实施例的流程图； 

图5示出了在给定电压预定义的情况下执行右侧搜索的示例性图解说明； 

图6a示出了在带有电压预定义的情况下执行右侧搜索的示例性流程图； 

图6b示出了在带有电流预定义的情况下执行右侧搜索的示例性流程图； 

图7示出了在给定电压预定义的情况下执行左侧搜索的示例性图解说明； 

图8a示出了在带有电压预定义的情况下执行左侧搜索的示例性流程图； 

图8b示出了在带有电流预定义的情况下执行左侧搜索的示例性流程图； 

图9示出了用于阐明在无遮蔽IU特征曲线的情况下的最大功率点MPP的图解说明； 

图10示出了在带有电压预定义的情况下考虑所连接的PV发生器的额定功率时执行右侧搜索的进一步的示例性图解说明； 

图11a示出了根据图10的在带有电压预定义的情况下考虑所连接的PV发生器的额定功率时右侧搜索的示例性流程图； 

图11b示出了根据图10的在带有电流预定义的情况下考虑所连接的PV发生器的额定功率时右侧搜索的示例性流程图； 

图12示出了用于阐明在无遮蔽IU特征曲线的情况下的最大功率点MPP的进一步的图解说明； 

图13示出了在带有电压预定义的情况下考虑所连接的PV发生器的额定功率时执行左侧搜索的进一步的示例性图解说明； 

图14a示出了根据图13的在带有电压预定义的情况下考虑所连接的PV发生器的额定功率时左侧搜索的示例性流程图； 

图14b示出了根据图13的在带有电流预定义的情况下考虑所连 接的PV发生器的额定功率时左侧搜索的示例性流程图； 

图15示出了用于推导用于在右侧搜索过程中确保所定义的最小功率的搜索区域限制的示例性图解说明； 

图16示出了用于推导用于在左侧搜索过程中确保所定义的最小功率的搜索区域限制的示例性图解说明； 

图17示出了用于阐明在右侧搜索的情况下避免相反的方向的搜索的示例性图解说明； 

图18示出了根据图17的右侧搜索的示例性流程图； 

图19示出了用于阐明在左侧搜索的情况下避免相反的方向的搜索的示例性图解说明； 

图20示出了根据图19的右侧搜索的示例性流程图； 

图21示出了用于阐明以初始右侧搜索选择搜索方向的示例性图解说明； 

图22示出了在根据图21选择搜索方向的情况下的示例性流程图； 

图23示出了用于阐明以初始左侧搜索选择搜索方向的示例性图解说明。 

图1示出了用于产生能量的装置的示例性等效电路图。 

光电发生器PV——其包括例如硅太阳能电池的一个或多个串接——被示出为与二极管D和电阻器Ri并联的电流源PV’。在其两端连接了可变负载RL，通过该可变负载，有PV模块的电流Ipv流动，并降低电压Upv。 

一种设备，优选地一种配置——统称为“逆变器”——包括例如DC/DC转换器和DC/AC逆变器，例如一般作为可变负载RL被连接在光电发生器的下游，其中，在DC/DC转换器处，通过所谓的MPP跟踪器或MPP跟踪方法(优选地通过对DC/DC转换器进行控制的微处理器来在DC/DC转换器处实现或进行)来设置光电发生器PV的功率/电压特征曲线上的最优操作点或最大功率点MPP。 

下面将比较详细地对此进行描述。 

图2示出了光电发生器PV的示例性功率/电压特征曲线，或简称为“PU特征曲线”的示意图。无遮蔽的光电发生器PV的额定的特征曲线10具有最大值。后者被表示为最大功率点1MPP。 

在PV模块或光电发生器部分被遮蔽的情况下，例如，在PU特征曲线上可能出现多于一个的局部最大值，使得例如出现具有全局最大功率点2MPP和局部最大功率点3MPP的实际特征曲线11。 

为了PV模块可以根据其相应的实际特征曲线11来在最大功率点MPP处操作，存在可以具有所谓的MPP跟踪方法作为组成部分或作为子例程或独立的方法例程的操作控制方法。 

术语“右侧”搜索在下文中应该被理解为利用MPP跟踪方法在PU特征曲线上在右侧从起始点向更高的电压Upv的区域中的搜索。在此情况下，反复地以步进式方式或者连续地增大搜索电压或缩小搜索电流(关于这一点，也参见图5)。 

相应地，术语“左侧”搜索应该相应地被理解为在左侧从起始点向更低的电压Upv的区域中的搜索。在此情况下，反复地以步进式方式或者连续地缩小搜索电压或增大搜索电流。 

通过，例如，常规MPP跟踪器的循环的或事件触发的中断以及通过对更高最大功率点MPP的搜索，MPP跟踪器可以确定以及移动到或设置全局最大功率点MPP2。 

在此时，应该指出，为了简化说明，下面的对根据本发明的方法的描述是根据利用电压预定义的搜索来进行的。相对于利用电流预定义的搜索的本发明构思的相对应的实现也被本发明构思涵盖。 

关于这一点，图3A示出了针对对全局最大功率点MPP进行的搜索的电压Upv随着时间t的推移而变化的图解说明。 

这样的搜索可以，例如，通过在最大搜索电压20和最小界限搜索电压26之间上下步进或渐变PV电压Upv(与此类似地，PV电流Ipv也可以变化)。 

如果在此情况下找到更高功率点，那么，在搜索之后可以以有针对性的方式移动到此点。这样的搜索导致发生器临时以降低的功率操 作，因此取决于搜索时长、搜索的频率以及搜索区域，导致可获得的能量收益的丢失。此损失的能量收益在图3b中被示为功率损失19，对应于图3a随时间变化的功率Ppv。 

通过在图4a和4b中被示为流程图并在下文中全面描述的根据本发明的方法，搜索更高点或搜索全局最大功率点MPP的过程中的功率损失19通过对搜索区域的智能限制来最小化。 

对搜索区域的限制一般可以通过满足连续地监视的结束准则来实现，而且还通过在方法的进行过程中获得参数的预定值来实现。 

图4a示出了根据本发明的用于查找最大功率点MPP的方法的第一示例性实施例的流程图。 

在第一方法步骤100中，开始搜索，其中，定义不同的边界条件，特别是起始点。所述起始点可以是在上一次搜索中确定的值。然而，它也可以位于图2中的PU特征曲线10、11上的任何地方；此外，也可以计算它。 

在第二方法步骤200中，执行初始化，诸如，例如，为DC/DC转换器处的搜索设置起始电压或起始电流。 

300表示第三方法步骤，在该步骤中，作为程序循环来执行搜索。这里，也检查或生成至少一个搜索区域限制，以及作为程序循环的结束条件而检查。 

方法步骤400涉及移动到查找到的最大功率点MPP和/或将它存储，供进一步的应用。 

最后，方法在方法步骤500结束。 

图4b示出了根据本发明的用于查找最大功率点MPP的方法的第二示例性实施例的流程图。 

与第一示例性实施例不同，这里，额外的方法步骤250涉及在搜索和/或确定优选搜索方向之前定义搜索区域限制。 

现在将说明各种有益的搜索区域限制，这些限制，当被分别地或部分组合地考虑时，可以简化和缩短对MPP点的搜索。 

由于更高的功率的可能范围，搜索区域限制中的原理如下所示： 

在搜索更高功率点期间，由于使用至少一个或多个定义的准则作为每一步骤中的结束条件，进行检查，以确定在搜索方向被保持的情况下是否有功率增大的前景。倘若没有，则结束搜索。 

首先将描述对于右侧搜索5和左侧搜索6的每一种情况的结束条件。 

参考图5示出了对右侧搜索5中的结束条件的推导。 

具有附图标记12的曲线在此是以前发现的最大功率。 

由所述曲线12上的PV电压Upv和PV电流Ipv构成的所有值对彼此相乘，产生相同的功率。 

在搜索过程中查找到更高的功率的情况下，更新曲线12。 

最大搜索电压20和最大搜索电流30限定了搜索区域，并取决于光电发生器PV、连接在光电发生器PV下游的逆变器(未示出)的技术数据，以及，如果适当的话，还取决于其操作状态。 

这里所示出的起始点4可以是全局或局部最大功率点MPP，还可以是光电发生器PV的IU特征曲线上的任何一点，特征曲线这里被描绘为虚线的实际特征曲线11。 

实际特征曲线11与Upv的交叉点表示光电发生器PV的开路电压21，而实际特征曲线11与轴Ipv的交叉点是短路电流31。 

在右侧搜索5中，从起始点4处的起始电压22前进，更高的功率点只能落在所述电压的右侧。 

此外，更高的功率点只能位于具有以前查找到的最大功率12的曲线上方。 

由于物理规定，在PV模块的情况下或在光电发生器的情况下，电流不能在PV电压被提高的情况下上升，它可以最大限度地保持恒定。 

由于这个原因，更高的功率点只能落在当前PV电流Ipv上或当前PV电流Ipv下方。 

从起始电压22前进，这导致作为更高功率点的可能区域的以点的方式所示出的功率范围13。 

如果PV电流Ipv，在右侧搜索5过程中，降到最大搜索电压20和具有以前查找到的最大功率12的线的交叉点(右侧搜索结束点40)处的电流之下，那么，在右侧结束电流33和相关联的右侧结束电压23的情况下结束搜索，因为更高功率的可能的区域变得达不到。 

为了阐明这一点，描绘了被遮蔽的PV模块或光电发生器的虚线的(未知)IU特征曲线(实际特征曲线11)。在此示例中，右侧搜索5的搜索区域被降低到从起始电压22直到搜索电压20的电压范围的大致一半。 

在电流或电压预定义的情况下，相对应的结束条件导致： 

Ipv<Pmax/Usearch  (G01) 

其中： 

Ipv：＝当前PV电流， 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率，以及 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)。 

图6a中示出了右侧搜索5的相对应的流程图，给定了电压预定义。在查找到更高功率之后，优选地，设置并存储当前操作点。 

在此情况下，下列各项成立： 

k：＝运转指数， 

Ipv：＝当前PV电流， 

Ppv：＝当前PV功率， 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率，以及 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)。 

步骤331表示右侧搜索的开始。 

步骤332表示最大功率Pmax的初始化，其中，在起始点Ppv(0)处，Pmax(k)＝Ppv(k)。 

然后，启动程序循环。 

在步骤333中，在一个步骤中增大电压Upv(最大达到搜索电压 20)，例如，作为上升渐变上的步骤。 

在步骤335中，通过比较来进行检查，以确定在通过增压移动到的当前点Pmax(k)，利用目前确定的功率值Ppv(k)，是否已经获得比以前移动到的点Pmax(k-1)更高的功率点： 

Pmax(k)＝max(Pmax(k-1)，Ppv(k))。 

在比较步骤336中，进行检查，以确定结束条件 

Ipv(k)<Pmax(k)/Usearch(k) 

是否被符合或已经达到最大搜索电压20。 

如果情况不是这样的，则方法跳回到步骤333，进一步增大电压，并继续寻求更好的最大功率点MPP。 

例图没有示出，在查找到更高的功率的情况下，存储当前操作点。 

如果查找到具有更高功率的最大功率点MPP，那么，将它存为当前操作点，并可以在进一步的步骤中移动到它。如果已经达到最大搜索电压20或者如果符合结束条件，而没有查找到更高MPP，那么，保持以前的或最后一个查找到的MPP。 

在步骤338中，结束搜索。 

代替电压预定义，也可以针对右侧搜索5来执行电流预定义。这在图6b中用给定电流预定义的右侧搜索5的示例性流程图示出。 

在此情况下，下列各项同样成立： 

k作为运转指数， 

Ipv：＝当前PV电流， 

Ppv：＝当前PV功率， 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率，以及 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)。 

在步骤331中，开始右侧搜索。 

在步骤332中，指定Pmax的初始化，Pmax(k)＝Ppv(k)。 

然后，启动搜索程序循环，可能多次迭代。 

在此情况下，首先在步骤334中，降低电流Ipv一个步长。 

然后，在步骤335中，再次确定功率Pmax：Pmax(k)＝max(Pmax(k-1)，Ppv(k))。 

在比较步骤336中，进行检查，以确定结束条件 

Ipv(k)<Pmax(k)/Usearch(k) 

是否被符合或已经达到最小搜索电流。 

如果查找到具有更高功率的MPP，则将它存为当前操作点，并可以在进一步的步骤中移动到它。如果已经达到最小搜索电流或者如果符合结束条件，而没有查找到更高MPP，那么，保持以前的或最后一个查找到的MPP。 

在步骤338中，结束搜索。 

图7示出用于阐明对左侧搜索6中的结束条件的推导的示例性图解说明。具有附图标记12的曲线再一次是以前发现的最大功率。由此曲线上的PV电压Upv和PV电流Ipv构成的所有值对彼此相乘产生相同的功率。在此情况下，也是在搜索过程中查找到更高的功率的情况下，更新最大功率12。最大搜索电压20和最大搜索电流30限定了搜索区域，并取决于连接在光电发生器PV的下游的逆变器(未示出)的技术数据，以及，如果适当的话，取决于其操作状态。这里所示出的起始点4可以是全局或局部最大功率点MPP，还可以是光电发生器PV的IU特征曲线上的任何一点。 

在左侧搜索6中，从起始点4处的起始电压22前进，更高的功率点只能落在所述起始电压22的左侧。 

此外，更高的功率点只能位于以前查找到的最大功率12上方。最大搜索电流30进一步限制更高功率的可能的区域。从起始点4处的起始电压22前进，这导致为更高功率点以点的方式示出的可能的功率范围13。如果在左侧搜索过程中Upv降到最大搜索电流30和具有以前在左侧搜索结束点41查找到的最大功率12的线的交叉点处的电压之下，那么，可以在左侧结束电压24的情况下结束搜索。 

在电流或电压预定义的情况下，相对应的结束条件导致： 

Upv<Pmax/Isearch  (G02) 

其中： 

Upv：＝当前PV电压， 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率，以及 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)。 

在此时，另外还可以限定搜索电压的下限。 

为此目的，图8a示出了给定电压预定义的左侧搜索的示例性流程图。这里例图没有示出在查找到更高的功率的情况下存储当前操作点。 

在此情况下，下列各项成立： 

k是运转指数， 

Upv：＝当前PV电压， 

Ppv：＝当前功率， 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率，以及 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)。 

在步骤361中，左侧搜索开始。步骤362表示Pmax的初始化，Pmax(k)＝Ppv(k)。 

然后，在步骤363中，在可能多次迭代的循环中，以k个步长，例如，按渐变方式降低电压Upv，直到最小搜索电压。 

在循环的迭代期间，在每一种情况下，都在步骤365中确定Pmax：Pmax(k)＝max(Pmax(k-1)，Ppv(k))。 

在比较步骤366中，检查结束条件： 

Upv(k)<Pmax(k)/Isearch(k)。 

还进行检查，以确定是否已经达到最小搜索电压。如果情况否，则方法跳回到步骤363，进一步降低电压。 

如果查找到具有更高功率的MPP，则将它存为当前操作点，并可以在进一步的步骤中移动到它。如果已经达到最小搜索电压或者如果符合结束条件，而没有查找到更高MPP，那么，保持以前的或最后一个查找到的MPP。 

在步骤368中，结束搜索。 

代替电压预定义，也可以针对左侧搜索来执行电流预定义。这在图8b中用给定电流预定义的左侧搜索的示例性流程图示出。 

下列各项也成立： 

k作为运转指数， 

Ipv：＝当前PV电流， 

Ppv：＝当前PV功率， 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率，以及 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)。 

在步骤361中，左侧搜索开始。在步骤362中，指定Pmax的初始化，Pmax(k)＝Ppv(k)。 

然后，在循环364中，以k个步长，例如，以一个渐变，增大搜索电流Ipv，直到最大搜索电流30。在步骤365中，在每一种情况下，在循环中再次确定Pmax：Pmax(k)＝max(Pmax(k-1)，Ppv(k))。在比较步骤367中，在循环中进行检查以确定循环的结束条件 

Upv(k)<Pmax(k)/Isearch(k) 

是否被符合或已经达到最大搜索电流30。 

如果查找到具有更高功率的最大功率点MPP，那么，将它存为当前操作点，并可以在进一步的步骤中移动到它。如果已经达到最大搜索电流30或者如果符合结束条件，而没有查找到更高最大功率点MPP，那么，保持以前的或最后一个查找到的最大功率点MPP。 

在步骤368中，左侧搜索是结束。 

可以通过连接的串的额定功率来执行对搜索区域的进一步的限制。 

由于IU特征曲线的轮廓，在最大搜索电压20的情况下，最大搜索电流30在物理上不可能流动，反之亦然。如果连接到要被搜索的串的光电发生器的满负载时的额定功率或最大功率是已知的，那么，最大搜索电压20和最大搜索电流30可以根据此知识预先降低。这些根据额定功率确定的新限制值，在此情况下，表示为额定搜索电压25 的最大搜索电压(下面进一步更详细地说明)和相应地确定的这里表示为额定搜索电流35的最大搜索电流，可以用于上文所描述的确定的结束条件下。此措施进一步限制搜索区域，主要在相关串在最大功率附近的操作期间。有关额定功率的信息，可以例如由安装操作员或由合适的工程师直接预定义或根据相关串的操作数据来确定。在其中最大准许的串功率小于最大(额定)搜索电压乘以最大(额定)搜索电流的逆变器中，可另选地，也可以使用最大准许的串功率来代替连接到相关串的额定功率。 

首先将说明右侧搜索5。 

如果最初假设额定操作中的无遮蔽PV模块或光电发生器，那么，按如下方式计算在此情况下必须执行搜索以达到的最大电压： 

Usearch＝Prated/Impp  (G03) 

其中： 

Usearch：＝最大搜索电压， 

Prated：＝连接到要被搜索的串的光电发生器的额定功率，以及 

Impp：＝最大功率点处的PV电流。 

然而，此方法只在额定操作中有效，并且只对无遮蔽光电发生器有效。 

图9示出了用于阐明无遮蔽IU特征曲线(这里也被表示为额定的特征曲线10)的情况下的最大功率点MPP1的图解说明。附图标记12表示最大功率点1位于其上的恒定功率的曲线。 

为了获得一般而言有效的公式，电流Impp必须被替换为搜索之前的电流。后者最大可以是所连接的光电发生器的短路电流31。在此情况下，最大功率点(最大功率点MPP)1处的相关联的电流将是，在硅电池的情况下，例如，通常大致是短路电流31的90％，并在图9中被利用附图标记35表示为额定搜索电流。为了获得对搜索的任何起始点有效的一般而言有效的公式，必须规定此情况。对于硅电池的示例，得出： 

U′search＝Prated/(Istart*0.9)  (G04) 

其中： 

U′search：＝相对于额定功率的最大搜索电压， 

Prated：＝连接到要被搜索的串的光电发生器的额定功率，以及 

Istart：＝搜索之前的PV电流Ipv。 

独立于电池类型，得出： 

U′search：＝Prated/(Istart*ki)  (G05) 

其中： 

U′search：＝相对于额定功率的最大搜索电压， 

Prated：＝连接到要被搜索的串的光电发生器的额定功率， 

ki：＝在相应的电池类型的情况下的示例因子MPP电流/短路电流，以及 

Istart：＝搜索之前的PV电流Ipv。 

此公式一般性地有效。例如，在较弱光照的情况下，或在遮蔽的PV模块或光电发生器的情况下，短路电流31，或搜索开始之前的电流，相应地降低。然后，相应地扩展最大搜索电压，可以类似地查找额定操作中的最大功率点MPP1的右侧的所产生的MPP。 

为了避免相对于额定功率的最大搜索电压U′search放大到大于最大搜索电压Usearch，U′search和Usearch的中的最小者应该被插入到结束条件(G01)中。 

因此，对于扩展的结束条件，得出： 

Ipv<Pmax/min(U′search，Usearch)  (G06) 

Ipv<Pmax/min(Prated/(Istart*ki)，Usearch)  (G07) 

其中： 

Ipv：＝当前PV电流， 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率， 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)， 

U′search：＝相对于额定功率的最大搜索电压， 

Prated：＝连接到要被搜索的串的光电发生器的额定功率， 

ki：＝在相应的电池类型的情况下的示例因子MPP电流/短路电流，以及 

Istart：＝搜索之前的PV电流。 

图10中用图形方式示出了受到所连接的PV模块或光电发生器的额定功率限制的搜索区域。由于根据光电发生器的所连接的额定功率计算出的最大搜索电压，所述搜索电压被表示为额定搜索电压25，在所示出的情况下进一步限制了更高功率的可能范围。这可以通过额定搜索电压25与最大功率12交叉在右侧搜索结束点40′处，右侧搜索结束点40′落在以前的右侧搜索结束点40之前的左侧这一事实来识别。由于最大功率12的轮廓，结束搜索的电流更高。因此，同样进一步限制了搜索区域。起始电流通过32来表示；附图标记23表示现在位于更左侧的右侧结束电压。 

在一种可选变体中，当推导这里所提及的所有结束条件和搜索区域限制时，可以修改在继续右侧搜索时电流最好保持恒定(或降低)的规定的假设。一个简单的修改方案是通过假设其中电流随着电压上升而线性地提高的电流轮廓来代替恒定电流来提供。相同修改方案也可以同样地对于电压来实现。在此情况下，梯度的大小，对于电流Ipv的梯度，通过因子m_Ipv来表示，或对于电压Upv的梯度，通过m_Upv来表示。然后，上文所提及的条件G01和G02被修改为： 

Ipv<Pmax/Usearch+m_Ipv*(Usearch-Upv)  (G01) 

Upv<Pmax/Isearch+1/m_Upv*(Isearch-Ipv)  (G02)。 

在修改概念的概括中，恒定电流的假设被替换为任何所需的模型电流轮廓。在此情况下，模型电流轮廓Imodel(U)根据持续的搜索电压来表示电流预测，也就是说，定义对于电流值的预测，在获得(更高)电压U时，电流Ipv将至少落在其上。轮廓Imodel(U)例如可以是根据光电发生器PV的典型的理想的特征曲线来确定，或者，通过模型轮廓，根据理想的PV发生器的诸如串联电阻和并联电阻之类的参数来确定。在此一般情况下，当在Upv和Usearch(或Usearch′)之间无电压值Uintermediate存在时，结束右侧搜索5，下列各项成立： 

Pmax<Uintermediate*Ipv*Imodel(Uintermediate)/Imodel(Upv)(G01″)。 

下列修改的结束准则可以类似地用于左侧搜索： 

Upv<Pmax/Isearch*Imodel(U＝0)/Imodel(Upv)  (G02″)。 

其中： 

Ipv：＝当前PV电流， 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率， 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)， 

Imodel(U)：＝根据电压U建模电流轮廓， 

m_Ipv：＝假设的电流随着电压上升而降低的线性因子， 

m_Upv：＝假设的电压随着电流上升而降低的线性因子。 

此外，还会发生这样的情况：在搜索过程中，达到发生器特征曲线的一部分，此时，虽然仍提供发生器功率的更高值的理论可获得性，因此尚未满足声明的结束准则。然而，如果可能的操作点只位于已经达到的功率的略上方，则该操作点位于搜索区域的边缘的附近，或者操作点的存在的概率只是低，则在这样的情况下搜索不进一步地继续是理想的。用于实现这种理想的一种可能性是，例如，在所描述的结束准则中，代替已经达到的功率Pmax，使用增大了一个幅度或因子的功率值Pmax′。在此情况下，左侧或右侧搜索相应地较早地，即，当在继续搜索时不可能实现增大的功率值时结束。 

图11a为右侧搜索5示出了电压预定义的情况下的流程图(未示出：在查找到更高功率的情况下，存储当前操作点)。 

在此流程图中，下列各项成立： 

Ipv＝当前PV电流， 

Ppv＝当前PV电压， 

Pmax＝在搜索过程中查找到的最大功率， 

Usearch＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)， 

Prated＝连接到要被搜索的串的光电发生器的额定功率， 

ki＝在相应的电池类型的情况下的示例因子MPP电流/短路电流，以及 

Istart＝搜索之前的PV电流。 

利用步骤331，开始右侧搜索。在步骤332中，指定Pmax的初始化，Pmax(k)＝Ppv(k)。然后，在步骤333中的循环中，以k个步长，例如，按渐变的方式，增大电压Upv，直到最大限度地到搜索电压20。 

在步骤335中，在每一种情况下，确定Pmax：Pmax(k)＝max(Pmax(k-1)，Ppv(k))。在比较步骤336中，进行检查，以确定结束条件 

Ipv<Pmax/min(Prated/(Istart*ki)，Usearch) 

是否被符合或已经达到最大搜索电压20。如果情况不是这样的，则方法跳回到步骤333，进一步增大电压。如果查找到具有更高功率的MPP，则将它存为当前操作点，并可以在随后的步骤中移动到它。如果已经达到最大搜索电压20或者如果符合结束条件，而没有查找到更高MPP，那么，移动到以前的或最后一个查找到的MPP。 

在步骤338中，结束搜索。 

在图11b中，为给定电流预定义的右侧搜索5示出了电流预定义的情况下的相对应的流程图(例图没有示出在查找到更高功率的情况下存储当前操作点)。 

在此情况下，下列各项成立： 

Ipv：＝当前PV电流， 

Ppv：＝当前PV电压， 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率， 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)， 

Prated：＝连接到要被搜索的串的光电发生器的额定功率， 

ki：＝在相应的电池类型的情况下的示例的因子MPP电流/短路 电流，以及 

Istart：＝搜索之前的PV电流。 

步骤331表示右侧搜索的开始。在步骤332中，指定Pmax的初始化，Pmax(k)＝Ppv(k)。然后，在步骤334中，以k个步长，例如，按渐变的方式，降低电流Ipv，直到最小搜索电流。 

在步骤335中，确定Pmax：Pmax(k)＝max(Pmax(k-1)，Ppv(k))。 

在比较步骤340中，进行检查，以确定结束条件 

Ipv<Pmax/min(Prated/(Istart*ki)，Usearch) 

是否被符合或已经达到最小搜索电流。如果情况不是这样的，则方法跳回到步骤334，进一步增大电压。 

如果查找到具有更高功率的MPP，则将它存为当前操作点，并可以在进一步的步骤中移动到它。如果已经达到最小搜索电流或者如果符合结束条件，而没有查找到更高MPP，那么，保持以前的或最后一个查找到的MPP。 

在步骤338中，结束搜索。 

现在将描述左侧搜索6。 

如果再次最初假设额定操作中的无遮蔽PV模块或光电发生器，那么，按如下方式计算在此情况下必须执行搜索所达到的最大电流： 

Isearch＝Prated/Umpp 

其中： 

Isearch：＝最大搜索电流， 

Prated：＝连接到要被搜索的串的光电发生器的额定功率，以及 

Umpp：＝最大功率点时的PV电压。 

然而，此方法只在额定操作以及无遮蔽光电发生器有效。图12示出了用于阐明在无遮蔽IU特征曲线(额定的特征曲线10)的情况下的最大功率点MPP1的图解说明。附图标记12表示最大功率点MPP1位于的最大功率的曲线。为了获得一般而言有效的公式，电压Umpp必须被替换为搜索之前的电压。后者最大可以是连接的光电发 生器的开路电压21。在此情况下，最大功率点处的相关联的电压将是，在硅电池的情况下，例如，通常大致是开路电压的80％，并被表示为额定搜索电压25。为了获得对搜索的任何起始点有效的一般而言有效的公式，可以规定此情况。 

对于硅电池的示例，得出： 

I′search＝Prated/(Ustart*0.8)  (G08) 

其中： 

I′search：＝相对于额定功率的最大搜索电流， 

Prated：＝连接到要被搜索的串的光电发生器的额定功率，以及 

Ustart：＝搜索之前的PV电压。 

独立于电池类型，得出： 

I′search＝Prated/(Ustart*ku)  (G09) 

其中： 

I′search：＝相对于额定功率的最大搜索电流， 

Prated：＝连接到要被搜索的串的光电发生器的额定功率， 

ku：＝在相应的电池类型的情况下的示例因子MPP电压/开路电压，以及 

Ustart：＝搜索之前的PV电压。 

此公式可以被广泛地使用。例如，在较弱光照的情况下，或在遮蔽的PV模块或光电发生器的情况下，短路电流31或搜索开始之前的电流相应地降低。这里计算的电流I′search相对于连接的额定功率则位于最大功率点处的实际电流上方。 

为了避免相对于额定功率的最大搜索电流I′search放大到大于最大搜索电流Isearch，I′search和Isearch的中的最小者应该被插入到结束条件(G02)中。 

扩展的结束条件如下： 

Upv<Pmax/min(I′search，Isearch)  (G10) 

Upv<Pmax/min(Prated/(Ustart*ku)，Isearch)  (G11) 

在此情况下，下列各项成立： 

Upv：＝当前PV电压， 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率， 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)， 

I′search：＝相对于额定功率的最大搜索电流， 

Prated：＝连接到要被搜索的串的光电发生器的额定功率， 

ku：＝在相应的电池类型的情况下的示例因子MPP电压/开路电压，以及 

Ustart：＝搜索之前的PV电压。 

图13中用图形方式为左侧搜索6示出了由于连接的PV模块或光电发生器的额定功率的搜索区域限制。由于根据光电发生器的连接的额定功率计算出的最大搜索电流，在所示出的情况下进一步限制了更高功率的可能范围。因此，类似地进一步限制了相对应的搜索区域。这可以通过额定搜索电流35在低于以前的左侧搜索结束点41的左侧搜索结束点41′处交叉最大功率12这一事实来识别。起始点4处的起始电压通过22来表示；附图标记24表示左侧结束电压。 

在图14a中，为左侧搜索6示出了电压预定义的情况下的相对应的流程图(例图没有示出，在查找到更高功率的情况下，存储当前操作点)。 

其中： 

Upv：＝当前PV电压， 

Ppv：＝当前PV功率， 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率， 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)， 

Prated：＝连接到要被搜索的串的光电发生器的额定功率， 

ku：＝在相应的电池类型的情况下的示例因子MPP电压/开路电压，以及 

Ustart：＝搜索之前的PV电压。 

利用步骤361，左侧搜索开始。在步骤362中，指定Pmax的初始化，Pmax(k)＝Ppv(k)。利用步骤363，以k个步长，例如，按渐变 的方式，降低电压Upv，直到最小搜索电压。在步骤365中，确定Pmax：Pmax(k)＝max(Pmax(k-1)，Ppv(k))。 

在比较步骤370中，进行检查，以确定结束条件 

Upv<Pmax/min(Prated/(Ustart*ku)，Isearch) 

是否被符合或已经达到最小搜索电压。如果情况不是这样的，则方法跳回到步骤363，进一步降低电压。 

如果查找到具有更高功率的MPP，则将它存为当前操作点，并可以在进一步的步骤中移动到它或设置它。如果已经达到最小搜索电压或者如果符合结束条件，而没有查找到更高MPP，那么，保持以前的或最后一个查找到的MPP。 

在步骤368中，结束搜索。 

产生电流预定义的情况下的相对应的流程图(未示出：在查找到更高功率的情况下，存储当前操作点)，如图14b所示。 

在此流程图中，使用下列术语： 

Upv：＝当前PV电压， 

Ppv：＝当前PV功率， 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率， 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)， 

Prated：＝连接到要被搜索的串的光电发生器的额定功率， 

ku：＝在相应的电池类型的情况下的示例因子MPP电压/开路电压，以及 

Ustart：＝搜索之前的PV电压。 

在步骤361中，左侧搜索开始。在步骤362中，执行Pmax的初始化，Pmax(k)＝Ppv(k)。利用步骤364，以k个步长，例如，按渐变的方式，增大搜索电流Ipv，直到最大搜索电流。 

在步骤365中，确定Pmax：Pmax(k)＝max(Pmax(k-1)，Ppv(k))。 

在比较步骤369中，进行检查，以确定结束条件 

Upv<Pmax/min(Prated/(Ustart*ku)，Isearch) 

是否被符合，或已经达到最大搜索电流(例如，20)。如果情况不是这样的，则方法跳回到步骤364，进一步增大搜索电流。如果查找到具有更高功率的MPP，则将它存为当前操作点，并可以移动到或在进一步的步骤中设置它。如果已经达到最大搜索电流或者如果符合结束条件，而没有查找到更高MPP，那么，保持以前的或最后一个查找到的MPP。 

在步骤368中，结束搜索。 

下面将描述可如何进一步限制搜索区域以便确保所定义的最小功率14在搜索过程中不会下冲。这主要当操作PV逆变器所需的功率只通过PV串获得而不打算或不能够通过电网馈送获得时是必要的。在搜索过程中操作逆变器所需的最小功率14的下冲可能会导致逆变器的瞬时故障。在此情况下，通过缩小最大搜索电流或最大搜索电压或通过提高最小搜索电流或最小搜索电压，而不通过结束条件来执行限制。 

首先将说明右侧搜索5。 

为了确保所定义的最小功率14在结合结束条件(G01)和(G02)的右侧搜索过程中不被下冲，取决于当前操作点，如果适当的话，还另外限制可搜索的区域。 

将首先推导电压预定义的情况下的公式，然后，推导电流预定义的情况下的公式。 

电压预定义(只与右侧搜索的结束准则结合)： 

一般而言，始终希望确保当前功率大于最小功率： 

Upv*Ipv>＝Pmin 

Upv：＝当前PV电压 

Ipv：＝当前PV电流 

Pmin：＝搜索过程中的最小允许的功率 

在右侧搜索过程中，最迟如果下式成立则搜索结束： 

Ipv<Pmax/Usearch 

Ipv：＝当前PV电流 

Pmax：＝以前查找到的最大功率 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压) 

由此而来，PV电流大于或等于以前查找到的功率除以最大搜索电压： 

Ipv>＝Pmax/Usearch 

Ipv：＝当前PV电流 

Pmax：＝以前查找到的最大功率 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压) 

因此，PV电压至少等于以前查找到的功率除以最大PV搜索电压：如果这被插入到第一次提到的公式中，从而： 

Upv*Pmax/Usearch>＝Pmin 

Upv：＝当前PV电压 

Pmax：＝以前查找到的最大功率 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)，以及 

Pmin＝搜索过程中的最小允许的功率 

如果现在的意图计算取决于当前电压、最小允许的功率以及以前查找到的最大功率的最大允许的搜索电压，于是： 

U″search＝Upv*Pmax/Pmin  (G12) 

其中： 

Upv：＝当前PV电压， 

Pmax：＝以前查找到的最大功率， 

U″search：＝考虑了所定义的最小功率的最大搜索电压，以及 

Pmin：＝搜索过程中的最小允许的功率。 

考虑最大搜索电压Usearch，最大搜索电压是： 

最大搜索电压＝min(U″search，Usearch)  (G13) 

最大搜索电压＝min(Upv*Pmax/Pmin，Usearch)  (G14) 

其中： 

U″search：＝考虑了所定义的最小功率的最大搜索电压， 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)， 

Upv：＝当前PV电压， 

Pmax：＝以前查找到的最大功率，以及 

Pmin：＝搜索过程中的最小允许的功率。 

上文所提及的最大搜索电压应该理想地被用作对于搜索过程中的电压预定义的极限值。然而，它也可以被插入到以前所提及的用于限制搜索区域的结束条件中。在每一步骤中重新计算上文所提及的最大搜索电压。 

对于电压预定义的指定的公式也可以被用作在电流预定义的情况下的结束条件或搜索区域的限制。 

下面参考图15示出了对于右侧搜索并且在电流预定义的情况下的相对应的限制的推导。 

在搜索过程中允许的最小功率14被描绘成恒定功率的曲线。在右侧搜索5过程中，由于物理规定，不能降低PV模块的或光电发生器的电压Upv。因此，为了计算右侧搜索5过程中的最小允许的电流，电压Upv必须被视为常数(最坏情况)。后者可以被垂直地投射到最小允许的功率上。这样的交叉点限制搜索电流42处的电流，从具有起始电流32的当前操作点4前进，是右侧搜索5过程中的最小允许的电流，如果预定义的最小功率14不允许被下冲的话。按如下方式来计算它： 

I″searchmin＝Pmin/Upv  (G15) 

其中： 

I″searchmin：＝考虑了所定义的最小功率的最小搜索电流， 

Pmin：＝搜索过程中的最小允许的功率，以及 

Upv：＝当前PV电压。 

考虑到对于搜索过程中的最小搜索电流的另外定义的限制，对于 右侧搜索过程中的所需值，产生下列各项： 

最小搜索电流＝max(I″searchmin，Imin)  (G16) 

最小搜索电流＝max(Pmin/Upv，Imin)  (G17) 

其中： 

I″searchmin：＝考虑了所定义的最小功率的最小搜索电流， 

Imin：＝对于最小电流的另外定义的限制， 

Pmin：＝搜索过程中的最小允许的功率，以及 

Upv：＝当前PV电压。 

上文所提及的最小搜索电流应该理想地被用作对于搜索过程中的电流预定义的极限值，并被表示为限制搜索电流36。在每一步骤中重新计算它。 

对于电流预定义的指定的公式也可以被用作在电压预定义的情况下的结束条件或搜索区域的限制。 

为了确保所定义的最小功率14在左侧搜索6的过程中不被下冲，取决于当前操作点，如果适当的话，还另外限制可搜索的区域。为此目的，如果适当的话，提高搜索过程中的最小允许的电压。 

首先推导电压预定义的情况下的公式，然后，推导电流预定义的情况下的公式。 

下面参考图16示出了对于左侧搜索6的相对应的限制的推导。 

在搜索过程中允许的最小功率14被描绘成恒定功率的曲线。在左侧搜索6过程中，由于物理规定，不能降低PV模块的或光电发生器的电流Ipv。因此，为了计算左侧搜索6过程中的最小允许的电压，电流Ipv必须被视为常数(最坏情况)。当前电流可以被垂直地投射到最小允许的功率上。交叉点限制搜索电压43处的电压，从当前操作点4前进，是左侧搜索过程中的最小允许的电压(限制搜索电压26)，如果预定义的最小功率不允许被下冲的话。按如下方式来计算它： 

U″searchmin＝Pmin/Ipv  (G18) 

其中： 

U″searchmin＝考虑了所定义的最小功率的最小搜索电压， 

Pmin＝搜索过程中的最小允许的功率，以及 

Ipv＝当前PV电流。 

考虑到对于搜索过程中的最小电压的另外定义的限制，对于左侧搜索过程中的所需值，产生下列各项： 

最小搜索电压＝max(U″searchmin，Umin)  (G19) 

最小搜索电压＝max(Pmin/Ipv，Umin)  (G20) 

其中： 

U″searchmin＝考虑了所定义的最小功率的最小搜索电压， 

Umin＝对于最小电压的另外定义的限制， 

Pmin＝搜索过程中的最小允许的功率，以及 

Ipv＝当前PV电流。 

上文所提及的最小搜索电压(限制搜索电压26)应该理想地被用作对于搜索过程中的电压预定义的极限值。在每一步骤中重新计算它。 

对于电压预定义的指定的公式也可以被用作在电流预定义的情况下的结束条件或搜索区域的限制。 

电流预定义(只与左侧搜索的结束准则结合)： 

一般始终打算确保当前功率大于最小功率： 

Upv*Ipv>＝Pmin 

Upv＝当前PV电压 

Ipv：＝当前PV电流 

Pmin：＝搜索过程中的最小允许的功率 

在左侧搜索6过程中，最迟如果下式成立则搜索结束： 

Upv<Pmax/Isearch 

Upv：＝当前PV电压 

Pmax：＝以前查找到的最大功率 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)。 

由此得出，PV电压大于或等于以前查找到的功率除以最大搜索电流： 

Upv>＝Pmax/Isearch 

Upv：＝当前PV电压 

Pmax：＝以前查找到的最大功率 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)。 

因此，PV电压等于以前查找到的功率除以最大PV搜索电流。如果它被插入到第一次提到的公式中，则： 

Pmax/Isearch*Ipv>＝Pmin 

Ipv：＝当前PV电流 

Pmax：＝以前查找到的最大功率 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)，以及 

Pmin：＝搜索过程中的最小允许的功率。 

如果现在的意图是计算取决于当前电流、最小允许的功率以及以前查找到的最大功率的最大允许的搜索电流，于是： 

I″search＝Ipv*Pmax/Pmin  (G21) 

其中： 

Ipv：＝当前PV电流， 

Pmax：＝以前查找到的最大功率， 

I″search：＝考虑了所定义的最大功率的最大搜索电流，以及 

Pmin：＝搜索过程中的最小允许的功率。 

考虑最大搜索电流Isearch，最大搜索电流是： 

最大搜索电流＝min(I″search，Isearch)  (G22) 

最大搜索电流＝min(Ipv*Pmax/Pmin，Isearch)  (G23) 

其中： 

I″search：＝考虑了所定义的最大功率的最大搜索电流， 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)， 

Ipv：＝当前PV电流， 

Pmax：＝以前查找到的最大功率，以及 

Pmin：＝搜索过程中的最小允许的功率。 

上文所提及的最大搜索电流应该理想地被用作对于搜索过程中 的电流预定义(限制搜索电流36)的极限值。然而，它也可以被插入到以前所提及的用于限制搜索区域的结束条件中。在每一步骤中重新计算上文所提及的最大搜索电流。 

对于电流预定义的指定的公式也可以被用作在电压预定义的情况下的结束条件或搜索区域的限制。 

下面将描述相反的方向的搜索的免除。 

如果在搜索过程中查找到更高功率点，那么，如果适当的话，可以免除相反的方向的搜索。 

在右侧搜索的情况下，参考图17推导就是否可以免除相反的方向的搜索的判断。从PV模块或PV发生器的IU特征曲线(实际特征曲线11)中的最大梯度前进，当PV电流Ipv被提高时，PV电压Upv可以最大限度地保持恒定。因此，与最大搜索电流30结合，可以按如下方式来计算左侧搜索过程中的最大可能的功率： 

左侧搜索过程中的最大可能的功率＝Ustart*Isearch 

其中： 

Ustart：＝搜索之前的PV电压(起始电压22)，以及 

Isearch：＝最大搜索电流30。 

如果在右侧搜索5过程中查找到的功率(在查找到的全局最大功率点MPP2处的右侧最大功率15)超出在左侧搜索过程中的可能的左侧最大功率18，那么，可以免除左侧搜索。在此情况下，搜索之前的起始点4可以是全局或局部最大功率点MPP，还可以是IU特征曲线或实际特征曲线11上的任何一点。 

可以免除左侧搜索6这一事实的相对应的条件如下： 

Ustart*Isearch<＝Pmax  (G24) 

其中： 

Ustart：＝搜索之前的PV电压， 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)，以及 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率。 

这里所使用的最大搜索电流30可以类似地通过所连接的光电发 生器的额定功率被相应地降低到额定的搜索电流35。 

图18中示出了电压或电流预定义的情况下的相对应的流程图。 

在此情况下，下列各项成立： 

Ustart：＝搜索之前的PV电压， 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)，以及 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率。 

在步骤301中，搜索开始。在步骤302中，执行初始化Ustart＝Upv。后面是步骤330中的右侧搜索，其中，查找到的最大功率被存为Pmax。 

在比较步骤303中，就是否可以免除进一步左侧的搜索，对条件 

Ustart*Isearch<＝Pmax 

进行检查。倘若为否，则在步骤360中执行左侧搜索。 

如果由于步骤303中的比较可以免除左侧搜索，那么，可以跳过步骤360。在步骤305中，移动到查找到的最大功率点。在步骤306中，结束搜索。 

在左侧搜索的情况下，参考图19推导就是否可以免除相反的方向的搜索的判断。由于IU特征曲线的特征，在右侧搜索过程中，电流Ipv可以最大限度地保持恒定。因此，与最大搜索电压20结合，可以按如下方式来计算右侧搜索过程中的可能的最大功率17： 

右侧搜索过程中的最大可能的功率＝Istart*Usearch 

其中Istart：＝搜索之前的PV电流，以及Usearch：＝最大搜索电压。 

如果在从最大功率12的具有起始电压22的起始点4前进的左侧搜索6过程中，查找到的具有全局最大功率点MPP2的左侧最大功率16超出右侧搜索过程中的可能的右侧最大功率17，那么，可以免除右侧搜索。在此情况下，搜索之前的起始点4可以是全局或局部最大功率点MPP，还可以是IU特征曲线或实际特征曲线11上的任何一点。 

可以免除右侧搜索这一事实的相对应的条件如下： 

Istart*Usearch<＝Pmax  (G25) 

其中： 

Istart：＝搜索之前的PV电流， 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)，以及 

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率。 

这里所使用的最大搜索电压20可以相应地通过所连接的光电发生器的额定功率和/或通过用于确保所定义的最小功率14的搜索区域限制来降低到额定搜索电压25。 

图20中示出了电压或电流预定义的情况下的相对应的流程图。 

在此情况下，下列各项成立： 

Istart＝搜索之前的PV电流， 

Usearch＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)，以及 

Pmax＝在搜索过程中查找到的最大功率。 

在步骤301中开始搜索。在步骤312中，执行初始化Istart＝Ipv。后面是步骤360中的左侧搜索，其中，查找到的最大功率被存为Pmax。在比较步骤304中，就是否可以免除进一步的右侧搜索，对条件 

Istart*Usearch<＝Pmax 

进行检查。倘若情况为否，则在步骤330中执行左侧搜索。 

如果根据步骤304中的比较可以免除右侧搜索，那么，可以跳过步骤330。 

在步骤305中，移动到查找到的最大功率点。 

在步骤306中，结束搜索。 

为了使在更高功率被查找到的情况下相反的方向的搜索的免除的条件生效，需要以正确的搜索方向开始。因此，在开始搜索之前决定正确的搜索方向是有利的。这可以借助于左侧搜索过程中的最大可能的功率18和右侧搜索过程中的最大可能的功率17来实现。如果右侧搜索过程中的最大可能的功率17大于左侧搜索过程中的最大可能的功率18，则以右侧搜索开始是有利的。如果在此情况下查找到更高 的功率点，那么，对于相反的方向的搜索的免除，只需要超出两个功率中的较小者，如图21和23所示。在此情况下，搜索之前的以及在选择搜索方向时的起始点4可以是全局或局部最大功率点MPP，且还可以是IU特征曲线或实际特征曲线11上的任何点。 

图21示出了用于阐明了对带有初始右侧搜索的搜索方向的选择的示例性图解说明。 

搜索区域通过可能的右侧最大功率17来限定。实际特征曲线11具有落在右侧最大功率15的曲线上的全局最大功率点MPP2。具有附图标记18的曲线表示可能的左侧最大功率。起始电压22和起始电流32是根据以前的最大功率12的起始点4产生的；搜索电压20和搜索电流30被指定为最大值。 

要以右侧搜索5开始这一事实的条件是(参见图21)： 

Istart*Usearch>Ustart*Isearch→先进行右侧搜索  (G26) 

其中： 

Istart＝搜索之前的PV电流， 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)， 

Ustart：＝搜索之前的PV电压，以及 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)。 

这里所使用的最大搜索电流30可以类似地通过所连接的光电发生器的额定功率被相应地降低。所使用的最大搜索电压20可以相应地通过连接的光电发生器的额定功率和/或通过用于确保所定义的最小功率14的搜索区域限制来降低。 

图22中示出了电压或电流预定义的情况下的相对应的流程图。 

在此情况下，下列各项成立： 

Istart：＝搜索之前的PV电流， 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)， 

Ustart：＝搜索之前的PV电压，以及 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)。 

在步骤301中开始搜索，然后在步骤322中是Istart＝Ipv和Ustart＝Upv的初始化。在步骤323中，执行比较步骤，就首先遵循哪一个搜索方向作出判断。比较条件是： 

Istart*Usearch>Ustart*Isearch 

如果符合此条件，那么，搜索在步骤330中以右侧搜索开始，接下来是比较步骤303，在该步骤中，利用条件 

Ustart*Isearch<＝Pmax 

就是否在步骤360中继续在左侧进行搜索还是跳过它作出检查。在步骤305中，移动到最大功率点，在步骤306中，结束搜索。 

如果条件 

Istart*Usearch>Ustart*Isearch 

在步骤323中不被符合，那么，在步骤360中，方法首先以左侧搜索开始。在比较步骤304中，利用条件 

Istart*Usearch<＝Pmax 

就是否在步骤330中继续在右侧进行搜索还是跳过它作出检查。在步骤305中，移动到最大功率点，在步骤306中，结束搜索。 

如果在条件(G26)中两个功率大小相等，那么，第一搜索方向不重要。 

所述条件(G26)同样可以被重新规定为以左侧搜索开始的条件： 

Istart*Usearch<Ustart*Isearch→先进行左侧搜索  (G27) 

其中： 

Istart：＝搜索之前的PV电流， 

Usearch：＝最大搜索电压(或最大跟踪电压或最大逆变器PV电压)， 

Ustart：＝搜索之前的PV电压，以及 

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)。 

相对于条件(G26)的差异包括不等号的反向。 

图23示出了用于阐明了对具有初始左侧搜索的搜索方向的选择 的示例性图解说明。 

搜索区域通过可能的左侧的最大功率18来限定。实际特征曲线11具有落在左侧最大功率16的曲线上的全局最大功率点MPP2。具有附图标记17的曲线表示可能的右侧最大功率。起始电压22和起始电流32是根据以前的最大功率12的起始点4产生的；搜索电压20和搜索电流30被指定为最大值。 

这里所使用的最大搜索电流30可以类似地通过所连接的光电发生器的额定功率被相应地降低。所使用的最大搜索电压20可以通过所连接的光电发生器的额定功率和/或通过用于确保所定义的最小功率的搜索区域限制被相应地降低。 

由于条件(G26)在比较步骤323中不被符合(不等号的反向)，图22中包含了在电压或电流预定义的情况下的相对应的流程图。关于这一点，上文已经进行了说明。 

本发明不仅局限于上面所说明的示例性实施例。当然，在本发明请求保护的范围内可以修改它。 

因此，作为示例，根据本发明的方法可以用于搜索更高或最大功率点，以便将现有跟踪方法传输到全局最大功率点MPP，或以便查找跟踪方法的起始点，但是，它本身也可以被用作跟踪方法。本发明不局限于上文所描述的示例性实施例中的一个或多个。相反，对本发明请求保护的范围的纯粹的措词没有限制，用来使用其他手段以另一种方式实现目标的等效内容也在本发明请求保护的范围内。 

具体而言，可以以组合方式不同地、补充地以及以修改的方式来使用描述中的各种结束准则。 

附图标记 

1  最大功率点(MPP) 

2  全局最大功率点MPP 

3  局部最大功率点MPP 

4  起始点 

5  右侧搜索 

6         左侧搜索 

10        额定的特征曲线 

11        实际特征曲线 

12        最大功率 

13        功率范围 

14        最小功率 

15        右侧最大功率 

16        左侧最大功率 

17        右侧可能的最大功率 

18        左侧可能的最大功率 

19        功率损失 

20        最大搜索电压 

21        开路电压 

22        起始电压 

23        右侧结束电压 

24        左侧结束电压 

25        额定搜索电压 

26        限制搜索电压 

30        最大搜索电流 

31        短路电流 

32        起始电流 

33        右侧结束电流 

34        左侧结束电流 

35        额定搜索电流 

36        限制搜索电流 

40，40′  右侧搜索结束点 

41，41′  左侧搜索结束点 

42        交叉点限制搜索电流 

43        交叉点限制搜索电压 

100...500  方法步骤 

I          电流 

D          二极管 

N          功率 

PV         光电发生器 

PV′       电流源 

Ri         内部电阻 

RL         负载 

t          时间 

U          电压 

Claims (16)

1.一种通过利用在光电发生器(PV)的下游连接的设备在功率/电压曲线上的最大限度可搜索的搜索区域内改变搜索电压和搜索电流两个参数中的至少一个参数来确定所述光电发生器的最大功率点(MPP)的方法，包括下列方法步骤：

a)通过利用具有起始电压和起始电流的起始功率来定义起始点(4)，进行初始化，

b)考虑用于限制所述搜索区域的至少两个限制条件，通过在所述搜索区域中重复改变所述搜索电压或所述搜索电流，在至少一个搜索方向(5，6)搜索所述最大功率点(MPP)，其中所述用于限制所述搜索区域的限制条件中的至少一个是利用对已经在所述搜索过程中达到的操作状态中提供的参数的估计而确定的；以及

c)如果在步骤b)中所述用于限制所述搜索区域的至少两个限制条件中的一个被符合，则结束所述搜索。

2.一种通过利用在光电发生器(PV)的下游连接的设备在功率/电压曲线上的最大限度可搜索的搜索区域内改变搜索电压和搜索电流两个参数中的至少一个参数来确定所述光电发生器的最大功率点(MPP)的方法，包括下列方法步骤：

a)通过利用具有起始电压和起始电流的起始功率来定义起始点(4)，进行初始化，

b)考虑用于限制所述搜索区域的至少一个第一限制条件，通过在所述搜索区域中重复改变所述搜索电压或所述搜索电流，在第一搜索方向(5，6)搜索所述最大功率点(MPP)，其中所述用于限制所述搜索区域的所述至少一个第一限制条件是利用对已经在所述搜索过程中达到的操作状态中提供的参数的估计而确定的；

c)如果在步骤b)中所述用于限制所述搜索区域的所述至少一个第一限制条件被符合，则结束在所述第一搜索方向(5，6)的搜索；

d)然后，考虑用于限制所述搜索区域的至少一个第二限制条件，通过所述搜索区域中的所述搜索电压或所述搜索电流的重复的改变，在第二搜索方向(5，6)搜索所述最大功率点(MPP)，其中所述用于限制所述搜索区域的所述至少一个第二限制条件是利用对已经在所述搜索过程中达到的操作状态中提供的参数的估计而确定的；以及

e)如果在步骤d)中所述用于限制所述搜索区域的所述至少一个第二限制条件被符合，则结束在所述第二搜索方向(5，6)的搜索。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述搜索中考虑用于限制搜索区域的两个或更多限制条件。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用于限制搜索区域的至少一个限制条件包括结束条件，所述结束条件表明只要在剩余的搜索区域有功率增加的前景，则维持所述搜索方向。

5.根据权利要求中1或权利要求2所述的方法，其特征在于，当借助于所述起始点(4)定义所述搜索区域时，考虑最大搜索电压(20)和最大搜索电流(30)。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一搜索方向的搜索是作为右侧搜索来执行的。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第二搜索方向的搜索是作为左侧搜索来执行的。

8.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述方法的进展过程中连续地重新检查是否符合所述用于限制所述搜索区域的限制条件中的一个。

9.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用于限制搜索区域的至少一个限制条件包括结束条件，所述结束条件表明在搜索方向被维持的情况下最小功率被下冲。

10.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个限制条件是分别地或组合地考虑下列参数中的一个或多个的结束条件：

Upv：＝当前光电发生器电压，

Ipv：＝当前光电发生器电流，

Ppv：＝当前光电发生器功率，

Pmin：＝搜索过程中的最小允许的功率，

Pmax：＝在搜索过程中查找到的最大功率，以及

Isearch：＝最大搜索电流(或最大逆变器PV电流)，

Usearch：＝最大搜索电压，

Prated：＝连接到要被搜索的串的光电发生器的额定功率，

ki：＝相应的电池类型的因子MPP电流/短路电流。

11.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一搜索方向的最大可能功率高于所述第二搜索方向的最大可能功率。

12.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，存储分别确定的所述最大功率点。

13.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述搜索结束之后，设置具有所述最大的所确定的功率的点。

14.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果符合用于限制所述搜索区域的所述至少一个第一限制条件，则免除所述第二搜索方向的搜索。

15.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一限制条件不同于所述第二限制条件。

16.根据权利要求4所述的方法，其中，所述功率增加超出不同于零的预定义的最小值。