CN104238625B - 最大功率跟踪控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供的一种最大功率跟踪控制方法及装置，采用间隔扰动观测法和恒电压法相结合对最大功率跟踪进行控制，除第一次确定最大功率时是从较小的功率开始寻找最大功率外，其它次均是以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值，也就是在最大功率附近开始寻找最大功率点，从而保证在对光伏阵列进行最大功率跟踪控制时，光伏阵列的输出功率处于最大功率点附近，提高了光伏阵列的功率利用率。

Description

最大功率跟踪控制方法及装置

技术领域

本申请涉及太阳能技术领域，更具体的说，涉及一种最大功率跟踪控制方法及装置。

背景技术

光伏发电技术是新能源领域的一个重要研究方向。由于光伏电池的输出电压和输出电流随着太阳辐照度和电池结温的变化具有强烈的非线性，因此，光伏电池在特定的工作环境下存在着一个唯一的最大功率输出点(MPP)。为了尽可能多的利用太阳能，所有光伏系统都希望光伏阵列工作在最大功率点上，这就在理论上和实践上提出了太阳能光伏阵列的最大功率点跟踪(MaximunPowerPointTracking，MPPT)问题。

目前，最大功率跟踪控制方法大多采用间隔扰动观察法。间隔扰动观察法每隔一段时间从较小的功率开始寻找最大功率点，因此在控制初期会造成较大的功率损失，光伏阵列的功率利用率不高。

因此，如何提高光伏阵列的功率利用率成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种最大功率跟踪控制方法及装置，以提高光伏阵列的功率利用率。

为实现上述目的，本申请提供了如下技术方案：

一种最大功率跟踪控制方法，所述方法包括：

在预定占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定光伏阵列的最大功率值；

确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值；

调整占空比，使得所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出；

判断所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出的时长是否达到第一预设时长；

当所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出的时长达到所述第一预设时长时，以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值，并执行所述确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值的步骤。

上述方法，优选的，所述以第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值包括：

从所述第一占空比开始，向第一占空比变化方向调整占空比，寻找最大功率值；若在占空比超出所述预定占空比范围或者所述光伏阵列的输出电压超出预设的目标电压范围时，还没有找到最大功率值，则从所述第一占空比开始，向第二占空比变化方向调整占空比，寻找最大功率值；

其中，所述第一占空比变化方向和所述第二占空比变化反向相反。

上述方法，优选的，所述预设的目标电压范围为：

0.6V_OCV～0.9V_OCV；其中，V_OCV为所述光伏阵列的开路电压。

上述方法，优选的，当向第二占空比变化方向调整占空比，在占空比超出所述预定占空比范围或者所述光伏阵列的输出电压超出预设的目标电压范围时，还没有找到最大功率值，则确定所述第一电压值对应的功率为最大功率值。

上述方法，优选的，在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，还包括：

判断是否达到预设的控制周期；

当达到预设的控制周期时，返回执行所述在预定占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值的步骤。

上述方法，优选的，所述预设的控制周期依据室外环境温度的变化速率确定。

上述方法，优选的，所述预设的控制周期依据室外环境温度的变化速率确定包括：

在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，确定室外环境温度的变化率；

当所述室外环境温度的变化率大于第一预设阈值时，确定预设的控制周期为第一控制周期；

当所述室外环境温度的变化率小于第二预设阈值时，确定预设的控制周期为第二控制周期；

当所述室外环境温度的变化率大于或等于所述第二预设阈值，且小于或等于所述第一预设阈值时，确定预设的控制周期为第三控制周期；

其中，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值；

所述第一控制周期小于所述第三控制周期，所述第三控制周期小于所述第二控制周期。

上述方法，优选的，当达到预设的控制周期时，还包括：

采集光伏阵列的开路电压。

一种最大功率跟踪控制装置，包括：

第一确定模块，用于在预定的占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定光伏阵列的最大功率值；

第二确定模块，用于确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值；

调整模块，用于调整占空比，使得所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出；

判断模块，用于判断所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出的时长是否达到第一预设时长；

第三确定模块，用于当所述判断模块判断出所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出的时长达到所述第一预设时长时，以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值，并触发所述第二确定模块执行所述确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值的步骤。

上述装置，优选的，所述第三确定模块包括：

寻找单元，用于从所述第一占空比开始，向第一占空比变化方向调整占空比，寻找最大功率值；若在占空比超出所述预定占空比范围或者所述光伏阵列的输出电压超出预设的目标电压范围时，还没有找到最大功率值，则从所述第一占空比开始，向第二占空比变化方向调整占空比，寻找最大功率值；

第一触发单元，用于当所述寻找单元寻找到最大功率值时，触发所述第二确定模块执行所述确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值的步骤；

其中，所述第一占空比变化方向和所述第二占空比变化反向相反。

上述装置，优选的，所述目标电压范围为：

0.6V_OCV～0.9V_OCV；其中，V_OCV为所述光伏阵列的开路电压。

上述装置，优选的，所述第三确定模块还包括：

第四确定单元，用于当所述寻找单元向第二占空比变化方向调整占空比，在占空比超出所述预定占空比范围或者所述光伏阵列的输出电压超出预设的目标电压范围时，还没有找到最大功率值时，确定所述第一电压值对应的功率为最大功率值。

上述装置，优选的，所述第三确定模块还用于，在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，判断是否达到预设的控制周期；

当达到预设的控制周期时，触发所述第一确定模块执行所述在预定占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值的步骤。

上述装置，优选的，所述判断模块包括：

控制周期确定单元，用于依据室外环境温度的变化速率确定预设的控制周期；

判断单元，用于在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，判断是否达到所述控制周期确定单元所确定的预设的控制周期；

第二触发单元，用于当所述判断单元判断出达到预设的控制周期时，触发所述第一确定模块执行所述在预定占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值的步骤。

上述装置，优选的，所述控制周期确定单元包括：

第一确定子单元，用于在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，确定室外环境温度的变化率；

第二确定子单元，用于当所述室外环境温度的变化率大于第一预设阈值时，确定预设的控制周期为第一控制周期；

第三确定子单元，用于当所述室外环境温度的变化率小于第二预设阈值时，确定预设的控制周期为第二控制周期；

第四确定子单元，用于当所述室外环境温度的变化率大于或等于所述第二预设阈值，且小于或等于所述第一预设阈值时，确定预设的控制周期为第三控制周期；

其中，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值；

所述第一控制周期小于所述第三控制周期，所述第三控制周期小于所述第二控制周期。

上述装置，优选的，还包括：

采集模块，用于采集光伏阵列的开路电压；

所述第二触发单元还用于，当达到预设的控制周期时，触发所述采集模块采集光伏阵列的开路电压。

通过以上方案可知，本申请提供的一种最大功率跟踪控制方法及装置，初始控制阶段从较小功率开始寻找最大功率，找到最大功率值后，确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值；控制光伏阵列以当前确定的最大功率对应的第一电压值恒压输出，而当光伏阵列以当前确定的最大功率对应的电压值恒压输出的时长达到第一预设时长时，以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值，并执行所述确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值的步骤。

综上，本申请实施例提供的最大功率跟踪控制方法及装置，采用间隔扰动观测法和恒电压法相结合对最大功率跟踪进行控制，除第一次确定最大功率时是从较小的功率开始寻找最大功率外，其它次均是以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值，也就是在最大功率附近开始寻找最大功率点，从而保证在对光伏阵列进行最大功率跟踪控制时，光伏阵列的输出功率处于最大功率点附近，提高了光伏阵列的功率利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的最大功率跟踪控制方法的一种实现流程图；

图2为光伏阵列的输出功率随占空比变化的示意图；

图3为本申请实施例提供的最大功率跟踪控制装置的一种结构示意图；

图4为本申请实施例提供的第三确定模块的一种结构示意图；

图5为本申请实施例提供的第三确定模块的另一种结构示意图；

图6为本申请实施例提供的判断模块的一种结构示意图；

图7为本申请实施例提供的控制周期确定单元的一种结构示意图；

图8为本申请实施例提供的最大功率跟踪控制装置的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的最大功率跟踪控制方法的一种实现流程图，可以包括：

步骤S11：在预定占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定光伏阵列的最大功率值；

占空比是指最大功率跟踪控制电路中的一个功率器件(如IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)或MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应管))的开通时间，通过控制功率器件的开通时间可以改变光伏阵列的输出功率。也就是说，通过改变占空比，就能改变光伏阵列的输出功率，从而找到最大功率点。

光伏阵列的输出功率随占空比变化的示意图如图2所示，光伏阵列的输出功率随着占空比的增大而增大，当光伏阵列的输出功率达到最大之后，如果占空比再增大，光伏阵列的输出功率就会随之减小。

本申请实施例中，开始进行最大功率跟踪控制时，从预定的最小占空比开始逐渐增大占空比，也就是从较小的功率开始寻找最大的功率。即，本申请实施例中，第一次寻找最大功率点通过传统的间隔扰动观测法从最小的功率点开始寻找最大功率点。

可选的，占空比范围可以为5％～95％。

步骤S12：确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值；

当找到最大功率时，确定该最大功率对应的第一电压值。

步骤S13：调整占空比，使得所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出；

控制光伏阵列以最大功率对应的电压值恒压输出，即调整占空比使光伏阵列的输出电压值等于第一电压值，保证光伏阵列输出最大功率

步骤S14：判断所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出的时长是否达到第一预设时长，如果是，则执行步骤S15；

步骤S15：以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值，返回执行步骤S12。

本申请实施例中，当控制光伏阵列以第一电压值恒压输出第一预设时长后，再次寻找最大功率点，并控制光伏阵列以再次寻找到的最大功率点对应的电压值恒压输出。

再次寻找最大功率点时，是从前一次恒压输出时的第一电压值对应的第一占空比开始调整占空比，以寻找最大功率点，可以保证光伏阵列输出的功率在最大功率附近，从而降低光伏阵列的功率损耗，提高光伏阵列的利用率。

综上，本申请实施例提供的最大功率跟踪控制方法，采用间隔扰动观测法和恒电压法相结合对最大功率跟踪进行控制，除第一次确定最大功率时是从较小的功率开始寻找最大功率外，其它次均是以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值，也就是在最大功率附近开始寻找最大功率点，从而保证在对光伏阵列进行最大功率跟踪控制时，光伏阵列的输出功率处于最大功率点附近，提高了光伏阵列的功率利用率。

上述实施例中，优选的，所述以第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值可以包括：

从所述第一占空比开始，向第一占空比变化方向调整占空比，寻找最大功率值；若在占空比超出所述预定占空比范围或者所述光伏阵列的输出电压超出预设的目标电压范围时，还没有找到最大功率值，则从所述第一占空比开始，向第二占空比变化方向调整占空比，寻找最大功率值；

其中，所述第一占空比变化方向和所述第二占空比变化反向相反。例如，所述第一占空比变化方向可以为占空比增大的方向，则所述第二占空比变化方向可以为占空比减小的方向。或者，所述第一占空比变化方向可以为占空比减小的方向，而所述第二占空比变化方向可以为占空比增大的方向。

具体的，可以从所述第一占空比开始，向占空比增大的方向调整占空比，寻找最大功率值；若占空比增大到预定占空比范围内的最大占空比或者光伏电池的输出电压超出目标电压范围时，还没有找到最大功率值，则从第一占空比开始，向占空比减小的方向调整占空比，寻找最大功率值。

或者，可以从所述第一占空比开始，向占空比减小的方向调整占空比，寻找最大功率值；若占空比减小到预定占空比范围内的最小占空比或者光伏电池的输出电压超出目标电压范围时，还没有找到最大功率值，则从第一占空比开始，向占空比增大的方向扫描最大功率值。

上述实施例中，优选的，所述目标电压范围可以为：

0.6V_OCV～0.9V_OCV；其中，V_OCV为所述光伏阵列的开路电压。光伏阵列的开路电压可以在执行所述在预定占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值的步骤前采集光伏阵列的开路电压。

也就是说，本申请实施例中，目标电压范围的最小值为光伏阵列的开路电压的0.6倍，而目标范围的最大值为光伏阵列的开路电压的0.9倍。

上述实施例中，优选的，当向第二占空比变化方向调整占空比，在占空比超出所述预定占空比范围或者所述光伏阵列的输出电压超出预设的目标电压范围时，还没有找到最大功率值，则确定所述第一电压值对应的功率为最大功率值。

本申请实施例中，当以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比而没有确定最大功率值时，则还以前一次恒压输出的电压值恒压输出，以使光伏阵列工作在前一次寻找到的最大功率点，从而保证光伏阵列工作在最大功率点附近。

可见，本申请实施例中，即使以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，没有确定最大功率值时，也没有从较小功率开始寻找最大功率点，而是将上一次寻找的最大功率值作为光伏阵列的功率输出值。此时光伏阵列虽然没有工作在最大功率点，但是却工作在最大功率点附近。

上述实施例中，优选的，在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，还可以包括：

判断是否达到预设的控制周期；

当达到预设的控制周期时，返回执行所述在预定占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值的步骤。

本申请实施例中，对最大功率跟踪进行周期性控制，在每个控制周期内，除第一次确定最大功率时是从较小的功率开始寻找最大功率外，其它次均是以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值，也就是在最大功率附近开始寻找最大功率点，从而保证在对光伏阵列进行最大功率跟踪控制时，光伏阵列的输出功率处于最大功率点附近，提高了光伏阵列的功率利用率。

上述实施例中，优选的，当判断出达到预设的控制周期时，还可以包括：

采集光伏阵列的开路电压。

从而可以根据当前控制周期采集的光伏阵列的开路电压确定当前周期内的目标电压范围。

当判断出达到一个控制周期时，则对最大功率跟踪控制装置进行重启复位，并重新采样光伏阵列的开路电压。也就是说，本申请实施例中，光伏阵列的开路电压是与当前控制周期内的光照强度、环境温度、光伏电池板串联数量相对应的开路电压，是实时开路电压，使得本申请实施例提供的最大功率跟踪控制方法的通用性强，因此，可以用于对不同的光伏阵列进行最大功率跟踪控制，且光伏阵列的功率利用率较高。

而现有技术中通过恒电压法则进行最大功率跟踪控制时，通过调整占空比让光伏阵列输出的电压维持在固定的电压点上，以保证光伏阵列的最大功率的输出，但因为光伏阵列的开路电压与光照强度、环境温度、光伏电池板串联数量有直接关系，所以，光伏阵列输出的电压维持在固定的电压值不能通用所有的光伏阵列，也就输出不了最大功率，光伏阵列的功率利用率也较低。

上述实施例中，优选的，所述预设的控制周期可以依据室外环境温度的变化速率确定。

上述实施例中，优选的，依据室外环境温度的变化速率确定预设的控制周期可以包括：

在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，确定室外环境温度的变化率；

室外环境温度的变化速率的确定方法可以包括：按预设采集周期采集室外环境温度；当需要确定室外环境温度的变化率时，获取当前时刻之前的预设时长内的环境温度数据，依据所述预设时长内的环境温度数据拟合直线，依据所拟合的直线的斜率即为所述室外环境温度的变化率。具体如何拟合直线属于本领域的公知常识，这里不再赘述。

当所述室外环境温度的变化率大于第一预设阈值时，确定预设的控制周期为第一控制周期；

当所述室外环境温度的变化率小于第二预设阈值时，确定预设的控制周期为第二控制周期；

当所述室外环境温度的变化率大于或等于所述第二预设阈值，且小于或等于所述第一预设阈值时，确定预设的控制周期为第三控制周期；

其中，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值；

所述第一控制周期小于所述第三控制周期，所述第三控制周期小于所述第二控制周期。

与方法实施例相对应，本申请实施例还提供一种最大功率跟踪控制装置，本申请实施例提供的最大功率跟踪控制装置的一种结构示意图如图3所示，可以包括：

第一确定模块31，第二确定模块32，调整模块33，判断模块34和第三确定模块35；其中，

第一确定模块31用于在预定的占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定光伏阵列的最大功率值；

本申请实施例中，开始进行最大功率跟踪控制时，从预定的最小占空比开始逐渐增大占空比，也就是从较小的功率开始寻找最大的功率。即，本申请实施例中，第一次寻找最大功率点通过传统的间隔扰动观测法从最小的功率点开始寻找最大功率点。

第二确定模块32用于确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值；

当找到最大功率时，确定该最大功率对应的第一电压值。

调整模块33用于调整占空比，使得所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出；

控制光伏阵列以最大功率对应的电压值恒压输出，即调整占空比使光伏阵列的输出电压值等于第一电压值，保证光伏阵列输出最大功率。

判断模块34用于判断所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出的时长是否达到第一预设时长；

第三确定模块35用于当所述判断模块34判断出所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出的时长达到所述第一预设时长时，以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值，并触发所述第二确定模块32执行所述确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值的步骤。

本申请实施例中，当控制光伏阵列以第一电压值恒压输出第一预设时长后，再次寻找最大功率点，并控制光伏阵列以再次寻找到的最大功率点对应的电压值恒压输出。

再次寻找最大功率点时，是从前一次恒压输出时的第一电压值对应的第一占空比开始调整占空比，以寻找最大功率点，可以保证光伏阵列输出的功率在最大功率附近，从而降低光伏阵列的功率损耗，提高光伏阵列的利用率。

综上，本申请实施例提供的最大功率跟踪控制装置，采用间隔扰动观测法和恒电压法相结合对最大功率跟踪进行控制，除第一次确定最大功率时是从较小的功率开始寻找最大功率外，其它次均是以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值，也就是在最大功率附近开始寻找最大功率点，从而保证在对光伏阵列进行最大功率跟踪控制时，光伏阵列的输出功率处于最大功率点附近，提高了光伏阵列的功率利用率。

上述实施例中，优选的，所述第三确定模块35的一种结构示意图如图4所示，可以包括：

寻找单元41和第一触发单元42；其中，

寻找单元41用于从所述第一占空比开始，向第一占空比变化方向调整占空比，寻找最大功率值；若在占空比超出所述预定占空比范围或者所述光伏阵列的输出电压超出预设的目标电压范围时，还没有找到最大功率值，则从所述第一占空比开始，向第二占空比变化方向调整占空比，寻找最大功率值；

第一触发单元42用于当所述寻找单元41寻找到最大功率值时，触发所述第二确定模块32执行所述确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值的步骤；

其中，所述第一占空比变化方向和所述第二占空比变化反向相反。

上述实施例中，优选的，所述目标电压范围为：

0.6V_OCV～0.9V_OCV；其中，V_OCV为所述光伏阵列的开路电压。光伏阵列的开路电压可以在执行所述在预定占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值的步骤前采集光伏阵列的开路电压。

也就是说，本申请实施例中，目标电压范围的最小值为光伏阵列的开路电压的0.6倍，而目标范围的最大值为光伏阵列的开路电压的0.9倍。

图4所示实施例中，优选的，所述第三确定模块35的另一种结构示意图如图5所示，还可以包括：

第四确定单元51，用于当所述寻找单元41向第二占空比变化方向调整占空比，在占空比超出所述预定占空比范围或者所述光伏阵列的输出电压超出预设的目标电压范围时，还没有找到最大功率值时，确定所述第一电压值对应的功率为最大功率值。

所述第一触发单元42还用于在所述第四确定单元51确定最大功率值时，触发所述第二确定模块执行所述确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值的步骤。

本申请实施例中，即使以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，没有确定最大功率值时，也没有从较小功率开始寻找最大功率点，而是将上一次寻找的最大功率值作为光伏阵列的功率输出值。此时光伏阵列虽然没有工作在最大功率点，但是却工作在最大功率点附近。

上述实施例中，优选的，所述第三确定模块35还用于，在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，判断是否达到预设的控制周期；

当达到预设的控制周期时，触发所述第一确定模块31执行所述在预定占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值的步骤。

本申请实施例中，对最大功率跟踪进行周期性控制，在每个控制周期内，除第一次确定最大功率时是从较小的功率开始寻找最大功率外，其它次均是以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值，也就是在最大功率附近开始寻找最大功率点，从而保证在对光伏阵列进行最大功率跟踪控制时，光伏阵列的输出功率处于最大功率点附近，提高了光伏阵列的功率利用率。

上述实施例中，优选的，所述判断模块34的一种结构示意图如图6所示，可以包括：

控制周期确定单元61，判断单元62和第二触发单元63；其中，

控制周期确定单元61用于依据室外环境温度的变化速率确定控制周期；

判断单元62用于在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，判断是否达到所述控制周期确定单元61所确定的预设的控制周期；

第二触发单元63用于当所述判断单元62判断出达到预设的控制周期时，触发所述第一确定模块31执行所述在预定占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值的步骤。

上述实施例中，优选的，所述控制周期确定单元61的一种结构示意图如图7所示，可以包括：

第一确定子单元71，第二确定子单元72，第三确定子单元73和第四确定子单元74；其中，

第一确定子单元71用于在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，确定室外环境温度的变化率；

第一确定子单元71可以通过如下步骤确定室外环境温度的变化速率：按预设采集周期采集室外环境温度；当需要确定室外环境温度的变化率时，获取当前时刻之前的预设时长内的环境温度数据，依据所述预设时长内的环境温度数据拟合直线，依据所拟合的直线的斜率即为所述室外环境温度的变化率。具体如何拟合直线属于本领域的公知常识，这里不再赘述。

第二确定子单元72用于当所述室外环境温度的变化率大于第一预设阈值时，确定预设的控制周期为第一控制周期；

第三确定子单元73用于当所述室外环境温度的变化率小于第二预设阈值时，确定预设的控制周期为第二控制周期；

第四确定子单元74用于当所述室外环境温度的变化率大于或等于所述第二预设阈值，且小于或等于所述第一预设阈值时，确定预设的控制周期为第三控制周期；

其中，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值；

所述第一控制周期小于所述第三控制周期，所述第三控制周期小于所述第二控制周期。

在图6所示实施例的基础上，本申请实施例提供的最大功率跟踪控制装置的另一种结构示意图如图8所示，还可以包括：

采集模块81，用于采集光伏阵列的开路电压；

所述第二触发单元63还用于，当达到预设的控制周期时，触发所述采集模块采集光伏阵列的开路电压。

从而可以根据当前控制周期采集的光伏阵列的开路电压确定当前周期内的目标电压范围。

当判断出达到一个控制周期时，则对最大功率跟踪控制装置进行重启复位，并重新采样光伏阵列的开路电压。也就是说，本申请实施例中，光伏阵列的开路电压是与当前控制周期内的光照强度、环境温度、光伏电池板串联数量相对应的开路电压，是实时开路电压，使得本申请实施例提供的最大功率跟踪控制方法的通用性强，因此，可以用于对不同的光伏阵列进行最大功率跟踪控制，且光伏阵列的功率利用率较高。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (16)

1.一种最大功率跟踪控制方法，其特征在于，所述方法包括：

在预定占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定光伏阵列的最大功率值；

确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值；

调整占空比，使得所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出；

判断所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出的时长是否达到第一预设时长；

当所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出的时长达到所述第一预设时长时，以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值，并执行所述确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值包括：

从所述第一占空比开始，向第一占空比变化方向调整占空比，寻找最大功率值；若在占空比超出所述预定占空比范围或者所述光伏阵列的输出电压超出预设的目标电压范围时，还没有找到最大功率值，则从所述第一占空比开始，向第二占空比变化方向调整占空比，寻找最大功率值；

其中，所述第一占空比变化方向和所述第二占空比变化反向相反。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的目标电压范围为：

0.6V_OCV～0.9V_OCV；其中，V_OCV为所述光伏阵列的开路电压。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当向第二占空比变化方向调整占空比，在占空比超出所述预定占空比范围或者所述光伏阵列的输出电压超出预设的目标电压范围时，还没有找到最大功率值，则确定所述第一电压值对应的功率为最大功率值。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，还包括：

判断是否达到预设的控制周期；

当达到预设的控制周期时，返回执行所述在预定占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值的步骤。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设的控制周期依据室外环境温度的变化速率确定。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设的控制周期依据室外环境温度的变化速率确定包括：

在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，确定室外环境温度的变化率；

当所述室外环境温度的变化率大于第一预设阈值时，确定预设的控制周期为第一控制周期；

当所述室外环境温度的变化率小于第二预设阈值时，确定预设的控制周期为第二控制周期；

当所述室外环境温度的变化率大于或等于所述第二预设阈值，且小于或等于所述第一预设阈值时，确定预设的控制周期为第三控制周期；

其中，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值；

所述第一控制周期小于所述第三控制周期，所述第三控制周期小于所述第二控制周期。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当达到预设的控制周期时，还包括：

采集光伏阵列的开路电压。

9.一种最大功率跟踪控制装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于在预定的占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定光伏阵列的最大功率值；

第二确定模块，用于确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值；

调整模块，用于调整占空比，使得所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出；

判断模块，用于判断所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出的时长是否达到第一预设时长；

第三确定模块，用于当所述判断模块判断出所述光伏阵列以所述第一电压值恒压输出的时长达到所述第一预设时长时，以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值，并触发所述第二确定模块执行所述确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值的步骤。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块包括：

寻找单元，用于从所述第一占空比开始，向第一占空比变化方向调整占空比，寻找最大功率值；若在占空比超出所述预定占空比范围或者所述光伏阵列的输出电压超出预设的目标电压范围时，还没有找到最大功率值，则从所述第一占空比开始，向第二占空比变化方向调整占空比，寻找最大功率值；

第一触发单元，用于当所述寻找单元寻找到最大功率值时，触发所述第二确定模块执行所述确定与当前确定的最大功率值对应的第一电压值的步骤；

其中，所述第一占空比变化方向和所述第二占空比变化反向相反。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述目标电压范围为：

0.6V_OCV～0.9V_OCV；其中，V_OCV为所述光伏阵列的开路电压。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块还包括：

第四确定单元，用于当所述寻找单元向第二占空比变化方向调整占空比，在占空比超出所述预定占空比范围或者所述光伏阵列的输出电压超出预设的目标电压范围时，还没有找到最大功率值时，确定所述第一电压值对应的功率为最大功率值。

13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块还用于，在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，判断是否达到预设的控制周期；

当达到预设的控制周期时，触发所述第一确定模块执行所述在预定占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值的步骤。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述判断模块包括：

控制周期确定单元，用于依据室外环境温度的变化速率确定预设的控制周期；

判断单元，用于在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，判断是否达到所述控制周期确定单元所确定的预设的控制周期；

第二触发单元，用于当所述判断单元判断出达到预设的控制周期时，触发所述第一确定模块执行所述在预定占空比范围内，从最小占空比开始逐渐增大占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值的步骤。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述控制周期确定单元包括：

第一确定子单元，用于在以所述第一电压值对应的第一占空比为起始占空比调整占空比，确定所述光伏阵列的最大功率值之后，确定室外环境温度的变化率；

第二确定子单元，用于当所述室外环境温度的变化率大于第一预设阈值时，确定预设的控制周期为第一控制周期；

第三确定子单元，用于当所述室外环境温度的变化率小于第二预设阈值时，确定预设的控制周期为第二控制周期；

第四确定子单元，用于当所述室外环境温度的变化率大于或等于所述第二预设阈值，且小于或等于所述第一预设阈值时，确定预设的控制周期为第三控制周期；

其中，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值；

所述第一控制周期小于所述第三控制周期，所述第三控制周期小于所述第二控制周期。

16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括：

采集模块，用于采集光伏阵列的开路电压；

所述第二触发单元还用于，当达到预设的控制周期时，触发所述采集模块采集光伏阵列的开路电压。