CN107872148A - 一种用于调节功率电路的方法及电功率调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电功率调节装置包括：控制器，其被设置为检测电源的电源特性；以及功率转换器，其被设置为基于由控制器检测到的至少一个电源特性来调整与电源相连的电负载级的电负载特性，使得电源被设置为将最大量的电功率输送到电负载级。还提供了一种用于调节功率电路的方法。

Description

一种用于调节功率电路的方法及电功率调节装置

技术领域

本发明涉及一种用于调节功率电路的方法和电功率调节装置，特别但非排他地涉及一种用于从电源提取最大量的功率的电功率调节器。

背景技术

电子或电气设备通常操作与其连接的合适的能源。常见的能源可包括电网中的电插座、能量收集(energy harvesting)装置、燃料电池和电池。

诸如光伏电池或压电能量收集器的能量收集设备可以在日常生活中方便地使用，以将某些类型的能量转换成用于为电气设备供电的电能。能量收集设备可以被设计成在一个或多个最佳操作条件下操作，以最大化在操作期间的能量收集效率。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于调节功率电路的方法，包括以下步骤：检测电源的电源特性；以及基于所检测到的至少一个电源特性来调整与电源相连的电负载级的电负载特性，使得电源被设置为将最大量的电功率输送到电负载级。

在第一方面的实施例中，电源被设置为当电负载特性与电源特性匹配时向电负载级输送最大量的功率。

在第一方面的实施例中，调整电负载级的电负载特性的步骤包括抵消由电源的源电抗和/或功率电路的电抗响应于由电源输送到电负载级的功率量的变化所引起的影响。

在第一方面的实施例中，电负载级包括双向功率转换器和电负载。

在第一方面的实施例中，双向功率转换器连接在电负载和电源之间。

在第一方面的实施例中，抵消由电源的源电抗和/或功率电路的电抗所引起的影响的步骤包括将电功率的一部分从电源输送到双向功率转换器的中间电压源和/或将补充电功率从中间电压源输送到电负载。

在第一方面的实施例中，中间电压源包括充电电池。

在第一方面的一个实施例中，调整电负载级的电负载特性步骤还包括控制双向功率转换器的开关网络，以便调整输送到中间电压源的电功率和/或从中间电压源输送的补充电功率。

在第一方面的一个实施例中，电源特性和电负载特性分别包括电源和电负载级的电阻性能、电感性能和电容性能中的至少一个。

在第一方面的一个实施例中，检测电源的电源特性步骤包括使用扰动观察法来确定电源的电阻性能、电感性能和电容性能的步骤。

在第一方面的一个实施例中，使用扰动观察法确定电源的电阻性能、电感性能和电容性能的步骤包括将功率电路表示为

的步骤。

在第一方面的一个实施例中，检测电源的电源特性的步骤包括获得电源输出端处的电压值和电流值，以便确定电源的电阻性能、电感性能和电容性能。

在第一方面的一个实施例中，电源包括电能收集设备。

根据本发明的第二方面，提供了一种电功率调节装置，包括被设置为检测电源的电源特性的控制器；以及功率转换器，其被设置为基于由控制器检测到的至少一个电源特性来调整与电源相连的电负载级的电负载特性，使得电源被设置为将最大量的电功率输送到电负载级。

在第二方面的一个实施例中，电源被设置为当电负载特性与电源特性匹配时向电负载级输送最大量的功率。

在第二方面的一个实施例中，电负载级包括功率转换器和电负载，其中功率转换器包括双向功率转换器。

在第二方面的一个实施例中，双向功率转换器连接在电负载和电源之间。

在第二方面的一个实施例中，控制器还被设置为控制双向功率转换器，以抵消由电源的源电抗和/或功率电路的电抗响应于由电源输送到电负载级的电功率量的变化。

在第二方面的一个实施例中，双向功率转换器包括中间电压源，其被设置为从电源接收电功率的一部分和/或将补充电功率输送到电负载，以便抵消由电源的源电抗和/或功率电路的电抗产生的影响。

在第二方面的一个实施例中，中间电压源包括充电电池。

在第二方面的一个实施例中，控制器还被设置为控制双向功率转换器的开关网络，以便抵消由电源的源电抗和/或功率电路的电抗引起的影响。

在第二方面的一个实施例中，电源特性和电负载特性分别包括电源和电负载特性的电阻性能、电感性能和电容性能中的至少一个。

在第二方面的一个实施例中，控制器还被设置为使用扰动观察法来确定电源的电阻性能、电感性能和电容性能。

在第二方面的一个实施例中，控制器还被设置为获得电源输出端处的电压值和电流值，以便确定电源的电阻性能、电感性能和电容性能。

在第二方面的一个实施例中，电源包括电能收集设备。

根据本发明的第三方面，提供了一种电路，其包括根据第二方面的电功率调节装置和被设置为在最大量的功率传输条件下操作的电源。

附图说明

现将通过示例的方式参考附图描述本发明的实施例，其中：

图1a和1b分别表示示例电路的戴维宁等效电路和诺顿等效电路的示意图；

图2a和2b分别表示另一示例电路的戴维宁等效电路和诺顿等效电路的示意图；

图3示出根据本发明的一个实施例的具有电功率调节装置的电路的框图；

图4示出使用有源电路以最大功率传输操作的电路的示意图；

图5示出根据图4电路的修改实施例的示意图；

图6示出利用双向功率转换器实现的图5所示电路的示意图；

图7示出图6所示电路的示意图，其中双向功率转换器以开关网络和电池被构成；

图8示出在替代配置中的图5所示电路的示意图；

图9示出图8所示电路的框图；

图10示出确定L_x和C_x值的操作的流程图；以及，

图11示出在图10的操作中确定Rx的操作的流程图。

具体实施方式

发明人通过他们自己的研究、试验和实验，发现任何线性电网都可以通过戴维宁等效电路或诺顿等效电路来建模。

参考图1a，示出了由理想电压源V_T和串联输出阻抗Z_T组成的戴维宁等效电路。理想电压源可以保持其端处的规定电压，而与流过其电流的大小无关。Z_T由电阻(实部)R_T和电抗(虚部)X_T组成。数学上，Z_T可以表示为

Z_T＝R_T+jX_T (1)

如果X_T>0，Z_T是电感性的。反过来，如果X_T<0，则Z_T是电容性的。

参考图1b，示出了诺顿等效电路包括理想电流源I_N和并联输出导纳Y_N。不管其两端电压的大小，理想电流源可以通过其端处保持规定电流。Y_N包括电导(实部)G_N和电纳(虚部)B_N。数学上，Y_N可以表示为

Y_N＝G_N+j B_N (2)

如果B_N>0，Y_N是电容性的。反过来，如果B_N<0，则Y_N是电感性的。

所示的戴维宁等效电路和诺顿等效电路可以相互转换。它们的参数根据以下关系进行转换：

通常，在特定负载类型和值的情况下，从电压或电流源到负载传输可达致最大功率。负载阻抗Z_L和导纳Y_L必须分别是Z_T和Y_N的复共轭(complex conjugates)。最大功率传输有助于从能源提取最大功率。例如，诸如电磁能量收集器的能源可以由如图1a所示的电路建模。理想电压源V_T表示在跨越磁场移动的线圈中感应的电压，而R_T表示线圈电阻，X_T表示线圈电抗。

在另一示例中，诸如压电能量采集器的能源可以由图1b中所示的电路建模。理想电流源I_N表示由压电材料在机械应力下产生的电荷，而G_N表示压电材料的电导以及B_N表示材料的端处之间电容的电纳。提取最大功率的要求描述如下。

在戴维宁等效电路中，当满足以下三个条件时，发生从电源V_T传输到负载Z_L的最大功率：

1、输出电流i_L与V_T同相位。

2、i_L的波形与V_T的波形相同。

3、i_L的值为i_L＝V_T/2R_T。

最大负载功率P_L，max为

为了满足上述条件，负载Z_L应该是以下形式

Z_L＝R_L+j X_L (6)

其中，R_L＝R_T、X_L＝-X_T。

Z_L是Z_T的复共轭。物理解释是如果Z_T是电感的，则Z_L必须是电容性的。相反，如果Z_T是电容性的，则Z_L必须是电感性的。

参考图2a，示出了更复杂的形式，即Z_T是高阶的，由电阻、电感和电容分量组成。R_T，eq表示等效电阻。L_T，eq表示等效电感，其电抗与工作频率成正比。C_T，_eq表示等效电容，其电抗与工作频率成工作频率成反比。L_T，eq和C_T，eq、X_LT，eq和X_CT，eq的电抗分别为

X_LT，eq＝2πf L_T，eq(7)

为了从电源提取最大功率，负载阻抗的原理对电源阻抗的复共轭仍然适用。参考图2a，可能的方式是使用三个串联连接的分量R_L、L_L和C_L，分别是

R_L＝R_T，eq (9)

X_L，L＝-X_CT，eq (10)

X_L，C＝-X_LT，eq (11)

其中，X_L，L和X_L，C分别是L_L和C_L的电抗。

或者，在诺顿等效电路中，当满足以下三个条件时，发生从电源I_N到负载Y_L的最大功率传输：

1、输出电压v_L与I_N同相位。

2、v_L的波形与I_N的波形相同。

3、v_L的值为v_L＝I_N/2G_N。

最大负载功率P_L，max为

为了满足上述条件，负载Y_L的形式应该为

Y_L＝G_L+j B_L (13)

其中G_L＝G_N、B_L＝-B_N。

而且，Y_L是Y_N的复共轭。物理解释是如果Y_N电感性的，则Y_L必须是电容性的。相反，如果Y_N是电容性的，则Y_L必须是电感性的。

参考图2b，示出了更复杂的形式，其中Y_N是高阶的，由并联的电阻、电感和电容分量。R_N，eq表示等效电阻。L_N，eq表示等效电感，其电纳与工作频率成反比。C_N，eq表示等效电容，其电纳与工作频率成比例。L_N，eq、C_N，eq、B_LN，eq和B_CN，eq的电纳分别为

B_CN，eq＝2πf C_N，eq (15)

而且，为了从电源提取最大功率，负载导纳必须是电源导纳的复共轭。如图2(b)所示，可能的方法之一是使用三个并联的分量R_L、L_L和C_L，分别为

R_L＝R_N，eq (16)

B_L，L＝-B_CN，eq (17)

B_L，C＝-B_LN，eq (18)

其中，L_L和C_L的电纳分别是B_L，L和B_L，C。

优选地，为了执行最大功率传输，负载阻抗应该是戴维宁等效电路中电源的输出阻抗的复共轭，并且负载导纳应该是诺顿等效电路中电源的输出导纳的复共轭。为了满足上述要求，负载电抗必须与频率相关。例如，图1a中最大功率传递下的X_L的值等于X_T的复共轭。如果X_T是电感器L，并且工作频率是f

X_T＝2πf L (19)

基于(6)，X_L＝-X_T＝-2πfL (20)

因此，X_L应该是电容性的。如果对于X_L使用电容器C，可以示出

基于(20)和(21)，C所需的值为

C是L和f的函数。换句话说，如果电源的输出频率是时变的，则不能总是仅使用固定电容器来确保最大功率传输。电容必须随工作频率和源电感而变化。这种要求适用于图1b、2a和2b的示例。因此，这种示例在从电源提取最大功率时给出以下三个注意事项。

首先，负载电抗必须相应地随工作频率变化，以使其等于源电抗的复共轭。如(22)所示，等效分量值实际上是与频率相关的。因此，不可能仅使用固定电容器和/或电感器来保证在宽工作频率上的最大功率传输。

其次，源电抗和电纳，即图1a中的X_T和图1b中的B_N有时是未知的。这是具挑战性的，电路设计者需要确定图1a中的负载电抗X_L和图1b中的负载导纳B_L的适当值，以分别抵消X_T和B_N的影响。

第三，源电阻和电导，即图1a中的R_T和图1b中的G_N有时是未知的。电路设计者需要确定图1a中的负载电阻R_L和图1b中的负载电导G_L的适当值，以分别匹配R_T和G_N。

在不希望受理论束缚的前提下，为了确保最大功率传输，负载阻抗或导纳必须分别是源阻抗或导纳的复共轭。如果电压源的输出阻抗由串联电阻、电感和电容组成，则负载还应具有串联电阻、电感和电容，以便从电压源提取最大功率。更具体地，负载应当具有与输出阻抗的等效电阻相同的电阻。负载的串联电感部分的电抗应与电压源的等效电容的电抗相同。负载应使其串联电容的电抗与电压源的等效电感的电抗相同。

类似地，如果电流源的输出阻抗表现出并联电阻性能、电感性能和电容性能，则负载也应当表现出并联电阻性能、电感性能和电容性能，以便从电流源提取最大功率。更具体地，负载应当具有与电流源的输出导纳的等效电阻相同的电阻部分。负载的电感部分的电纳应与电流源的等效电容的电容相同。负载的电容部分的电纳应与电流源的等效电感的电容相同。

参考图3，示出了电功率调节装置302的示例实施例，其包括：设置为检测电源306的电源特性的控制器304；以及功率转换器308，其被设置为基于由控制器304检测到的至少一个电源特性来调整与电源306相连的电负载级310的电负载特性，使得电源306被设置为将最大量的电功率输送到电负载级310。

在该实施例中，电功率调节装置302可以是电源306和电负载312的电路300的一部分。例如，功率源306可以是AC或DC功率源，优选地包括电能收集设备，例如光伏电池或模块。当电源306产生电功率时，电功率可以被输送到电负载312以给电负载312供电。

优选地，功率转换器308可以实现为连接到电源306的电负载级310的一部分。在某些示例操作中，电负载312可以消耗由电源306供应的不同量的电功率，并且功率转换器308可以将从电源输送的电功率转换为电负载所需的功率。

例如，电源306可以是光伏电池或模块，其可以被设计为提供最大量的电功率，以便使电源306的转换效率最大化。所产生的电功率可以被传递到包括功率转换器308和电负载两者的整个电负载级310。在接收到所产生的电功率时，功率转换器308将接收到的功率转换为电负载312所需的电功率，使得电负载312可以供电给电负载。

例如，功率转换器308可以包括连接在电负载312和电源306之间的双向功率转换器308，使得功率转换器308可以选择性地从电源306接收电功率或者传送辅助电功率。双向功率转换器308的操作将在本发明中稍后的不同示例中解释。

电源和电负载级310可以利用电源特性和电负载特性来操作，其电负载特性包括诸如电阻、电感、电容、阻抗和/或电抗的参数或电性能。优选地，电源306被安排为当电负载级310的电负载特性与如本发明中先前所述的电源306的电源特性匹配时，电负载级310传递最大量的功率。

在一个示例实施例中，由于戴维宁等效电路和诺顿等效电路可以用在(3)和(4)中给出的转换公式相互转换，电路300可以基于具有与输出阻抗串联的电压源的戴维宁等效电路来建模。

还参考图2a，跨越R_T,eq、L_T,eq、和C_T,eq、v_RT,eq、v_LT,eq、和v_CT,eq两端的电压分别为

v_RT，eq＝R_T，eqi_L (23)

v_CT，eq＝C_T，eq∫i_Ld t (25)

在最大功率传输下，跨越R_L、C_L和L_L两端的电压为

v_RL＝v_RT，eq (26)

v_CL＝-v_LT，eq (27)

v_LL＝-v_CT，eq (28)

其中v_RL、v_CL和v_LL分别是R_L、C_L和L_L两端的电压。

上述等式的物理解释是R_L两端的电压与R_T，eq相等，C_L和L_T，eq两端的电压具有相反的值，并且L_L和C_T，eq两端的电压具有相反的值。

参考图4并基于(23)，参考图4并基于(23)，如果使用三个串联连接的电压源v_s，R、v_s，C和v_s，L，则也可以确保最大功率传输。它们的电压由以下公式决定

v_s，R＝R_T，egi_L (29)

v_s，L＝-C_T，eq∫i_Ldt (31)

其可以使用有源电路来实现。

优选地，仅通过感应输出电流i_L，可以导出由电源产生的所需电压。应当注意，v_s，R需要处理有功功率，而v_s，C和v_s，L需要处理无功功率。控制器304可以被设置为检测电源的这些电源特性，使得功率转换器308可以在操作期间调整整个负载级别的电负载特性。例如，功率转换器308可以由控制器304控制，以便调整电负载特性。

在另一示例性实施例中，参考图5，如图4所示的电路中的三个电压源可以被实现为一个单个源v_s，使得

v_s＝v_s，R+v_s，c+v_s，L (32)

优选地，功率转换器308可以包括双向功率转换器，使得电压源可以由双向功率转换器实现。参考图6，双向功率转换器608包括连接到戴维宁等效电路端处的一端，并产生如(32)中所定义的所需电压v_s，并且功率转换器608的另一端连接到电源、负载或它们的组合(612)。在该示例中，控制器604被设置为控制双向功率转换器608，因此双向功率转换器608可以允许将有功功率从电源V_T(606)传送到负载612，并处理无功功率以抵消由源电抗和/或功率电路的总电抗减小功率传递引起的影响，即响应于由电源输送到电负载级的功率量的变化。

参考图7，示出了具有包括作为双向功率转换器708的AC/DC转换器的电功率调节装置702的另一示例实施例。此外，双向功率转换器708还包括中间电压源708B，诸如电池、优选可充电电池。

AC/DC转换器连接到戴维宁等效电路的端处，而转换器的DC侧连接到电池上，诸如可充电电池。负载连接在可充电电池的两端V_batt。控制器704还被设置为控制双向功率转换器708或AC/DC网络的开关网络708S。用于开关网络中的开关S₁～S₄的门信号由脉宽调制器(PWM)生成，该脉宽调制器可以由控制器704控制或在控制器704中实现。在(32)中定义的公式被用作调制器的调制信号。由于AC/DC转换器是双向的，因此转换器可以向电池708B和负载712输送功率，并且产生或吸收必要的无功功率以抵消由电路中的电抗和/或电源706的内在电抗引起的影响。

优选地，中间电压源708B或电池被设置为接收来自电源706的一部分功率和/或将补充电功率输送到电负载712，以便抵消由电路中的电抗和/或电源706的内在电抗引起的影响。从V_T(706)提取的功率可以用于对电池708B充电或向负载712供电。如果所需负载功率高于从V_T提取的功率，则负载712将由V_T和电池708B提供。如果所需负载功率低于从V_T提取的功率，则负载712将由V_T提供。额外功率，即从V_T提取的功率和负载功率之间的差异将用于对电池708B充电。在该配置中，电源706可以操作以提供最大功率，即使当负载712需要较低量的功率来操作时。在一个示例性实施例中，系统可以用作具有电池存储的能量收集系统。

在一些示例实施例中，R_T,eq、L_T,eq和C_T,eq的值是未知的。因此，在生成v_s中使用的参数应该由控制器自动确定。优选地，可以基于由控制器获得的电源输出端处的电压值和电流值来确定电源的这些电阻性能、电感性能和电容性能或参数。

参考图8，控制器804还被设置为感应v_s和i_L的波形，以便确定R_x、L_x和C_x的值。这些参数R_x、L_x和C_x可分别表示R_T,eq、L_T,eq和C_T,eq的值。

优选地，控制器804还被设置为使用扰动观察(perturb-and-observe)法来确定电源806的电阻性能、电感性能和电容性能。参考图9，示出了利用根据本发明的电功率调节装置实现的电路900的实施例框图。扰动观察法包括将功率电路900表示为以下表示：

基于(33)和图9，当L_x≤L_T,eq和C_x≥C_T,eq时系统稳定。当L_x>L_T,eq或C_x<C_T,eq时，i_T振荡。优选地，可以使用扰动观察法来确定和调整L_x、C_x和R_x的值。L_x或C_x的值可以首先被干扰。然后，如果L_x或C_x的值进一步增大或减小，则观察和确定i_L的波形。类似地，R_x的值可以首先被干扰，然后从电源V_T提取的功率可以从v_s和i_L乘积的平均值获得。基于相对于R_x值变化的功率变化的斜率符号，R_x的值将增大或减小。

参考图10，示出了控制器的操作1000的简化流程图。操作开始于步骤1002，其中L_x的值设定为最小值L_x，min，即L_x[0]＝L_x，min，并且C_x的值设定为最大值C_x，max，即C_x[0]＝C_x，max。L_x的值通过在步骤中ΔL_x的值来确定。与此同时，对i_L的波形进行采样和观察。如果在i_L中没有出现振荡或波形不规则，则在步骤1004中，L_x的值将增加，即，

L_x[n+1]＝L_x[n]+ΔL_x (34)

如果i_L出现振荡或波形不规则，则在步骤1006中，L_x的值将被选择为前一步骤中的值。即，

L_x＝L_x[n] (35)

在确定L_x之后，通过使用相同的方法来确定C_x的值。C_x的值通过在ΔC_x的步骤中的改进值来确定。同时，对i_L的波形进行采样和观察。如果i_L没有出现振荡或波形不规则，则在步骤1008中，C_x的值将减小，即，

C_x[m+1]＝C_x[m]-ΔC_x (36)

如果i_T出现振荡或波形不规则，则在步骤1010中，C_x的值将被选择为前一步骤中的值。即，

C_x＝C_x[m] (37)

在步骤1012中继续操作，其中确定R_x的值。

参考图11，通过观察从V_T提取的功率确定R_x的值，并且R_x的值通过在ΔR_x的步骤中的改进值来确定。首先，在步骤1014中，功率P_L通过在一段时间内的v_s和i_L乘积的平均值获得。在步骤1016中，如果P_L随着R_x的增加而增加，则R_x将进一步增加。即，

R_x[j+1]＝R_x[j]+ΔR_x (38)

否则，

R_x[j+1]＝R_x[j]-ΔR_x (39)

如果P_L随着R_x的减小而增加，则R_x将进一步减小。即，

R_x[j+1]＝R_x[j]-ΔR_x (40)

否则，

R_x[j+1]＝R_x[j]+ΔR_x (41)

重复上述过程以确定L_x、C_x和R_x随时间的值。应该注意的是，该原理是基于测试系统的稳定性和最大功率点来确定参数的。允许程序的变化。

这些实施例是有利的，因为有源电路可以用于保持从电源提取最大功率，而与工作频率无关。定位电路的最大功率传输点，不必知道关于源的输出阻抗的内部参数。此外，不需要预先知道源的电阻、电感和电容。

有利地，仅通过感应外部变量来定位最大功率点，而不探测电路内部的内部变量。具体地，仅需要端处电压和电流。

该方法基于使用具有功率转换器的电压源连接到等效电路的输出端处，并且因此功率转换器将产生必要的电压波形以抵消源电抗的电压降并模拟等效于源电阻的电阻器以确保来自电压源的最大功率传输条件。

有利地，电功率调节装置可以从诸如能量收集器的电源处提取真正的最大功率，并且可以应用诸如功率因数校正器用于控制功率流的一般电路。

本领域技术人员应当理解，在不脱离如广泛描述的本发明的精神或范围的情况下，可以对具体实施例中所示的本发明进行多种变化和/或修改。因此，本实施例在所有方面都被认为是说明性的而不是限制性的。

除非另有说明，本发明包含的对现有技术的任何引用不被认为是承认该信息是公知常识。

Claims (26)

1.一种用于调节电功率电路的方法，包括以下步骤：

-检测电源的电源特性；以及

-基于检测到的至少一个所述电源特性来调整与所述电源相连的电负载级的电负载特性，使得电源被设置为将最大量的电功率输送到电负载级。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电源被设置为当所述电负载特性与所述电源特性匹配时向所述电负载级输送最大量的功率。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调整电负载级的电负载特性的步骤包括抵消由所述电源的源电抗和/或所述功率电路的电抗响应于由所述电源输送到所述电负载级的功率量的变化所引起的影响。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电负载级包括双向功率转换器和电负载。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述双向功率转换器连接在所述电负载和所述电源之间。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，抵消由所述电源的源电抗和/或所述功率电路的电抗所引起的影响的步骤包括将电功率的一部分从所述电源输送到所述双向功率转换器的中间电压源和/或将补充电功率从所述中间电压源输送到所述电负载。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述中间电压源包括充电电池。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，调整电负载级的电负载特性的步骤还包括控制所述双向功率转换器的开关网络，5调整输送到所述中间电压源的电功率和/或从所述中间电压源输送的补充电功率。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电源特性和所述电负载特性分别包括所述电源和所述电负载级的电阻性能、电感性能和电容性能中的至少一个。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，检测所述电源的电源特性的步骤包括使用扰动观察法来确定所述电源的电阻性能、电感性能和电容性能的步骤。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，使用扰动观察法来确定所述电源的电阻性能、电感性能和电容性能的步骤包括将所述功率电路表示如下的步骤：

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12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，检测所述电源的电源特性的步骤包括获得在所述电源的输出端的电压值和电流值，以便确定所述电源的电阻性能、电感性能和电容性能。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电源包括电能收集设备。

14.一种电功率调节装置，所述装置包括：

-控制器，所述控制器被设置为检测电源的电源特性；以及

-功率转换器，所述功率转换器被设置为基于由所述控制器检测到的至少一个所述电源特性来调整与所述电源相连的电负载级的电负载特性，使得所述电源被设置为将最大量的电功率输送到电负载级。

15.如权利要求14所述的电功率调节装置，其特征在于，所述电源被设置为当所述电负载特性与所述电源特性匹配时向所述电负载级输送最大量的功率。

16.如权利要求14所述的电功率调节装置，其特征在于，所述电负载级包括所述功率转换器和电负载，其中所述功率转换器包括双向功率转换器。

17.如权利要求16所述的电功率调节装置，其特征在于，所述双向功率转换器连接在所述电负载和所述电源之间。

18.如权利要求16所述的电功率调节装置，其特征在于，所述控制器还被设置为控制所述双向功率转换器，以便抵消由所述电源的源电抗和/或所述功率电路的电抗响应于由所述电源输送到电负载级的功率量的变化所引起的影响。

19.如权利要求18所述的电功率调节装置，其特征在于，所述双向功率转换器包括中间电压源，所述中间电压源被设置为从所述电源接收电功率的一部分和/或将补充电功率输送到所述电负载，以便抵消由所述电源的源电抗和/或所述功率电路的电抗所引起的影响。

20.如权利要求19所述的电功率调节装置，其特征在于，所述中间电压源包括充电电池。

21.如权利要求19所述的电功率调节装置，其特征在于，所述控制器还被设置为控制所述双向功率转换器的开关网络，以便抵消由所述电源的源电抗和/或所述功率电路的电抗所引起的影响。

22.如权利要求14所述的电功率调节装置，其特征在于，所述电源特性和所述电负载特性分别包括所述电源和所述电负载级的电阻性能、电感性能和电容性能中的至少一个。

23.如权利要求22所述的电功率调节装置，其特征在于，所述控制器还被设置为使用扰动观察法来确定所述电源的电阻性能、电感性能和电容性能。

24.如权利要求22所述的电功率调节装置，其特征在于，所述控制器还被设置为获得在所述电源的输出端的电压值和电流值，以便确定所述电源的电阻性能、电感性能和电容性能。

25.如权利要求14所述的电功率调节装置，其特征在于，所述电源包括电能收集设备。

26.一种包括如权利要求14所述的功率调节装置和被设置为在最大功率传输条件下操作的电源的电路。