CN112769395A - 一种太阳能充电设备的功率调节方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能充电设备的功率调节方法，步骤包括：连接受电设备后，检测向所述受电设备供电的当前输出功率；检测到所述当前输出功率低于设定输出功率时，利用逐次比较算法计算出修正输出功率；将所述修正输出功率设置为修改后的设定输出功率，并且调节充电电路的输出电压和输出电流直至所述当前输出功率不低于修改后的设定输出功率。本发明提供了一种太阳能充电设备的功率调节方法、装置及系统，能够快速调节电能的输出功率，从而保证最大充电效率。
Description
技术领域
本发明涉及电源及光伏发电技术领域，尤其是涉及一种太阳能充电设备的功率调节方法、装置及系统。
背景技术
随着能源危机以及石化燃料引起日愈恶化的环境变化，能源问题日益受到人们的重视。为了解决能源问题，人们寄望于清洁能源，而其中太阳能最受关注。现有技术的太阳能发电系统可以利用光伏电池板将光能转化为电能。
但是，现有的太阳能发电系统遇到了太阳光照引发的问题，比如有乌云遮挡照射到光伏电池板的阳光时，光伏电池板的发电功率骤降，会导致发电系统的输出电压过低，且低于电压要求时甚至会导致停止供电；阳光重新照射到光伏电池板的时候，光伏电池板的发电功率剧增，使发电系统的电流激增，又导致供电电流变得非常大。如此情况会造成很多问题，例如，太阳能发电系统只在电压正常的情况下工作，不能适应不同电压的情况实现最大功率输出，一天下来，同等的太阳能输入吸收不了，严重的时候造成30％-50％输入功率的降低；再者，太阳能发电系统电流激增会触发保护功能，导致停止电能输出，必须重启太阳能发电系统才能激活充电功能，长期如此，极大降低太阳能充电设备的充电功率。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种太阳能充电设备的功率调节方法、装置及系统，能够快速调节电能的输出功率，从而保证最大充电效率。所述技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种太阳能充电设备的功率调节方法，步骤包括：
连接受电设备后，检测向所述受电设备供电的当前输出功率；
检测到所述当前输出功率低于设定输出功率时，利用逐次比较算法计算出修正输出功率；
将所述修正输出功率设置为修改后的设定输出功率，并且调节充电电路的输出电压和输出电流直至所述当前输出功率不低于修改后的设定输出功率。
在本发明第一方面的第一种可能的实现方式中，在计算出修正输出功率后，还包括：
基于所述修正输出功率设定输出电压和输出电流，并以所述输出电压和所述输出电流为协议内容，向所述受电设备发出握手消息，以跟所述受电设备协定生成握手协议。
在本发明第一方面的第二种可能的实现方式中，在连接所述受电设备时，还包括：
初始化设置上端功率变量和下端功率变量；
计算所述上端功率变量和所述下端功率变量的中值，得到初始化的设定输出功率。
在本发明第一方面的第三种可能的实现方式中，所述检测到当前输出功率低于设定输出功率时利用逐次比较算法计算出修正输出功率的具体方式为：
判断当前的上端功率变量与下端功率变量之间的差值是否在第一设定范围内，若是，则停止计算修正输出功率，否则将当前的设定输出功率的值赋给所述下端功率变量后，计算所述上端功率变量与所述下端功率变量的中值以作为所述修正输出功率的值，直至所述上端功率变量与所述下端功率变量之间的差值在所述第一设定范围内。
在本发明第一方面的第四种可能的实现方式中，所述检测到当前输出功率低于设定输出功率时利用逐次比较算法计算出修正输出功率，还包括：
检测太阳能板是否过载；
当检测到太阳能板过载且当前的上端功率变量与下端功率变量之间的差值不在所述第一设定范围内时，将当前的设定输出功率的值赋给所述上端功率变量后，计算所述上端功率变量与所述下端功率变量的中值以作为所述修正输出功率的值，直至所述上端功率变量与所述下端功率变量之间的差值在所述第一设定范围内；
当检测到太阳能板过载且当前的上端功率变量与下端功率变量之间的差值在所述第一设定范围内时，将所述下端功率变量置1，将当前的设定输出功率的值赋给所述上端功率变量，计算所述上端功率变量与所述下端功率变量的中值以作为初始化的设定输出功率的值。
在本发明第一方面的第五种可能的实现方式中，当所述当前输出功率约等于所述修改后的设定输出功率时，还包括：
检测当前的输出电压和输出电流，并根据所述输出电压和所述输出电流计算出最新的当前输出功率；
计算所述最新的当前输出功率与上一次检测得到的当前输出功率之间的功率变化差值；
若所述功率变化差值处于预设的第二设定范围内，则计算所述功率变化差值与功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长，其中，在开始执行所述变步长扰动观测算法时，初始化设置功率变化比例因子；
将所述扰动步长与所述最新的当前输出功率进行叠加运算，得到最优的设定输出功率。
在本发明第一方面的第六种可能的实现方式中，所述计算所述功率变化差值与功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长的具体方式为：
若所述功率变化差值大于0.3，则计算所述功率变化差值与功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长；
若所述功率变化差值小于-0.3，则计算所述功率变化差值与负数的功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长。
第二方面，本发明实施例提供了一种太阳能充电设备的功率调节装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的太阳能充电设备的功率调节方法。
第三方面，本发明实施例提供了一种太阳能充电设备的功率调节系统，包括太阳能板、充电电路、受电设备以及主控器；
所述太阳能板通过所述充电电路连接所述受电设备，且所述太阳能板、所述充电电路、所述受电设备均连接所述主控器；
所述主控器用于：
连接受电设备后，检测向所述受电设备供电的当前输出功率；
检测到所述当前输出功率低于设定输出功率时，利用逐次比较算法计算出修正输出功率；
将所述修正输出功率设置为修改后的设定输出功率，并且调节充电电路的输出电压和输出电流直至所述当前输出功率不低于修改后的设定输出功率。
在本发明第三方面的第一种可能的实现方式中，所述主控器还用于：
利用变步长扰动观测算法计算出扰动步长，并将所述扰动步长与调节后的当前输出功率进行叠加运算，得到最优的设定输出功率。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明提供了一种太阳能充电设备的功率调节方法、装置及系统，无论是光伏电池板的发电功率骤降或是光伏电池板的发电功率剧增引发发电系统的输出电压变化、输出电流变化，导致发电系统不能提供最大输出功率，本方案都能检测当前输出功率的变化并通过调节充电电路的输出电压和输出电流以使当前输出功率满足设定输出功率，从而实现了通过调节充电电路改变输出功率；与现有技术方案相比，当光伏电池板的发电效率下降时，本方案通过修改设定输出功率，使已经下降的当前输出功率仍然达到修改下调的设定输出功率，使当前输出功率重新达到发电系统能够提供的最大输出功率，从而保持充电，避免因为突然的光伏发电效率下降导致的充电系统的发电功率在短期内波动而断开充电连接，进而保证太阳能充电设备在长期充电过程的最大充电效率。另外，本方案采用逐次比较算法对输出功率进行宏观调节，以最少次数快速调整到最大值，相比起现有技术方案，调整速度更快，同时有效解决部分设备因反复多次瞬时重启充电模块而导致设备运行不正常的问题。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种太阳能充电设备的功率调节方法的示例性的步骤流程图；
图2是本发明实施例中的一种太阳能充电设备的功率调节方法的采用逐次比较算法的步骤流程图；
图3是本发明实施例中的一种太阳能充电设备的功率调节方法的采用逐次比较算法所取得的效果图；
图4是本发明实施例中的一种太阳能充电设备的功率调节方法的采用逐次比较算法及变步长扰动观测算法的步骤流程图；
图5是本发明实施例中的一种太阳能充电设备的功率调节方法的采用变步长扰动观测算法的步骤流程图；
图6是本发明实施例中的一种太阳能充电设备的功率调节方法的采用变步长扰动观测算法所取得的效果图；
图7是本发明实施例中的一种太阳能充电设备的功率调节系统的架构图。
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作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。
请参见图1，本方案提供一种示例性实施例，一种太阳能充电设备的功率调节方法，步骤包括：
S101、连接受电设备后，检测向所述受电设备供电的当前输出功率；
S102、检测到所述当前输出功率低于设定输出功率时，利用逐次比较算法计算出修正输出功率；
S103、将所述修正输出功率设置为修改后的设定输出功率，并且调节充电电路的输出电压和输出电流直至所述当前输出功率不低于修改后的设定输出功率。
在本实施例中，设定输出功率为Pn，其中n为1、2、3、4...；第一次计算时n为1，下次计算n＝2，以此类推。
在本实施例中，无论是光伏电池板的发电功率骤降或是光伏电池板的发电功率剧增引发发电系统的输出电压变化、输出电流变化，导致发电系统不能提供最大输出功率，本方案都能检测当前输出功率的变化并通过调节充电电路的输出电压和输出电流以使当前输出功率满足设定输出功率，从而实现了通过调节充电电路改变输出功率；与现有技术方案相比，当光伏电池板的发电效率下降时，本方案通过修改设定输出功率，使已经下降的当前输出功率仍然达到修改下调的设定输出功率，使当前输出功率重新达到发电系统能够提供的最大输出功率，从而保持充电，避免因为突然的光伏发电效率下降导致的充电系统的发电功率在短期内波动而断开充电连接，进而保证太阳能充电设备在长期充电过程的最大充电效率。另外，本方案采用逐次比较算法对输出功率进行宏观调节，以最少次数快速调整到最大值，相比起现有技术方案，调整速度更快，同时有效解决部分设备因反复多次瞬时重启充电模块而导致设备运行不正常的问题。
本实施例还提供另一种实施方式，所述太阳能充电设备的功率调节方法，在计算出修正输出功率后，还包括：
基于所述修正输出功率设定输出电压和输出电流，并以所述输出电压和所述输出电流为协议内容，向所述受电设备发出握手消息，以跟所述受电设备协定生成握手协议。
在本实施例中，由于在握手协议中有供电选项(例：5V/3A，9V/2.22A，12/1.67A)，受电设备选择某个供电选项进行充电后，输出电压将会根据负载大小而变化，因此太阳能充电设备自身的输出电压无法控制，算法只能去更改最大电流点间接让功率发送变化，市面上的太阳能充电器是通过算法更改自身电压输出再观测实际输出功率，所以控制对象不一样。
请参见图2和3，本方案提供一种优选的实施例，所述太阳能充电设备的功率调节方法，具体为：
连接受电设备并初始化设置设定输出功率；
根据所述设定输出功率设置充电电路的输出电压和输出电流；
基于所述输出电压和所述输出电流为协议内容，向所述受电设备发出握手消息，以跟所述受电设备协同生成握手协议；
当检测到当前输出功率低于设定输出功率时，利用逐次比较算法计算出修正输出功率；
根据所述修正输出功率调节所述充电电路的输出电压和输出电流；
根据调节后的输出电压和输出电流修改所述握手协议的协议内容，以使所述受电设备按照修改协议内容后的握手协议进行充电。
可以理解的是，对于使用PD快充协议的受电设备，在PD快充协议条件限制下对该受电设备的输出电压电流进行多次固定细微调整的过程中，会导致启动充电后因瞬时变化的输出功率无法满足所述PD快充协议而令受电设备被迫关闭，调整后再重启充电，如此多次反复导致受电设备的其他功能工作不正常甚至重启。因此，本实施例根据逐次比较算法计算出当前输出功率修改初始化设定的输出电压和输出电流，并以修改后的输出电压和输出电流为握手协议的协议内容，重新向使用PD快充协议的受电设备发送所述握手协议。在充电过程中，即使调节输出电压电流也能令输出功率时刻达到所述握手协议的要求，从而使所述使用PD快充协议的受电设备通过所述握手协议持续充电。
在本实施例中，在连接所述受电设备时，还包括：
初始化设置上端功率变量和下端功率变量；
计算所述上端功率变量和所述下端功率变量的中值，得到初始化的设定输出功率。
需要说明的是，太阳能充电设备第一次接入受电设备时，设定输出功率一般默认最大值，导致启动充电就识别出太阳能充电系统的输出功率不足。在现有技术方案中，由于设定输出功率与实际的当前输出功率相差太大，导致充电功能重启的现象；但在本实施例中，通过将初始化的设定输出功率设置成小于最大值，使得设定输出功率与实际的当前输出功率之间的差距保持适当的距离，避免充电功能重启。
在本实施例中，所述检测到当前输出功率低于设定输出功率时利用逐次比较算法计算出修正输出功率，还包括：
判断当前的上端功率变量与下端功率变量之间的差值是否在第一设定范围内，若是，则停止计算修正输出功率，否则将当前的设定输出功率的值赋给所述下端功率变量后，计算所述上端功率变量与所述下端功率变量的中值以作为所述修正输出功率的值，直至所述上端功率变量与所述下端功率变量之间的差值在所述第一设定范围内。
在本实施例中，所述检测到当前输出功率低于设定输出功率时利用逐次比较算法计算出修正输出功率的具体方式为：
检测太阳能板是否过载；可以理解的是，太阳能板的电压也会因太阳能板处于过载状态而被拉低至某个下限值，也可以理解成，太阳能板处于过载状态时，太阳能板将光能转换成电能的输出功率不足，输出电压也过低。
当检测到太阳能板未过载时，判断当前的上端功率变量与下端功率变量之间的差值是否在所述第一设定范围内，若是，则停止计算修正输出功率，否则将当前的设定输出功率的值赋给所述下端功率变量后，计算所述上端功率变量与所述下端功率变量的中值以作为所述修正输出功率的值，直至所述上端功率变量与所述下端功率变量之间的差值在所述第一设定范围内；
当检测到太阳能板过载且当前的上端功率变量与下端功率变量之间的差值不在所述第一设定范围内时，将当前的设定输出功率的值赋给所述上端功率变量后，计算所述上端功率变量与所述下端功率变量的中值以作为所述修正输出功率的值，直至所述上端功率变量与所述下端功率变量之间的差值在所述第一设定范围内；
当检测到太阳能板过载且当前的上端功率变量与下端功率变量之间的差值在所述第一设定范围内时，将所述下端功率变量置1，将当前的设定输出功率的值赋给所述上端功率变量，计算所述上端功率变量与所述下端功率变量的中值以作为初始化的设定输出功率的值。
需要说明的是，本实施例具体的操作如下：
1、判断太阳能板的电压是否因过载被拉低至某个下限值；
2、未过载：判断Pu和Pd差值是否小于4，如果差值过大说明Pn未在Pmax附近，对Pd至进行向上偏移再求Pu和Pd的中值，如果差值小于4说明Pn在Pmax附近退出逐次逼近算法；
3、过载：判断Pu和Pd差值是否小于4，如果差值过大说明Pn未在Pmax附近，对Pu至进行向下偏移再求Pu和Pd的中值，如果差值小于4说明在逐次逼近过程中太阳能输出功率变小，导致最大功率点Pmax不在Pu和Pd之间的极端情况，最大功率点为：0<Pmax<Pn，所以将Pd＝1、Pu＝Pn再进行求Pu和Pd中值。
请参见图4，本方案还提供一种优选的实施例，所述太阳能充电设备的功率调节方法，当所述当前输出功率约等于所述修改后的设定输出功率时，还包括：
利用变步长扰动观测算法计算出扰动步长，并将所述扰动步长与所述当前输出功率进行叠加运算，得到最优的设定输出功率。具体地，扰动后的功率：P＝P’+Ps，其中，P’为利用逐次逼近法修正后的当前输出功率，Ps为功率步长。
请参见图5和6，在本实施例中，所述扰动步长的计算方式是：
检测当前的输出电压和输出电流，并根据所述输出电压和所述输出电流计算出最新的当前输出功率；
计算所述最新的当前输出功率与上一次检测得到的当前输出功率之间的功率变化差值；具体地，计算功率调整前后的功率变化值Pk＝所述最新的当前输出功率Pnew-上一次检测得到的当前输出功率Pold；
若所述功率变化差值处于预设的第二设定范围内，则计算所述功率变化差值与功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长，其中，在开始执行所述变步长扰动观测算法时，初始化设置扰动步长和功率变化比例因子。通常地，将所述扰动步长初始化设置为1，将所述功率变化比例因子初始化设置为0.1。
在本实施例中，所述功率变化差值处于预设的第二设定范围内的所述设定范围具体为：
判断所述功率变化差值Pk的绝对值是否小于0.3，若小于0.3，则视为无变化，不执行所述变步长扰动观测算法，避免功率波动造成功率控制的大浮动抖动现象；
判断所述功率变化差值Pk的绝对值是否大于4，若大于4，说明太阳能最大功率点在调整过程中发送较大的变化，将推出变步长扰动观测法，执行逐次逼近法将当前输出功率定位至Pmax附近；
当所述功率变化差值Pk的绝对值大于0.3且小于4，则对所述扰动步长Ps重新计算。
在本实施例中，所述计算所述功率变化差值与功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长的具体方式为：
若所述功率变化差值大于0.3，则计算所述功率变化差值与功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长；
若所述功率变化差值小于-0.3，则计算所述功率变化差值与负数的功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长。
具体地，|Pk|>0.3且Pk>0说明扰动方向正确，则计算Pk绝对值并计算Ps，Ps＝Pk*a，Ps的值将会根据功率变化值的大小而变化，实现变步长扰动目的，继续向功率增大方向扰动，反之Pk<0则a＝a*-1进行反向，得出的Ps进行反向扰动。
可以理解的是，本实施例通过变步长扰动观测算法在宏观调整的功率基础上进行功率微观补偿，达到最佳功率点。相比现有技术方案，本方案根据最佳功率点进行调节，提高最大功率点定位精度。
本方案还提供一种太阳能充电设备的功率调节装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的太阳能充电设备的功率调节方法。
请参见图7，本方案还提供一种示例性实施例，一种太阳能充电设备的功率调节系统，包括太阳能板、充电电路、受电设备以及主控器；
所述太阳能板通过所述充电电路连接所述受电设备，且所述太阳能板、所述充电电路、所述受电设备均连接所述主控器；
所述主控器用于：
连接受电设备后，检测向所述受电设备供电的当前输出功率；
检测到所述当前输出功率低于设定输出功率时，利用逐次比较算法计算出修正输出功率；
将所述修正输出功率设置为修改后的设定输出功率，并且调节充电电路的输出电压和输出电流直至所述当前输出功率不低于修改后的设定输出功率。
本实施例还提供另一种实施方式，在计算出修正输出功率后，还包括：
基于所述修正输出功率设定输出电压和输出电流，并以所述输出电压和所述输出电流为协议内容，向所述受电设备发出握手消息，以跟所述受电设备协定生成握手协议。
本方案提供一种优选的实施例，所述主控器用于：
连接受电设备并初始化设置设定输出功率；
根据所述设定输出功率设置充电电路的输出电压和输出电流；
基于所述输出电压和所述输出电流为协议内容，向所述受电设备发出握手消息，以跟所述受电设备协同生成握手协议；
当检测到当前输出功率低于设定输出功率时，利用逐次比较算法计算出修正输出功率；
根据所述修正输出功率调节所述充电电路的输出电压和输出电流；
根据调节后的输出电压和输出电流修改所述握手协议的协议内容，以使所述受电设备按照修改协议内容后的握手协议进行充电。
在本实施例中，在连接所述受电设备时，还包括：
初始化设置上端功率变量和下端功率变量；
计算所述上端功率变量和所述下端功率变量的中值，得到初始化的设定输出功率。
在本实施例中，所述检测到当前输出功率低于设定输出功率时利用逐次比较算法计算出修正输出功率，还包括：
判断当前的上端功率变量与下端功率变量之间的差值是否在第一设定范围内，若是，则停止计算修正输出功率，否则将当前的设定输出功率的值赋给所述下端功率变量后，计算所述上端功率变量与所述下端功率变量的中值以作为所述修正输出功率的值，直至所述上端功率变量与所述下端功率变量之间的差值在所述第一设定范围内。
在本实施例中，所述检测到当前输出功率低于设定输出功率时利用逐次比较算法计算出修正输出功率的具体方式为：
检测太阳能板是否过载；可以理解的是，太阳能板的电压也会因太阳能板处于过载状态而被拉低至某个下限值，也可以理解成，太阳能板处于过载状态时，太阳能板将光能转换成电能的输出功率不足，输出电压也过低。
当检测到太阳能板未过载时，判断当前的上端功率变量与下端功率变量之间的差值是否在所述第一设定范围内，若是，则停止计算修正输出功率，否则将当前的设定输出功率的值赋给所述下端功率变量后，计算所述上端功率变量与所述下端功率变量的中值以作为所述修正输出功率的值，直至所述上端功率变量与所述下端功率变量之间的差值在所述第一设定范围内；
当检测到太阳能板过载且当前的上端功率变量与下端功率变量之间的差值不在所述第一设定范围内时，将当前的设定输出功率的值赋给所述上端功率变量后，计算所述上端功率变量与所述下端功率变量的中值以作为所述修正输出功率的值，直至所述上端功率变量与所述下端功率变量之间的差值在所述第一设定范围内；
当检测到太阳能板过载且当前的上端功率变量与下端功率变量之间的差值在所述第一设定范围内时，将所述下端功率变量置1，将当前的设定输出功率的值赋给所述上端功率变量，计算所述上端功率变量与所述下端功率变量的中值以作为初始化的设定输出功率的值。
需要说明的是，本实施例具体的操作如下：
1、判断太阳能板的电压是否因过载被拉低至某个下限值；
2、未过载：判断Pu和Pd差值是否小于4，如果差值过大说明Pn未在Pmax附近，对Pd至进行向上偏移再求Pu和Pd的中值，如果差值小于4说明Pn在Pmax附近退出逐次逼近算法；
3、过载：判断Pu和Pd差值是否小于4，如果差值过大说明Pn未在Pmax附近，对Pu至进行向下偏移再求Pu和Pd的中值，如果差值小于4说明在逐次逼近过程中太阳能输出功率变小，导致最大功率点Pmax不在Pu和Pd之间的极端情况，最大功率点为：0<Pmax<Pn，所以将Pd＝1、Pu＝Pn再进行求Pu和Pd中值。
本方案还提供一种优选的实施例，所述主控器，当所述当前输出功率约等于所述修改后的设定输出功率时，还包括：
利用变步长扰动观测算法计算出扰动步长，并将所述扰动步长与所述当前输出功率进行叠加运算，得到最优的设定输出功率。具体地，扰动后的功率：P＝P’+Ps，其中，P’为利用逐次逼近法修正后的当前输出功率，Ps为功率步长。
在本实施例中，所述扰动步长的计算方式是：
检测当前的输出电压和输出电流，并根据所述输出电压和所述输出电流计算出最新的当前输出功率；
计算所述最新的当前输出功率与上一次检测得到的当前输出功率之间的功率变化差值；具体地，计算功率调整前后的功率变化值Pk＝所述最新的当前输出功率Pnew-上一次检测得到的当前输出功率Pold；
若所述功率变化差值处于预设的第二设定范围内，则计算所述功率变化差值与功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长，其中，在开始执行所述变步长扰动观测算法时，初始化设置扰动步长和功率变化比例因子。通常地，将所述扰动步长初始化设置为1，将所述功率变化比例因子初始化设置为0.1。
在本实施例中，所述功率变化差值处于预设的第二设定范围内的所述设定范围具体为：
判断所述功率变化差值Pk的绝对值是否小于0.3，若小于0.3，则视为无变化，不执行所述变步长扰动观测算法，避免功率波动造成功率控制的大浮动抖动现象；
判断所述功率变化差值Pk的绝对值是否大于4，若大于4，说明太阳能最大功率点在调整过程中发送较大的变化，将推出变步长扰动观测法，执行逐次逼近法将当前输出功率定位至Pmax附近；
当所述功率变化差值Pk的绝对值大于0.3且小于4，则对所述扰动步长Ps重新计算。
在本实施例中，所述计算所述功率变化差值与功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长的具体方式为：
若所述功率变化差值大于0.3，则计算所述功率变化差值与功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长；
若所述功率变化差值小于-0.3，则计算所述功率变化差值与负数的功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长。
具体地，|Pk|>0.3且Pk>0说明扰动方向正确，则计算Pk绝对值并计算Ps，Ps＝Pk*a，Ps的值将会根据功率变化值的大小而变化，实现变步长扰动目的，继续向功率增大方向扰动，反之Pk<0则a＝a*-1进行反向，得出的Ps进行反向扰动。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory,RAM)等。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
本发明提供了一种太阳能充电设备的功率调节方法、装置及系统，本方案可以对使用快充协议的受电设备实现自动检测并与所述受电设备达成握手协议以完成快速充电；特别地，本方案采用逐次比较算法和变步长扰动观测算法对最大功率点进行宏观调节和微观调节，提高响应速度、调节速度，同时更精准地找到最大功率点以实现最大化输出功率，同等的时间可以提高30％-50％的吸收功率，进一步提高充电效率；另外，本方案可以实现自动适应对接，无需人工干预。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种太阳能充电设备的功率调节方法，其特征在于，步骤包括：
连接受电设备后，检测向所述受电设备供电的当前输出功率；
检测到所述当前输出功率低于设定输出功率时，利用逐次比较算法计算出修正输出功率；
将所述修正输出功率设置为修改后的设定输出功率，并且调节充电电路的输出电压和输出电流直至所述当前输出功率不低于修改后的设定输出功率。
2.如权利要求1所述的太阳能充电设备的功率调节方法，其特征在于，在计算出修正输出功率后，还包括：
基于所述修正输出功率设定输出电压和输出电流，并以所述输出电压和所述输出电流为协议内容，向所述受电设备发出握手消息，以跟所述受电设备协定生成握手协议。
3.如权利要求1或2所述的太阳能充电设备的功率调节方法，其特征在于，在连接所述受电设备时，还包括：
初始化设置上端功率变量和下端功率变量；
计算所述上端功率变量和所述下端功率变量的中值，得到初始化的设定输出功率。
4.如权利要求3所述的太阳能充电设备的功率调节方法，其特征在于，所述检测到当前输出功率低于设定输出功率时利用逐次比较算法计算出修正输出功率的具体方式为：
判断当前的上端功率变量与下端功率变量之间的差值是否在第一设定范围内，若是，则停止计算修正输出功率，否则将当前的设定输出功率的值赋给所述下端功率变量后，计算所述上端功率变量与所述下端功率变量的中值以作为所述修正输出功率的值，直至所述上端功率变量与所述下端功率变量之间的差值在所述第一设定范围内。
5.如权利要求4所述的太阳能充电设备的功率调节方法，其特征在于，所述检测到当前输出功率低于设定输出功率时利用逐次比较算法计算出修正输出功率，还包括：
检测太阳能板是否过载；
当检测到太阳能板过载且当前的上端功率变量与下端功率变量之间的差值不在所述第一设定范围内时，将当前的设定输出功率的值赋给所述上端功率变量后，计算所述上端功率变量与所述下端功率变量的中值以作为所述修正输出功率的值，直至所述上端功率变量与所述下端功率变量之间的差值在所述第一设定范围内；
当检测到太阳能板过载且当前的上端功率变量与下端功率变量之间的差值在所述第一设定范围内时，将所述下端功率变量置1，将当前的设定输出功率的值赋给所述上端功率变量，计算所述上端功率变量与所述下端功率变量的中值以作为初始化的设定输出功率的值。
6.如权利要求1或5所述的太阳能充电设备的功率调节方法，其特征在于，当所述当前输出功率约等于所述修改后的设定输出功率时，还包括：
检测当前的输出电压和输出电流，并根据所述输出电压和所述输出电流计算出最新的当前输出功率；
计算所述最新的当前输出功率与上一次检测得到的当前输出功率之间的功率变化差值；
若所述功率变化差值处于预设的第二设定范围内，则计算所述功率变化差值与功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长，其中，在开始执行所述变步长扰动观测算法时，初始化设置功率变化比例因子；
将所述扰动步长与所述最新的当前输出功率进行叠加运算，得到最优的设定输出功率。
7.如权利要求6所述的太阳能充电设备的功率调节方法，其特征在于，所述计算所述功率变化差值与功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长的具体方式为：
若所述功率变化差值大于0.3，则计算所述功率变化差值与功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长；
若所述功率变化差值小于-0.3，则计算所述功率变化差值与负数的功率变化比例因子的乘积以得到扰动步长。
8.一种太阳能充电设备的功率调节装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的太阳能充电设备的功率调节方法。
9.一种太阳能充电设备的功率调节系统，其特征在于，包括太阳能板、充电电路、受电设备以及主控器；
所述太阳能板通过所述充电电路连接所述受电设备，且所述太阳能板、所述充电电路、所述受电设备均连接所述主控器；
所述主控器用于：
连接受电设备后，检测向所述受电设备供电的当前输出功率；
检测到所述当前输出功率低于设定输出功率时，利用逐次比较算法计算出修正输出功率；
将所述修正输出功率设置为修改后的设定输出功率，并且调节充电电路的输出电压和输出电流直至所述当前输出功率不低于修改后的设定输出功率。
10.如权利要求9所述的太阳能充电设备的功率调节系统，其特征在于，所述主控器还用于：
利用变步长扰动观测算法计算出扰动步长，并将所述扰动步长与调节后的当前输出功率进行叠加运算，得到最优的设定输出功率。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114640170A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-06-17 | 深圳市驰普科达科技有限公司 | 户外电源组件、户外电源及其太阳能板控制方法和装置 |
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Denomination of invention: A power regulation method, device and system of solar charging equipment Effective date of registration: 20220406 Granted publication date: 20211221 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Guangzhou Development Zone Branch Pledgor: GUANGZHOU ALLPOWERS ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980003860 |