CN109713714A - 一种最大功率点跟踪方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种最大功率点跟踪方法及设备，以提高光伏发电系统中控制设备的转换效率，减少发电量的损失。所述方法包括：所述控制设备调整所述控制设备的输入电压，所述输入电压为一个或多个所述光伏组件产生并传输到所述控制设备的；判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；其中，所述第一输入功率为所述控制设备的输入电压调整之前所述控制设备的输入功率，所述第二输入功率为所述控制设备的输入电压调整之后所述控制设备的输入功率；若是，增大所述控制设备的输入电压，并返回执行判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；否则，返回执行调整所述控制设备的输入电压。
Description
技术领域
本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种最大功率点跟踪方法及设备。
背景技术
太阳能是一种巨量的可再生能源，每天到达地球表面的辐射能量相当于数亿万桶石油燃烧的能量，开发和利用太阳能对环境的污染较小，甚至不污染环境。光伏(photovoltaic，PV)发电是最常见的一种太阳能利用方式，能够直接将光能转变为电能，具有可靠性高、使用寿命长以及绿色环保等优点。
光伏发电系统中的光伏阵列安装于室外，受到光强以及环境等外界因素的影响，例如光伏阵列中的光伏组件被遮挡，其输出功率是变化的。现有技术通过在光伏阵列中的光伏组件上增加变换器，以及在光伏组件连接的逆变器中采用最大功率点跟踪(maximumpower point tracking，MPPT)方法，即扰动光伏组件的输出电压，比较扰动前后的光伏组件输出功率，当扰动前后光伏组件的输出功率不变时，光伏组件的输出功率即为光伏组件的最大功率点，并维持光伏组件工作在最大功率点，最大限度地提高光伏发电系统的效率。
但是，对于光伏阵列中所有光伏组件均配置变换器的场景，变换器的引入改变了原有光伏组件的输出特性，变换器的输出特性中存在恒功率区间，尽管逆变器采用上述MPPT方法可以控制变换器工作在恒功率区间，此时变换器连接的光伏组件工作在最大功率点，但变换器的输出电压不稳定，即逆变器的输入电压不稳定，当逆变器工作在低电压大电流输入时，变换器和逆变器的转换效率均会降低，进而导致发电量的损失。
发明内容
本申请提供了一种最大功率点跟踪方法及设备，以解决现有技术中光伏发电系统中所有光伏组件均配置变换器的场景下，变换器和逆变器的转换效率较低的问题。
第一方面，本申请提供了一种最大功率点跟踪方法，应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括控制设备以及至少一个光伏组件。所述方法包括：所述控制设备调整所述控制设备的输入电压，所述输入电压为一个或多个所述光伏组件产生并传输到所述控制设备的；判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；其中，所述第一输入功率为所述控制设备的输入电压调整之前所述控制设备的输入功率，所述第二输入功率为所述控制设备的输入电压调整之后所述控制设备的输入功率；当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值小于或等于所述设定值时，增大所述控制设备的输入电压，并返回执行判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，返回执行调整所述控制设备的输入电压。
通过上述方法，所述控制设备调整自身的输入电压，并判断所述控制设备的输入电压调整前后的输入功率是否相等或近似相等，若是，则增大所述控制设备的输入电压，并继续判断所述控制设备的输入电压调整前后的输入功率是否相等或近似相等，否则，继续调整所述控制设备的输入电压，使得所述控制设备工作在最大输入功率点，并且所述控制设备工作在最大输入功率点时，所述控制设备的输入电压较大，进而能够最大限度的提高所述控制设备的转换效率，减少光伏发电系统的发电量损失。
一个可能的实施方式中，当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，所述控制设备可以通过以下方法调整所述控制设备的输入电压：
当所述第一输入功率小于所述第二输入功率时，若所述控制设备调整前的输入电压大于所述控制设备调整后的输入电压，则减小所述控制设备的输入电压；若所述控制设备调整前的输入电压小于所述控制设备调整后的输入电压，则增大所述控制设备的输入电压；或者，
当所述第一输入功率大于所述第二输入功率时，若所述控制设备调整前的输入电压大于所述控制设备调整后的输入电压，则增大所述控制设备的输入电压；若所述控制设备调整前的输入电压小于所述控制设备调整后的输入电压，则减小所述控制设备的输入电压。
一个可能的实施方式中，所述控制设备为逆变器或太阳能充电器。
一个可能的实施方式中，所光伏发电系统还包括至少一个变换器，一个所述变换器与一个所述光伏组件连接，即所述光伏发电系统包括的至少一个光伏组件中的部分或者全部配置有所述变换器，所述变换器用于调整所述变换器连接的光伏组件的输出电压或电流，使得所述变换器连接的光伏组件工作在最大输出功率点，以及在所述控制设备的控制下，调整所述变换器的输出电压或输出电流。
第二方面，本申请提供了另一种最大功率点跟踪方法，应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括控制设备以及至少一个光伏组件。所述方法包括：所述控制设备调整所述控制设备的输入电流，所述输入电流为一个或多个所述光伏组件产生并传输到所述控制设备的；判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；其中，所述第一输入功率为所述控制设备的输入电流调整之前所述控制设备的输入功率，所述第二输入功率为所述控制设备的输入电流调整之后所述控制设备的输入功率；当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值小于或等于所述设定值时，减小所述控制设备的输入电流，并返回执行判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，返回执行调整所述控制设备的输入电流。
通过上述方法，所述控制设备调整自身的输入电流，并判断所述控制设备的输入电流调整前后的输入功率是否相等或近似相等，若是，则增大所述控制设备的输入电流，并继续判断所述控制设备的输入电流调整前后的输入功率是否相等或近似相等，否则，继续调整所述控制设备的输入电流，使得所述控制设备工作在最大输入功率点，并且所述控制设备工作在最大输入功率点时，所述控制设备的输入电流较小，进而能够最大限度的提高所述控制设备的转换效率，减少光伏发电系统的发电量损失。
一种可能的实施方式中，当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，所述控制设备可以通过下方法调整所述控制设备的输入电流：当所述第一输入功率小于所述第二输入功率时，若所述控制设备调整前的输入电流大于所述控制设备调整后的输入电流，则减小所述控制设备的输入电流；若所述控制设备调整前的输入电流小于所述控制设备调整后的输入电流，则增大所述控制设备的输入电流；或者，
当所述第一输入功率大于所述第二输入功率时，若所述控制设备调整前的输入电流大于所述控制设备调整后的输入电流，则增大所述控制设备的输入电流；若所述控制设备调整前的输入电流小于所述控制设备调整后的输入电流，则减小所述控制设备的输入电流。
一种可能的实施方式中，所述控制设备为逆变器或太阳能充电器。
一种可能的实施方式中，所光伏发电系统还包括至少一个变换器，一个所述变换器与一个所述光伏组件连接，所述变换器用于调整所述变换器连接的光伏组件的输出电压或电流，使得所述变换器连接的光伏组件工作在最大输出功率点，以及在所述控制设备的控制下，调整所述变换器的输出电压或输出电流。
第三方面，本申请提供了一种控制设备，所述控制设备具有实现上述第一方面方法实例中控制设备行为的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
一种可能的实施方式中，所述控制设备的结构中包括调整单元和判断单元，这些单元可以执行上述第一方面的方法示例中的相应功能，具体参见方法示例中的详细描述，此处不做赘述。
一种可能的实施方式中，所述控制设备的结构中包括处理器、存储器和功率变换电路，所述处理器被配置为支持所述控制设备执行上述第一方面提供的方法中相应的功能。所述存储器与所述处理器耦合，其保存所述控制设备必要的程序指令和数据。
第四方面，本申请提供了另一种控制设备，所述控制设备具有实现上述第二方面方法实例中控制设备行为的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
一种可能的实施方式中，所述控制设备的结构中包括调整单元和判断单元，这些单元可以执行上述第二方面的方法示例中的相应功能，具体参见方法示例中的详细描述，此处不做赘述。
一种可能的实施方式中，所述控制设备的结构中包括处理器、存储器和功率变换电路，所述处理器被配置为支持所述控制设备执行上述第二方面提供的方法中相应的功能。所述存储器与所述处理器耦合，其保存所述控制设备必要的程序指令和数据。
第五方面，本申请还提供了一种光伏发电系统，所述光伏发电系统包括上述第一方面所述的控制设备以及至少一个光伏组件。
第六方面，本申请还提供了一种光伏发电系统，所述光伏发电系统包括上述第二方面所述的控制设备以及至少一个光伏组件。
第七方面，本申请还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令在被所述计算机调用时，使得所述计算机执行上述第一方面或第二方面中任意一种实施方式提供的方法。
第八方面，本申请还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第二方面中任意一种实施方式所提供的方法。
第九方面，本申请还提供了一种芯片，所述芯片与存储器相连或者所述芯片包括所述存储器，用于读取并执行所述存储器中存储的软件程序，以实现上述第一方面或第二方面中任意一种实施方式所提供的方法。
附图说明
图1为光伏组件未配置变换器的场景下,光伏组件的输出特性示意图；
图2为光伏组件配置变换器的场景下,光伏组件的输出特性示意图；
图3为本申请实施例提供的一种光伏发电系统的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种光伏发电系统的具体结构示意图之一；
图5为本申请实施例提供的一种光伏发电系统的具体结构示意图之二；
图6为本申请实施例提供的一种光伏发电系统的具体结构示意图之三；
图7为本申请实施例提供的一种最大功率点跟踪方法的流程示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种最大功率点跟踪方法的流程示意图；
图9为本申请实施例提供的一种控制设备的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的另一种控制设备的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的一种光伏并网逆变器的结构示意图。
具体实施方式
在光伏发电系统中的所有光伏组件均未配置变换器的场景下，光伏组件的输出特性中不存在恒功率区间，当所有光伏组件均配置变换器时，变换器的输出特性中存在恒功率区间，并且在该恒功率区间内，光伏组件的输出功率均处于最大输出功率。例如，当光伏阵列中的光伏组串包括10个串联的光伏组件，每个光伏组件参数如表1所示：
表1光伏组件的参数
| 参数 | 值 |
| 开路电压Voc | 38.25V |
| 短路电流Isc | 9.95A |
| MPP电压Vmp | 30.6V |
| MPP电流Imp | 8.5A |
| MPP功率Pmp | 260.1W |
所有光伏组件均未配置变换器的场景下,光伏组件的输出特性如图1所示，所有光伏组件均配置变换器的场景下，变换器的输出特性如图2所示，图1中横轴表示光伏组件的输出电压，纵轴表示光伏组件的输出功率，和图2中横轴表示变换器的输出电压，纵轴表示变换器的输出功率，其中，在所有光伏组件均配置变换器的场景中，所有光伏组件连接的变换器为降压变换器，限流输出15A。如图1所示，对于所有光伏组件均未配置变换器的场景，当光伏组件开路时，光伏组件工作在A点，A点的电压为光伏组件的开路电压，当光伏组件短路时，光伏组件工作在D点，光伏组件的最大输出功率为B点。由图2可知，对于所有光伏组件均配置变换器的场景，当光伏组件开路时，变换器工作在A点，A点的电压为光伏组件的开路电压；当变换器的输出电压在A～B区间时，光伏组件工作在非最大输出功率点，变换器工作在直通模式；当变换器的输出电压在B～C区间时，光伏组件工作在最大输出功率点，变换器工作在恒功率模式；当变换器的输出电压在C～D区间时，光伏组件工作在非最大输出功率点，变换器工作在恒流模式；当光伏组件短路时，变换器工作在D点。
现有MPPT方法通常使用扰动观察法(扰动观察法又称爬山法)，是指扰动(调整)光伏组件的输出电压，并计算扰动前后光伏组件的输出功率，将扰动前后的两个输出功率进行比较。若相较于扰动前光伏组件的输出功率，扰动后光伏组件的输出功率增加，则说明该扰动能够提高光伏组件的输出功率，下一次继续向与当前扰动相同的方向扰动光伏组件的输出电压；若相较于扰动前光伏组件的输出功率，扰动后光伏组件输出功率减小，则说明该扰动不利于提高光伏组件的输出功率，下一次向与当前扰动相反的方向扰动光伏组件的输出电压；如果扰动前后光伏组件输出功率不变，则说明光伏组件的输出功率为最大输出功率点，并且稳定工作于该最大输出功率点。由图2可知，对于所有光伏组件均配置变换器的场景，光伏组件工作在最大输出功率点时，光伏组件连接的变换器工作在恒功率模式，变换器的输出电压在恒功率模式对应的输出电压区间内波动时，光伏组件均可以工作在最大输出功率点，当变换器的输出电压为恒功率模式对应的输出电压区间中较小的输出电压(例如图2中的C点)，即光伏组件连接的变换器工作在较小的输出电压，较大的输出电流，逆变器工作在较小的输入电压，较大的输入电流的场景下时，变换器和逆变器的转换效率较低，进而导致光伏发电系统发电量的损失。
为了解决现有技术中存在的上述问题，本申请提供了一种最大功率点追踪方法及设备，其中，本申请实施例所述方法和设备基于同一发明构思，由于所述方法和所述设备解决问题的原理相似，因此所述设备与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。
另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
本申请提供了一种最大功率点追踪方法，应用于光伏发电系统，如图3所示，所述光伏发电系统300包括至少一个光伏组件301和控制设备302。其中，所述光伏组件301是由多个(两个或两个以上)单体太阳能电池串、并联连接和严密封装成的组件，是光伏发电系统中的核心部分，用于将太阳能转化为电能；所述控制设备302，用于调整所述控制设备302的输入电压或输入电流，使得所述控制设备302能够以较高的转换效率对所述光伏组件301产生的电能进行转换，例如将所述光伏组件301产生的电能转换为交流电输入到电网中。具体地，所述控制设备302可以为逆变器或者太阳能充电器等设备。其中，所述控制设备302的输入电压或输入电流为一个或多个所述光伏组件301产生，直接或间接传输到所述控制设备302的。
进一步地，所述至少一个光伏组件301可以通过串联、并联或者混合连接的方式组成一个或者多个光伏子阵列303，所述光伏子阵列303的输出端分别与所述控制设备302连接。需要说明的是，图3中仅以所述至少一个光伏组件301以串联的方式组成多个光伏子阵列为例，并不对本申请构成限定。
进一步地，所述光伏发电系统300还可以包括至少一个变换器304，一个所述变换器304与一个所述光伏组件301连接，用于调整所述变换器304连接的光伏组件301的输出电压或电流，使得所述变换器304连接的光伏组件301工作在最大输出功率，进而可以提高所述变换器304连接的光伏组件301所在的光伏子阵列303的输出功率，进而提高整个光伏发电系统300的发电量；以及在所述控制设备302的控制下，调整所述变换器304的输出电压或输出电流。其中，所述变换器304可以为直流(direct current，DC)/DC变换器，所述变换器304的具体电路拓扑结构可以为升级电路、降压电路或升压电路，可以为隔离结构，也可以为非隔离结构。
也就是说，所述光伏发电系统300可以为所有光伏组件301均不配置所述变换器304的发电系统，例如，如4所示的光伏发电系统，也可以是所有光伏组件301均配置所述变换器304的发电系统，例如，如图5所示的光伏发电系统，还可以是部分所述光伏组件301配置所述变换器304的发电系统，例如，如图6所示的光伏发电系统。其中，图4至图6所示的光伏发电系统中包括多个光伏子阵列303，每个光伏子阵列303由多个光伏组件301串联构成，也称为光伏组串。
如图7所示，本申请提供了一种最大功率点跟踪方法，应用于如图2至图6所示的光伏发电系统300，所述方法由所述光伏发电系统300中的控制设备302执行，具体包括以下步骤：
S701：调整所述控制设备302的输入电压。
其中，所述输入电压为一个或多个所述光伏组件301产生并传输到所述控制设备302的。所述输入电压为一个或多个所述光伏组件301直接或间接输出到所述控制设备302。
所述控制设备302在所述发电系统300的主要进行功率转换，能够控制自身的输出功率，当所述控制设备302的输出功率发生变化时，所述控制设备302的输入功率也会随之发生变化，并且所述控制设备302的输入功率发生变化时，所述控制设备302的输入电压也会发生变化，因此，所述控制设备302可以通过调整自身的输出功率，调整所述控制设备302的输入电压。例如，当所述控制设备302为逆变器时，逆变器可以通过调整用于控制逆变器中开关管的信号的占空比，调整逆变器的输出功率，进而达到调整逆变器的输入电压的目的。
S702：判断所述控制设备302的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值，若是，执行步骤S703，否则，返回执行步骤S701。
其中，所述第一输入功率为所述控制设备的输入电压调整之前所述控制设备的输入功率，所述第二输入功率为所述控制设备的输入电压调整之后所述控制设备的输入功率。所述控制设备302的第一输入功率与第二输入功率的差值为所述第一输入功率与所述第二输入功率之差的绝对值，即ΔP＝|P1-P2|，其中，ΔP为所述第一输入功率与第二输入功率的差值，P1为所述第一输入功率，P2为所述第二输入功率。
所述设定值可以根据所述光伏发电系统300的发电效率要求、控制精度等因素确定，当所述控制设备302的第一输入功率与第二输入功率的差值小于或等于所述设定值时，所述第一输入功率等于或者近似等于所述第二输入功率。
S703：增大所述控制设备302的输入电压，并返回执行步骤S702。
具体实施中，当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，可以通过以下方法调整所述控制设备的输入电压：
i、当所述第一输入功率小于所述第二输入功率时，若所述控制设备302调整前的输入电压大于所述控制设备302调整后的输入电压，说明减小所述控制设备302的输入电压能够提高所述控制设备302的输入功率，则减小所述控制设备的输入电压；若所述控制设备调整前的输入电压小于所述控制设备调整后的输入电压，说明增大所述控制设备302的输入电压能够提高所述控制设备302的输入功率，则增大所述控制设备的输入电压；
ii、当所述第一输入功率大于所述第二输入功率时，若所述控制设备302调整前的输入电压大于所述控制设备302调整后的输入电压，说明减小所述控制设备302的输入电压不利于提高所述控制设备302的输入功率，则增大所述控制设备302的输入电压；若所述控制设备302调整前的输入电压小于所述控制设备302调整后的输入电压，说明增大所述控制设备302的输入电压不利于提高所述控制设备302的输入功率，则减小所述控制设备302的输入电压。
具体地，所述控制设备302调整所述控制设备302的输入电压之前，对所述控制设备302的输入电压和输入电流进行采样，获得所述控制设备302当前的输入电压和输入电流，并根据当前的输入电压和输入电流确定所述控制设备302的输入功率，将所确定的输入功率作为所述第一输入功率，所述控制设备302调整所述控制设备302的输入电压之后，对所述控制设备302的输入电压和输入电流进行采样，获得所述控制设备302当前的输入电压和输入电流，并根据获得的输入电压和输入电流确定所述控制设备302的输入功率，将所确定的输入功率作为所述第二输入功率。当所述控制设备302的第一输入功率与第二输入功率的差值大于设定值时，所述控制设备302需要继续调整所述控制设备302的输入电压，此时，所述控制设备302将所述第一输入功率更新为上一次调整所述控制设备302的输入电压后所述控制设备302的输入功率(即上一次调整所述控制设备302的输入电压后得到的所述第二输入功率)，继续调整所述控制设备302的输入电压，对所述控制设备302的输入电压和输入电流进行采样，获得所述控制设备302当前的输入电压和输入电流，并根据获得的输入电压和输入电流确定所述控制设备302的输入功率，将所确定的输入功率作为所述第二输入功率。
通过上述方法，所述控制设备302调整自身的输入电压，并判断所述控制设备302的输入电压调整前后的输入功率是否相等或近似相等，若是，则增大所述控制设备302的输入电压，并继续判断所述控制设备302的输入电压调整前后的输入功率是否相等或近似相等，否则，继续调整所述控制设备302的输入电压，使得所述控制设备302工作在最大输入功率点，并且所述控制设备302工作在最大输入功率点时，所述控制设备3002的输入电压较大，进而能够最大限度的提高所述控制设备302的转换效率，减少光伏发电系统的发电量损失。
如图8所示，本申请提供了另一种最大功率点跟踪方法，应用于如图2至图6所示的光伏发电系统300，所述方法由所述光伏发电系统300中的控制设备302执行，具体包括以下步骤：
S801：调整所述控制设备302的输入电流。
其中，所述输入电流为一个或多个所述光伏组件301产生并传输到所述控制设备302的。所述输入电流为一个或多个所述光伏组件301直接或间接输出到所述控制设备302。
S802：判断所述控制设备302的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值，若是，则执行步骤S803，否则，返回执行S801。
其中，所述第一输入功率为所述控制设备的输入电流调整之前所述控制设备的输入功率，所述第二输入功率为所述控制设备的输入电流调整之后所述控制设备的输入功率。所述控制设备302的第一输入功率与第二输入功率的差值为所述第一输入功率与所述第二输入功率之差的绝对值，即ΔP＝|P1-P2|，其中，ΔP为所述第一输入功率与第二输入功率的差值，P1为所述第一输入功率，P2为所述第二输入功率。
所述控制设备302在所述发电系统300的主要进行功率转换，能够控制自身的输出功率，当所述控制设备302的输出功率发生变化时，所述控制设备302的输入功率也会随之发生变化，并且所述控制设备302的输入功率发生变化时，所述控制设备302的输入电流也会发生变化，因此，所述控制设备302可以通过调整自身的输出功率，调整所述控制设备302的输入电压。例如，当所述控制设备302为逆变器时，逆变器可以通过调整用于控制逆变器中开关管的信号的占空比，调整逆变器的输出功率，进而达到调整逆变器的输入电流的目的。
所述设定值可以根据所述光伏发电系统300的发电效率要求、控制精度等因素确定，当所述控制设备302的第一输入功率与第二输入功率的差值小于或等于所述设定值时，所述第一输入功率等于或者近似等于所述第二输入功率。
S803：减小所述控制设备的输入电流，并返回执行S802。
具体实施中，当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，所述控制设备302通过以下方法调整所述控制设备302的输入电流：
(1)当所述第一输入功率小于所述第二输入功率时，若所述控制设备302调整前的输入电流大于所述控制设备302调整后的输入电流，说明减小所述控制设备302的输入电流能够提高所述控制设备302的输入功率，则减小所述控制设备302的输入电流；若所述控制设备302调整前的输入电流小于所述控制设备302调整后的输入电流，说明增大所述控制设备302的输入电流能够提高所述控制设备302的输入功率，则增大所述控制设备302的输入电流；或者，
(2)当所述第一输入功率大于所述第二输入功率时，若所述控制设备302调整前的输入电流大于所述控制设备302调整后的输入电流，说明减小所述控制设备302的输入电流不利于提高所述控制设备302的输入功率，则增大所述控制设备302的输入电流；若所述控制设备302调整前的输入电流小于所述控制设备302调整后的输入电流，说明增大所述控制设备302的输入电流不利于提高所述控制设备302的输入功率，则减小所述控制设备302的输入电流。
具体地，所述控制设备302首次调整所述控制设备302的输入电流之前，对所述控制设备302的输入电流和输入电压进行采样，获得所述控制设备302当前的输入电流和输入电压，并根据当前的输入电流和输入电压确定所述控制设备302的输入功率，将所确定的输入功率作为所述第一输入功率，所述控制设备302调整所述控制设备302的输入电流之后，对所述控制设备302的输入电流和输入电压进行采样，获得所述控制设备302当前的输入电流和输入电压，并根据获得的输入电流和输入电压确定所述控制设备302的输入功率，将所确定的输入功率作为所述第二输入功率。当所述控制设备302的第一输入功率与第二输入功率的差值大于设定值时，所述控制设备302需要继续调整所述控制设备302的输入电流，此时，所述控制设备302将所述第一输入功率更新为上一次调整所述控制设备302的输入电流后所述控制设备302的输入功率(即上一次调整所述控制设备302的输入电流后得到的所述第二输入功率)，继续调整所述控制设备302的输入电流，对所述控制设备302的输入电流和输入电压进行采样，获得所述控制设备302当前的输入电流和输入电压，并根据获得的输入电流和输入电压确定所述控制设备302的输入功率，将所确定的输入功率作为所述第二输入功率。
通过上述方法，所述控制设备302调整自身的输入电流，并判断所述控制设备302的输入电流调整前后的输入功率是否相等或近似相等，若是，则减小所述控制设备302的输入电流，并继续判断所述控制设备302的输入电流调整前后的输入功率是否相等或近似相等，否则，继续调整所述控制设备302的输入电流，使得所述控制设备302工作在最大输入功率点，并且所述控制设备302工作在最大输入功率点时，所述控制设备302的输入电流较小，进而能够最大限度的提高所述控制设备302的转换效率，减少光伏发电系统的发电量损失。
基于同一发明构思，本申请还提供了一种控制设备，所述控制设备应用于光伏发电系统所述光伏发电系统包括所述控制设备和至少一个光伏组件。如图9所示，所述控制设备900包括：调整单元901和判断单元902。
一个可能的实施方式中，所述控制设备900用于执行如图7所示的最大功率点跟踪方法，其中，
所述调整单元901，用于调整所述控制设备900的输入电压，所述输入电压为一个或多个所述光伏组件产生并传输到所述控制设备的；
所述判断单元902，用于判断所述控制设备900的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；其中，所述第一输入功率为所述控制设备900的输入电压调整之前所述控制设备900的输入功率，所述第二输入功率为所述控制设备900的输入电压调整之后所述控制设备900的输入功率；
当所述控制设备900的第一输入功率与第二输入功率的差值小于或等于设定值时，所述调整单元901还用于：增大所述控制设备的输入电压，并触发所述判断单元902执行判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；
当所述控制设备900的第一输入功率与第二输入功率的差值大于设定值时，所述判断单元902还用于：触发所述调整单元901执行调整所述控制设备900的输入电压。
可选地，当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，所述调整单元901具体用于：
当所述第一输入功率小于所述第二输入功率时，若所述控制设备900调整前的输入电压大于所述控制设备900调整后的输入电压，则减小所述控制设备900的输入电压；若所述控制设备900调整前的输入电压小于所述控制设备900调整后的输入电压，则增大所述控制设备900的输入电压；或者，
当所述第一输入功率大于所述第二输入功率时，若所述控制设备900调整前的输入电压大于所述控制设备900调整后的输入电压，则增大所述控制设备900的输入电压；若所述控制设备900调整前的输入电压小于所述控制设备900调整后的输入电压，则减小所述控制设备900的输入电压。
另一个可能的实施方式中，所述控制设备900用于执行如图8所示的最大功率点跟踪方法，其中，
所述调整单元901，用于调整所述控制设备900的输入电流，所述输入电流为一个或多个所述光伏组件产生并传输到所述控制设备的；
所述判断单元902，用于判断所述控制设备900的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；其中，所述第一输入功率为所述控制设备900的输入电流调整之前所述控制设备900的输入功率，所述第二输入功率为所述控制设备900的输入电流调整之后所述控制设备900的输入功率；
当所述控制设备900的第一输入功率与第二输入功率的差值小于或等于设定值时，所述调整单元901还用于：减小所述控制设备900的输入电流，并触发所述判断单元902执行判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；
当所述控制设备900的第一输入功率与第二输入功率的差值大于设定值时，所述判断单元902还用于：触发所述调整单元901执行调整所述控制设备900的输入电流。
可选地，当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，所述调整单元901具体用于：
当所述第一输入功率小于所述第二输入功率时，若所述控制设备900调整前的输入电流大于所述控制设备900调整后的输入电流，则减小所述控制设备900的输入电流；若所述控制设备900调整前的输入电流小于所述控制设备900调整后的输入电流，则增大所述控制设备900的输入电流；或者，
当所述第一输入功率大于所述第二输入功率时，若所述控制设备900调整前的输入电流大于所述控制设备900调整后的输入电流，则增大所述控制设备900的输入电流；若所述控制设备900调整前的输入电流小于所述控制设备900调整后的输入电流，则减小所述控制设备900的输入电流。
需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，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。在本申请的实施例中的各功能模块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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)或随机存取存储器(random access memory，RAM)等各种可以存储程序代码的介质。
基于同一发明构思，本申请还提供了一种控制设备，所述控制设备应用于光伏发电系统所述光伏发电系统包括所述控制设备和至少一个光伏组件。如图10所示，所述控制设备1000包括：处理器1001和功率变换电路1002。
其中，所述处理器1001可以是中央处理器(central processing unit，CPU)或微控制单元(microcontroller unit，MCU)。进一步地，所述控制设备1000还可以包括存储器1003，用于存储程序指令，使得所述处理器1001通过调用所述存储器1003中存储的程序指令，以及所述功率变换电路1002，实现如图7或图8所示的最大功率点跟踪方法。所述存储器1003可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-accessmemory，RAM)；存储器1003也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如快闪存储器(flash memory，也称闪存)，硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-statedrive，SSD)；存储器1003还可以包括上述种类的存储器的组合。
一个可能的实施方式中，所述控制设备用于实现上述图7所示的最大功率点跟踪方法，具有如图9所示的控制设备900的功能。其中，
所述处理器1001，用于控制所述功率变换电路1002调整所述控制设备1000的输入电压，所述输入电压为一个或多个所述光伏组件产生并传输到所述控制设备的；
以及，判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；其中，所述第一输入功率为所述控制设备1000的输入电压调整之前所述控制设备1000的输入功率，所述第二输入功率为所述控制设备1000的输入电压调整之后所述控制设备1000的输入功率；当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值小于或等于所述设定值时，控制所述功率变换电路1002增大所述控制设备1000的输入电压，并返回执行判断所述控制设备1000的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，返回执行控制所述功率变换电路1002调整所述控制设备1000的输入电压。
所述功率变换电路1002，用于在所述处理器1001的控制下调整所述控制设备1000的输入电压。
可选地，当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，所述功率变换电路1002调整所述控制设备1000的输入电压，包括：
当所述第一输入功率小于所述第二输入功率时，若所述控制设备1000调整前的输入电压大于所述控制设备1000调整后的输入电压，则减小所述控制设备1000的输入电压；若所述控制设备1000调整前的输入电压小于所述控制设备1000调整后的输入电压，则增大所述控制设备1000的输入电压；或者，
当所述第一输入功率大于所述第二输入功率时，若所述控制设备1000调整前的输入电压大于所述控制设备1000调整后的输入电压，则增大所述控制设备1000的输入电压；若所述控制设备1000调整前的输入电压小于所述控制设备1000调整后的输入电压，则减小所述控制设备1000的输入电压。
一个可能的实施方式中，所述控制设备用于实现上述图8所示的最大功率点跟踪方法，具有如图9所示的控制设备900的功能。其中，
所述处理器1001，用于控制所述功率变换电路1002调整所述控制设备1000的输入电流，所述输入电流为一个或多个所述光伏组件产生并传输到所述控制设备的；
以及，判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；其中，所述第一输入功率为所述控制设备1000的输入电流调整之前所述控制设备1000的输入功率，所述第二输入功率为所述控制设备1000的输入电流调整之后所述控制设备1000的输入功率；当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值小于或等于所述设定值时，控制所述功率变换电路1002减小所述控制设备1000的输入电流，并返回执行判断所述控制设备1000的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，返回执行控制所述功率变换电路1002调整所述控制设备1000的输入电流。
所述功率变换电路1002，用于在所述处理器1001的控制下调整所述控制设备1000的输入电流。
可选地，当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，所述功率变换电路1002调整所述控制设备1000的输入电流，包括：
当所述第一输入功率小于所述第二输入功率时，若所述控制设备1000调整前的输入电流大于所述控制设备1000调整后的输入电流，则减小所述控制设备1000的输入电流；若所述控制设备1000调整前的输入电流小于所述控制设备1000调整后的输入电流，则增大所述控制设备1000的输入电流；或者，
当所述第一输入功率大于所述第二输入功率时，若所述控制设备1000调整前的输入电流大于所述控制设备1000调整后的输入电流，则增大所述控制设备1000的输入电流；若所述控制设备1000调整前的输入电流小于所述控制设备1000调整后的输入电流，则减小所述控制设备1000的输入电流。
下面以所述控制设备1000为光伏并网逆变器为例，对所述控制设备1000的具体结构进行详细说明。如图11所示，所述光伏并网逆变器1100主要包括CPU 1110、升压(boost)DC-DC变换器1120、H桥逆变电路1130、脉宽调制(pulse width modulation，PWM)驱动电路1140、输入信号检测电路1150、输出信号检测电路1160以及电网电压检测电路1170。
其中，所述CPU1110，用于通过所述输入信号检测电路1150、所述输出信号检测电路1160以及所述电网电压检测电路1170获取相应的检测信号，根据获得的检测信号确定所述光伏并网逆变器1100的运行状态，进而根据所述光伏并网逆变器1100的运行状态，通过所述PWM驱动电路1140，控制所述升压DC-DC变换器1120以及所述H桥逆变电路1130。
所述升压DC-DC变换器1120，与光伏组件的输出端之间通过DC-link电容连接，用于在所述CPU 1110的控制下，将从光伏组件获得的电压进行升压处理，并输出到所述H桥逆变电路1130。具体地，所述CPU 1110通过控制所述PWM驱动电路1140输出的脉冲信号的占空比，控制所述升压DC-DC变换器1120中的开关管，控制所述升压DC-DC变换器1120对光伏组件获得的电压进行升压处理。
所述H桥逆变电路1130，用于在所述CPU 1110的控制下，将所述升压DC-DC变换器1120输出的电压转换为交流电压，将转换得到的交流电压输入到电网中。具体地，所述CPU1110通过控制所述PWM驱动电路1140输出的脉冲信号的占空比，控制所述H桥逆变电路1130中的开关管，控制所述H桥逆变电路1130将所述升压DC-DC变换器1120输出的电压转换为交流电压。
所述PWM驱动电路1140，用于在所述CPU 1110的控制下输出相应占空比的脉冲信号，对所述升压DC-DC变换器1120以及所述H桥逆变电路1130进行控制。
所述输入信号检测电路1150，用于检测光伏组件输出的电压和电流，以及所述DC-link电容的电压和所述升压变换器1120中电容的电压，并反馈给所述CPU 1110。
所述输出信号检测电路1160，用于检测所述H桥逆变电路1130输出的电流(电压)，并反馈给所述CPU 1110。
所述电网电压检测电路1170，用于检测电网的电压，并反馈给所述CPU 1100。
进一步地，所述光伏并网逆变器1100还可以包括直流电磁干扰(electromagneticinterference，EMI)滤波器1181、EMI滤波器1181和保护信号检测电路1190。其中，所述直流EMI滤波器1181用于滤除光伏组件的输出信号中的高频干扰信号；所述交流EMI滤波器1181用于滤除所述H桥逆变电路1130的输出信号中的高频干扰信号；所述保护信号检测电路11901用于检测所述光伏并网逆变器1100执行保护动作时输出的保护信号，并反馈给所述CPU 1100。
具体实施中，所述CPU 1110用于实现上述处理器1001的功能，所述PWM驱动电路1140、所述升压DC-DC变换器1120以及所述H桥逆变电路1130用于实现上述功率变换电路1002的功能。其中，所述CPU 1110通过控制所述PWM驱动电路1140输的脉冲信号的占空比，控制所述升压DC-DC变换器1120以及所述H桥逆变电路1130的输出信号，以调整所述光伏并网逆变器1100的输出功率，进而实现对所述光伏并网逆变器1100的输入电压或输入电路的调整；所述CPU 1110通过所述输入信号检测电路1150获得所述光伏并网逆变器1100的输入电压或输入电路调整前的电压、电流，根据获得的电压和电路计算得到所述第一输入功率，通过所述输入信号检测电路1150获得所述光伏并网逆变器1100的输入电压或输入电路调整后的电压、电流，根据获得的电压和电路计算得到所述第二输入功率。
综上所述，本申请提供了一种最大功率点跟踪方法及设备，应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括控制设备和至少一个光伏组件。所述控制设备调整自身的输入信号(输入电压或输入电流)，并判断所述控制设备302调整前后的输入功率是否相等或近似相等，若是，则增大所述控制设备302的输入电压或减小所述控制设备302的输入电流，并继续判断所述控制设备302调整前后的输入功率是否相等或近似相等，否则，继续调整所述控制设备302的输入信号，使得所述控制设备302工作在最大输入功率点，并且所述控制设备302工作在最大输入功率点时，所述控制设备3002的输入电压较大，所述控制设备3002的输入电流较小，进而能够最大限度的提高所述控制设备302的转换效率，减少光伏发电系统的发电量损失。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种最大功率点跟踪方法，应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括控制设备以及至少一个光伏组件，其特征在于，所述方法包括：
所述控制设备调整所述控制设备的输入电压，所述输入电压为一个或多个所述光伏组件产生并传输到所述控制设备的；
判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；其中，所述第一输入功率为所述控制设备的输入电压调整之前所述控制设备的输入功率，所述第二输入功率为所述控制设备的输入电压调整之后所述控制设备的输入功率；
当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值小于或等于所述设定值时，增大所述控制设备的输入电压，并返回执行判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；
当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，返回执行调整所述控制设备的输入电压。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，调整所述控制设备的输入电压，包括：
当所述第一输入功率小于所述第二输入功率时，若所述控制设备调整前的输入电压大于所述控制设备调整后的输入电压，则减小所述控制设备的输入电压；若所述控制设备调整前的输入电压小于所述控制设备调整后的输入电压，则增大所述控制设备的输入电压；或者，
当所述第一输入功率大于所述第二输入功率时，若所述控制设备调整前的输入电压大于所述控制设备调整后的输入电压，则增大所述控制设备的输入电压；若所述控制设备调整前的输入电压小于所述控制设备调整后的输入电压，则减小所述控制设备的输入电压。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制设备为逆变器或太阳能充电器。
4.一种最大功率点跟踪方法，应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括控制设备以及至少一个光伏组件，其特征在于，所述方法包括：
所述控制设备调整所述控制设备的输入电流，所述输入电流为一个或多个所述光伏组件产生并传输到所述控制设备的；
判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；其中，所述第一输入功率为所述控制设备的输入电流调整之前所述控制设备的输入功率，所述第二输入功率为所述控制设备的输入电流调整之后所述控制设备的输入功率；
当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值小于或等于所述设定值时，减小所述控制设备的输入电流，并返回执行判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；
当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，返回执行调整所述控制设备的输入电流。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，调整所述控制设备的输入电流，包括：
当所述第一输入功率小于所述第二输入功率时，若所述控制设备调整前的输入电流大于所述控制设备调整后的输入电流，则减小所述控制设备的输入电流；若所述控制设备调整前的输入电流小于所述控制设备调整后的输入电流，则增大所述控制设备的输入电流；或者，
当所述第一输入功率大于所述第二输入功率时，若所述控制设备调整前的输入电流大于所述控制设备调整后的输入电流，则增大所述控制设备的输入电流；若所述控制设备调整前的输入电流小于所述控制设备调整后的输入电流，则减小所述控制设备的输入电流。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述控制设备为逆变器或太阳能充电器。
7.一种控制设备，应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括所述控制设备以及至少一个光伏组件，其特征在于，所述控制设备包括调整单元和判断单元；
所述调整单元，用于调整所述控制设备的输入电压，所述输入电压为一个或多个所述光伏组件产生并传输到所述控制设备的；
所述判断单元，用于判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；其中，所述第一输入功率为所述控制设备的输入电压调整之前所述控制设备的输入功率，所述第二输入功率为所述控制设备的输入电压调整之后所述控制设备的输入功率；
当所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值小于或等于设定值时，所述调整单元还用于：增大所述控制设备的输入电压，并触发所述判断单元判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；
当所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值大于设定值时，所述判断单元还用于：触发所述调整单元调整所述控制设备的输入电压。
8.如权利要求7所述的控制设备，其特征在于，当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，所述调整单元具体用于：
当所述第一输入功率小于所述第二输入功率时，若所述控制设备调整前的输入电压大于所述控制设备调整后的输入电压，则减小所述控制设备的输入电压；若所述控制设备调整前的输入电压小于所述控制设备调整后的输入电压，则增大所述控制设备的输入电压；或者，
当所述第一输入功率大于所述第二输入功率时，若所述控制设备调整前的输入电压大于所述控制设备调整后的输入电压，则增大所述控制设备的输入电压；若所述控制设备调整前的输入电压小于所述控制设备调整后的输入电压，则减小所述控制设备的输入电压。
9.一种控制设备，应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括所述控制设备以及至少一个光伏组件，其特征在于，所述控制设备包括调整单元和判断单元；
所述调整单元，用于调整所述控制设备的输入电流，所述输入电流为一个或多个所述光伏组件产生并传输到所述控制设备的；
所述判断单元，用于判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；其中，所述第一输入功率为所述控制设备的输入电流调整之前所述控制设备的输入功率，所述第二输入功率为所述控制设备的输入电流调整之后所述控制设备的输入功率；
当所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值小于或等于设定值时，所述调整单元还用于：减小所述控制设备的输入电流，并触发所述判断单元判断所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值是否小于或等于设定值；
当所述控制设备的第一输入功率与第二输入功率的差值大于设定值时，所述判断单元还用于：触发所述调整单元调整所述控制设备的输入电流。
10.如权利要求9所述的控制设备，其特征在于，当所述第一输入功率与所述第二输入功率的差值大于所述设定值时，所述调整单元具体用于：
当所述第一输入功率小于所述第二输入功率时，若所述控制设备调整前的输入电流大于所述控制设备调整后的输入电流，则减小所述控制设备的输入电流；若所述控制设备调整前的输入电流小于所述控制设备调整后的输入电流，则增大所述控制设备的输入电流；或者，
当所述第一输入功率大于所述第二输入功率时，若所述控制设备调整前的输入电流大于所述控制设备调整后的输入电流，则增大所述控制设备的输入电流；若所述控制设备调整前的输入电流小于所述控制设备调整后的输入电流，则减小所述控制设备的输入电流。
11.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被所述计算机调用时用于使所述计算机执行权利要求1-6任一项所述的方法。
12.一种包含指令的计算机程序产品，其特征在于，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求1-6任一项所述的方法。
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