專利名稱：用于監(jiān)控太陽能量源的最大功率點的電路和方法以及裝有所述電路的太陽能發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的主要應(yīng)用領(lǐng)域為針對電子裝置設(shè)計的產(chǎn)業(yè)，且更具體來說，光伏太陽能電 力系統(tǒng)的部門。
本發(fā)明的一個目標為準許能量源以持久方式在其最大功率點(PMP)處工作(只要 用戶要求此條件)，且不會引起其所供應(yīng)電壓的任何間斷。
同樣，本發(fā)明的目標為提供一種具有高性能的用于太陽能發(fā)電機的功率控制電路， 所述功率控制電路連續(xù)地快速確定所述最大功率點(PMP)。
背景技術(shù)：
太陽能發(fā)電機(例如，包含光伏面板的太陽能發(fā)電機)目前廣泛用于太空電力系統(tǒng) (空間站、人造衛(wèi)星、探測器和其它航天器)和陸地電力系統(tǒng)(具有可更新能源系統(tǒng)的 建筑物等等)中，此歸因于其獨立于任何配電網(wǎng)，具有以自主方式將能量供應(yīng)給固定和 移動設(shè)備的有利能力，
在談及太陽能時，可在也應(yīng)用太陽能輻射的其它種類的系統(tǒng)中區(qū)別除了用于為光伏 效應(yīng)而發(fā)電的光伏面板外借助于太陽能收集器使用太陽輻射通過溫室效應(yīng)產(chǎn)生熱水以 供家用或商用的熱太陽能，其它種類的系統(tǒng)為熱電系統(tǒng)，釆用來自由太陽加熱的流體 的常規(guī)熱力循環(huán)而產(chǎn)生電力；被動式系統(tǒng)，其使用太陽的熱量而無需中間機構(gòu)；和混合 式系統(tǒng)，其將太陽能與生物燃料或化石燃料的燃燒進行組合。
這些能量源的特征為特性曲線到達某單個電壓值的最大值的功率，所述最大值在此 項技術(shù)中被稱作最大功率點(PMP)。在電力系統(tǒng)的設(shè)計者為減少質(zhì)量和成本的明顯原 因而試圖使太陽能電池面板在PMP處工作時，問題出現(xiàn)了。迄今所知的此類型的大多 數(shù)電力系統(tǒng)現(xiàn)在通過在負責(zé)管理此能量源或功率調(diào)節(jié)單元的單元的控制回路中實施跟 蹤算法(被稱作MPPT (最大功率點跟蹤))來實現(xiàn)那個目標。
MPPT功率調(diào)整方法準許光伏面板、模塊或集熱器供應(yīng)用電子學(xué)方法改變其操作點 的所有可用功率。執(zhí)行MPPT的益處比常規(guī)功率控制器要明顯，在常規(guī)功率控制器中，面板直接連接到用戶充電網(wǎng)絡(luò)(例如，對電池組充電)，迫使其接著在電池組自身的電 壓電平下操作，所述電壓電平通常不對應(yīng)于光伏面板的給出最大功率的理想電壓。另外， MPPT跟蹤可與典型機械控制結(jié)合使用，其中面板自動地移動以優(yōu)化其朝向太陽的瞄準。 但為了使太陽能面板以持久方式在其PMP處工作(如果此條件被用戶接受)，現(xiàn)今 申請者僅知道由發(fā)明者公布的存在于且揭示于法國專利FR2844890中的技術(shù)。 FR28448卯所涵蓋的功率調(diào)節(jié)單元產(chǎn)生對應(yīng)于瞬時電壓與PMP電壓值之間的差異的控 制信號，所述差異充當所述調(diào)節(jié)單元的參考。缺點為不可能不影響供應(yīng)給用戶的電壓的 連續(xù)性。原因在于根據(jù)FR28448卯中所解釋的方法進行的對所述參考電壓的計算先前要 求確定對由電流-電壓曲線表示的特性功率方程式的解，以便獲得新的PMP，即，存在 對應(yīng)于最大功率的電壓值及電流。此為缺點，因為單元或功率電路且因此并入有其的太 陽能發(fā)電機要求中斷電源電壓，這是因為在PMP控制中其使用某算法，所述算法需要 太陽能面板電特性的正好四個點的測量值，和發(fā)電機功率調(diào)整的性能和速度的所致?lián)p 失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明意欲應(yīng)用于功率的控制和調(diào)節(jié)， 一般來說，用于電特性具有單個最大功率點 (PMP)的太陽能量源，且尤其涉及一種方法和在其中實施所述方法的電路，所述方法 在前述不同方面中的每一個方面中解決先前所述問題，構(gòu)成與先前系統(tǒng)相比經(jīng)改進的 PMP的計算的替代方案。
具體來說，本發(fā)明的方法和電路與FR2844890中所陳述的解決方案相比呈現(xiàn)出重要 優(yōu)點，所述解決方案基于基礎(chǔ)方面以便確定所述PMP且是計算所必需的所述源的實際 電特性的點數(shù)目，所述源優(yōu)選為光伏面板或太陽能面板分組。不像FR2844890中所要求 的，此處不需要具有固定數(shù)目的電特性點和等于四個測量點，而是在本發(fā)明中，在單個 測量點位于"舊"PMP和"新"PMP之間的最好情況下需要較少的點以便計算新的PMP， 即，對應(yīng)于功率函數(shù)最大值的經(jīng)更新電壓坐標和瞬時電流。
此導(dǎo)致更快的方法，以及具有較好性能的功率控制電路和因此連接到其的太陽能發(fā) 電機的產(chǎn)生。從用戶的觀點來看，所述電路像離散時間伺服系統(tǒng)般運行，充當在僅兩次 取樣結(jié)束時發(fā)現(xiàn)其新的PMP的典型功率調(diào)整器，在新PMP方向上無振動的情況下總是 滿足當前PMP電壓而無不穩(wěn)定性。
本發(fā)明的一個方面接著涉及用于控制功率函數(shù)P = vi的最大值方法，其中變量v為 瞬時電壓，且變量i為發(fā)電機或太陽源的電流，所述發(fā)電機或太陽源借助于功率調(diào)節(jié)單元而連接到用戶負載網(wǎng)絡(luò)。因此，所謂的最大功率點(PMP)由電壓和電流坐標(Vpmp， Ipmp)界定，其為負責(zé)從所述源的電特性的單個測量點進行確定的方法。此方法以連續(xù) 方式或以取樣模式將對應(yīng)于電壓V，p的電流值的參考信號傳遞給功率調(diào)節(jié)單元，即，至 調(diào)節(jié)功率單元的輸入的參考電壓與最大功率點(PMP)處的瞬時電壓值嚴格成比例或相 等。此參考電壓由功率調(diào)節(jié)單元用于調(diào)整太陽源的輸出電壓，而無需如常規(guī)功率調(diào)整器 所通常出現(xiàn)的中斷對前述用戶負載網(wǎng)絡(luò)的電壓供應(yīng)。
太陽能發(fā)電機優(yōu)選包含光伏面板或此類面板分組或為等效的能量源，其電壓特性的 定義取決于所表達的電壓v(i)的函數(shù)，根據(jù)在20世紀80年代由塔達(7i^^和卡特(0^e^ 研究出的以下關(guān)系將在某些操作條件(例如，太陽能面板的溫度、老化和照明程度)下 的工作點的坐標聯(lián)結(jié)起來-
<formula>formula see original document page 10</formula>
在表達式(2.1)中，n被定義為面板的m列電池中的每一列中串聯(lián)的光伏電池的數(shù) 目。參數(shù)A為特性的所謂形狀因數(shù)，且kT/q為取決于溫度和電池材料的系數(shù)。此方程
式(2.1)中也插入給定工作條件下光伏電池的短路電流^和暗電流iR的各自值。
在時刻(t)時工作點的電流和功率坐標分別由以下表達式給出
<formula>formula see original document page 10</formula>
從前述內(nèi)容得到可通過求解以下方程式來計算出最大功率點(PMP)的坐標:
<formula>formula see original document page 10</formula>
考慮到暗電流iK的值與短路電流^相比非常小且也比電流ipmp小得多，所以在最大 功率點(PMP)中特殊化的方程式(2.1)可根據(jù)以下公式而寫成<formula>formula see original document page 11</formula>(2.2)
因此，為了確立電壓Vpmp，除了確定電流iR和isc以及取決于工作條件、溫度和光 伏電池材料的常數(shù)"a"夕卜，所提出的方法還計算電流ipmp。
由于最大功率點(PMP)的坐標在分析上對應(yīng)于功率函數(shù)P-vi的最大值，所以此 極端操作條件暗示著，在最大功率點(PMP)處，以下表示式是成立的
<formula>formula see original document page 11</formula>(2.3)
或等同于:
<formula>formula see original document page 11</formula>(2.4)
接著，對電壓特性(2.1)求微分，獲得:
<formula>formula see original document page 11</formula>(2.5)
將(2.4)與(2.5)組合，電壓Vp呵寫成
<formula>formula see original document page 11</formula> (2.6〉
或以等效方式寫成-
<formula>formula see original document page 11</formula>(2.7)為了求解方程式(2.7)，可應(yīng)用兩種方法 一種方法為數(shù)值法且另一種方法為圖形法。
數(shù)值法是基于牛頓-拉夫遜(Newton-Raphson)迭代算法。在變量I的j+l次迭代后， 對先前方程式(2.7)的求解可用以下方式來表達
<formula>formula see original document page 12</formula> (2.8)
<formula>formula see original document page 12</formula>(2.9)
圖形法由找出兩個曲線或函數(shù)fl與f2的交點組成，其遵照以下分析表達式:<formula>formula see original document page 12</formula> (2.10)
和<formula>formula see original document page 12</formula> (2'11)
這兩個函數(shù)fl與f2具有單個交點，其精確地對應(yīng)于在當前或?qū)嶋H操作條件下尋找 (Vpmp,Ipmp)的坐標。
關(guān)于光伏電池的暗電流iK的計算，經(jīng)驗展示其值遭受很小變化，因為其與電池的固 態(tài)物理學(xué)有關(guān)聯(lián)，且因此，可容易地從針對正常工作條件(1個大氣壓和27 °C)給出 的太陽能面板(或等效源)制造商的信息產(chǎn)生。具體來說，這些正常工作條件下的值(已 知為PMP處的電壓和電流(vpmp，ipmp)，連同短路電流i^和開路電壓v。c)，可視作iR的
初始值<formula>formula see original document page 13</formula>
通過使用正則函數(shù)，從測量搜集到的數(shù)據(jù)準許微處理器周期性地(例如，每隔PMP 的100次改變)知道實際暗電流，且未對施加于太陽能面板上的電壓具有影響。關(guān)于所 述源的電特性中涉及到的其它參數(shù)，短路電流isc和當前工作條件下常數(shù)"a"的產(chǎn)生暗 示著找到對具有兩個未知量的方程式組的解，其可借助于圖形法和迭代計算法(例如， 前述牛頓-拉夫遜法)根據(jù)暗電流iR的初始值來求解。
為了求解具有兩個未知量的方程式組，使用太陽能面板的電特性的兩個點的坐標。 第一個點Ml (vl，il)為當前操作點。其由其電壓vl表征，電壓vl總是為前面的PMP ("舊"PMP)的值，但具有已改變的電流il，因為其并非新的PMP或舊的PMP。電流 值之間的差異的測量允許我們發(fā)現(xiàn)在哪里找到新的PMP，同時其指示對其距離的估計。 如果所述差異為正，那么新PMP的電壓也大于舊PMP的電壓；而如果其為負，其將具 有較低電壓。
因此知道新PMP的方向，用于控制的方法改變太陽能面板的工作點，將正步長(如 果差異il-ipmp "舊"為正)或負步長(如果差異il-ipmp "舊"為負)強加為功率調(diào)整 器的參考。此步長的振幅以由用戶選擇的常數(shù)kv與所述電流值的差異的振幅成比例。第 二個點M2 (v2，i2)對于找到新PMP的坐標來說是必需的。第三個點M3 (v3,i3)由處 理器計算為結(jié)果，其坐標為區(qū)段MlM2的中點的坐標。所述算法使用以下性質(zhì):此區(qū)段 平行于在特性的與點M3具有相同電壓的點處的切線。其可被寫成
<formula>formula see original document page 13</formula>(2.14)特性曲線的梯度p對應(yīng)于
c/v "屋ri i
------^-^ S —-= jp
必附《4 J j附bc—'Z3 ,"^C一4 《
(2.15)
由于M3在特性上，所以其電壓v3為
9
(2.16)
可通過以下方程式來消去常數(shù)《:
v3
(2.17〗
通過用牛頓-拉夫遜迭代算法求解此方程式來找出短路電流(ise)的數(shù)據(jù)。在j+l次
迭代后，獲得
;(洲
，'乂》~ —、,」
—《w :~—….二
鵬c)
《，c
知道:
(2-18)
V3
附監(jiān)—0
挑42 一o
嗎
(2.19)
最后，最后一個參數(shù)由下式給出
威r
(2.20:本發(fā)明的另一個方面為用于太陽能量源的最大功率點的控制電路，所述太陽能量源 的電特性具有關(guān)于所述太陽能量源每一時刻操作所依據(jù)的工作條件的單個PMP，所述控 制電路包含
-功率調(diào)節(jié)單元，其通過電池而連接于太陽源與用戶負載網(wǎng)絡(luò)之間，以便以最大性 能調(diào)整所述源的輸出電壓和將最佳電壓供應(yīng)給用戶負載網(wǎng)絡(luò)。
-和最大功率點(PMP)坐標的快速計算模塊。本文所提出的計算模塊連接到所述 電池且包含至少一個可編程電子裝置，例如，微處理器(PIC)，其應(yīng)用前述方法來確立 Vpmp且不會中斷對用戶負載網(wǎng)絡(luò)的電壓供應(yīng)。
另外，針對所述函數(shù)，計算模塊提供能夠保存在確立電壓Vpmp過程中必需的數(shù)據(jù)的 存儲構(gòu)件，整合在或不整合在所述可編程電子裝置中的存儲器。
可整合在或不整合在功率調(diào)節(jié)單元中的所述計算模塊并入有接收電特性的測量點 的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器和將參考電壓傳遞到所述功率調(diào)節(jié)單元的電池的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，所 述計算模塊與所述太陽源一起構(gòu)成接口 。
所述可編程電子裝置負責(zé)確立根據(jù)太陽能面板的工作點或根據(jù)等效能量源連續(xù)更 新的值、存取所述源的實際電特性和用一個、兩個或至多三個測量點從所述實際電特性 獲得PMP的電壓，所述可編程電子裝置可為通用微處理器、數(shù)字信號微處理器(DSP)、 專用集成電路(ASCI)、可編程卡(FPGA)或前述各者的任何其它組合。此電壓為用作 功率調(diào)節(jié)單元的參考的電壓，其按照慣例可具有串聯(lián)類型或并聯(lián)類型的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，例如 具有已知功率調(diào)整器的拓撲(例如，S3R或ASR)。
將制造商的和關(guān)于太陽能面板配置的數(shù)據(jù)和其電特性的測量值保存于存儲器或數(shù) 據(jù)庫中，目的在于可編程電子裝置可存取其且執(zhí)行特定計算和迭代算法以便求解在所述 控制方法中暗示的非線性方程式。
視情況，所述電路包含接收瞬時測量值的裝置和適合于實時地測量電流值的電流拾 取器。
當實時電流值與最大功率點(PMP)處電流I,p的值之間的差異超過預(yù)定極限時， 可編程電子裝置因此經(jīng)配置以在所述源的特性曲線中相當快地調(diào)整新的工作坐標從而 返回執(zhí)行PMP控制方法，之所以相當快是因為僅需要總在新PMP的最終值的方向上的 單個測量點。
本發(fā)明的最后一個方面涉及一種太陽能發(fā)電機，其包含源，使得取決于電流的電壓
電特性曲線具有對應(yīng)于功率函數(shù)P:vi的最大值的單個PMP，所述太陽能發(fā)電機并入有
先前所界定的太陽能量源的最大功率點的控制電路。


為了補充所進行的描述和實現(xiàn)有助于更好地理解本發(fā)明的特征的目的，根據(jù)本發(fā)明 的實施例的優(yōu)選實例，附上一組圖式作為所述描述的組成部分，其中以說明性且非限制 性特征來表示以下內(nèi)容。
圖l展示呈現(xiàn)最大功率點(PMP)的功率函數(shù)P二vi (太陽能量源的函數(shù)fl 二v/I和 函數(shù)f2 = dv/W)的圖形表示，根據(jù)本發(fā)明的目標來確立最大功率點的電壓和電流坐標
(Vpmp， Ipmp ) o
圖2展示作為串聯(lián)拓撲的功率調(diào)節(jié)單元中的可能實施例的本發(fā)明的電路的方框圖。 圖3展示作為并聯(lián)拓撲的功率調(diào)節(jié)單元中的另一個可能實施例的本發(fā)明的電路的方 框圖。
圖4展示功率函數(shù)P = vi的圖形表示和取決于電壓v的電流I的曲線，電壓v界定 所述太陽源的電特性。
圖5展示在不同工作點下所述能量源的電流-電壓特性中、搜集三個測量點的PMP 圖形搜尋方法的說明。
圖6展示在不同工作點下所述能量源的電流-電壓特性曲線中、搜集兩個測量點的 PMP圖形搜尋方法的說明。
圖7展示根據(jù)實施例的實例的功率調(diào)節(jié)單元的并聯(lián)調(diào)整器結(jié)構(gòu)S3R類型的方框圖。
圖8展示根據(jù)實施例的另一個替代實例的功率調(diào)節(jié)單元的并聯(lián)調(diào)整器結(jié)構(gòu)S4R類型 的方框圖。
圖9展示根據(jù)實施例的另一個實例的用于功率調(diào)節(jié)的多個S4R型單元的連接電路。
具體實施例方式
鑒于所示附圖，可將一種用于控制太陽能量源的最大功率點的方法描述為本發(fā)明的 實施例的可能實際選項，所述太陽能量源的取決于電流(i)的電壓特性(v)具有對應(yīng) 于圖1所示的功率函數(shù)(P) (P = vi)的最大值的單個最大功率點(PMP)。如分別于圖2 和圖3中所說明，取決于功率調(diào)整器配置有串聯(lián)的電池(3)還是并聯(lián)的電池(3)，而 借助于功率調(diào)節(jié)單元(2)將源(1)連接到用戶負載網(wǎng)絡(luò)(4)。
在所述太陽源(1)中安置分布在許多行(n)和許多列(m)中的多個光伏電池。 連接到電池(3)的最大功率點(PMP)的計算模型(5)確立參考電壓(Vpmp)，求解 以下方程式<formula>formula see original document page 17</formula> (2.21)
為了確定最大功率點(PMP)的電壓(Vpmp)，計算模型(5)執(zhí)行三次連續(xù)操作
i)根據(jù)以下方程式識別呈現(xiàn)太陽源(1)的電特性(例如，圖4中所描繪的電特性) 的新分析公式i(v)-
<formula>formula see original document page 17</formula>
在已識別或計算出以下參數(shù)時，此操作完成特性的形狀因數(shù)(A)、短路電流(isc) 和暗電流(Ir)。
ii)解決表征太陽源(1)的功率曲線中最大值的存在的極端條件，即，由以下 表達式給出的條件
<formula>formula see original document page 17</formula>
iii) 計算電壓(V，p)，以供將其以模擬參考信號的形式傳遞到功率調(diào)節(jié)單元(2) 以供調(diào)整功率，在方程式(2.21)中引入前兩次操作后所獲得的參數(shù)，方程式(2.21) 也以其精確形式被寫成
<formula>formula see original document page 17</formula>
一旦計算出電壓(Vpmp)，便使用其值來將與電壓值(Vpmp)相等或成比例的參考信 號傳遞到控制太陽源(1)的功率調(diào)節(jié)單元(2)，在串聯(lián)類型的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的情況下調(diào)整 電池(3)的輸入電壓或在并聯(lián)調(diào)整器的情況下調(diào)整所施加電壓。功率相位不需要插在 最大功率點(PMP)的調(diào)整中的任何變換。計算模塊(5)具有至少一個微處理器，所 述微處理器處理來自數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)和太陽源(1)工作點坐標的值，以便確立為最大功 率點(PMP)的電壓的參考電壓。因此，如果網(wǎng)絡(luò)的用戶要求，那么就迫使所述源(1)持久地在最大功率點(PMP)處工作。
在獲得電壓(Vpmp)的目的下，計算模塊(5)的微處理器先前計算在先前方程式 中必需的一系列參數(shù)，艮口
-第一個參數(shù)(iR)，
;—__
& 一~,0 、 7 (2-22)
使用制造商的數(shù)據(jù)且在開始時使用。
-第二個參數(shù)(misc),其是以迭代形式計算成
/fe")) = ~"- W(^^1) (2.23:
打x-)
附"
-第三個參數(shù)(na)
加=-P(加'sc一i.) =-J _;、 (2.24:
、
界定取決于所述源(1)的光伏電池的材料和溫度、所述源(1)的短路電流(isc) 和暗電流(iR)的常數(shù)(a)，以及確立電流(Ipmp)在最大功率點(PMP)處的值。
在太陽能電池為新時，由微處理器在開始時執(zhí)行對第一個參數(shù)(iR)(即，暗電流) 的計算；然后，周期性地重新計算或更新所述暗電流的值且如下文所解釋將其存儲于微 處理器的存儲器中。
在圖5中表示的太陽能面板的瞬時電流-電壓曲線中，突出顯示點(M0)，其對應(yīng)于 "舊"最大功率點(5)，依據(jù)面板的功率已增加還是減小而具有單個測量點(M2,M'2)。 此信息來自于點(M0)處PMP的電流值與其分別在測量點(M1,M'1)時的新值(ii,i、) 之間的差異的正負號，"舊"PMP的電壓為Vl =vo。圖形上，如果電流大于"舊"PMP 的電流，那么點M2在M1的右邊，且否則，M'2位于M'1的左邊。將通過施加振幅與 電流值差異成比例的電壓步長來測量這些點。微處理器將組織位于區(qū)段M1M2或 M，1M，2中點處的第三測量點(M3，M，3)的坐標的計算，根據(jù)其確定"新"最大功率點(PMP)的坐標。
電流值的改變使微處理器接收搜尋新PMP坐標的指令。謹記，太陽能面板的操作 點的坐標總是被微處理器知道。
實驗上，展示暗電流(iR)的值具有最小變化，因為所述值與光伏電池的固態(tài)物理 學(xué)有關(guān)聯(lián)。因此，微處理器可在其對所述暗電流(iR)的計算中視作初始值，所述初始 值是從太陽源(1)的制造商的某些數(shù)據(jù)獲得，某些數(shù)據(jù)為正常壓力和溫度條件下(即， 一個大氣壓和27 。C下)的短路電流、在所述條件下最大功率點(PMP)處的電流和電
壓，和源(1)的開路電壓(V。e)。通過使用制造商的此初步數(shù)據(jù)，微處理器在剛開始使 用系統(tǒng)的初始化中計算暗電流(iR)的值。
如果引入暗電流(itO的此初始值以作為微處理器的輸入以執(zhí)行對最大功率點(PMP)
的第一次計算，那么可周期性地更新此值，例如，每最大功率點(PMP)的一百次計算。 假定對最大功率點(PMP)的每一次搜尋在最壞情況下僅需要太陽源(1)的電特性的 三個測量點(Mi,M2,M3)，那么足以化成簡單的相應(yīng)數(shù)學(xué)系統(tǒng)以便獲得新的暗電流(iR)
值，例如
<formula>formula see original document page 19</formula>
更詳細來說，在最壞情況下根據(jù)三個測量點(Mi,M2,M3)的各自坐標(w,h)、 (v2, i2)、 (v3，i3)來周期性地更新暗電流(iR)值，求解
<formula>formula see original document page 19</formula>從先前方程式消去對應(yīng)于短路電流(ise)的參數(shù)，使
exp(》))
且借助于牛頓-拉夫遜方法或其它等效方法來求解所提出的方程式:
分別產(chǎn)生經(jīng)更新的暗電流(iR)值和短路電流(ise)值:<formula>formula see original document page 20</formula>
其它兩個參數(shù)(misc，na)的產(chǎn)生基本上由對具有兩個未知量的方程式組的求解組成， 其是通過在計算模塊(5)中處理可得自圖6所示的電特性的兩個工作點(Mb M2)的 數(shù)據(jù)來實現(xiàn)，其中第一個點(M。由坐標(vl, il)界定。所述第一個點(M!)的電壓 (Vl)對應(yīng)于最大功率點(PMP)(即，"舊"點(Mo))處的"舊"或已知值，但電流(h) 不同于對應(yīng)于最大功率點(PMP)的電流，因為其隨著太陽照明的改變而變化。
假設(shè)第一個點(Mi)的電流(i!)的此第一個值大于最大功率點(PMP)處電流(Ipmp) 的值，那么其可被寫成i, =ni(isc - iR(exp(^^)-l) (2.27)
在圖6中，觀測電特性的開始點(Mo)，其坐標為"舊PMP"的坐標且隨著PMP 的改變而移動至M1 (vl,il)。因此，確定特性的新點(M2)的最大功率點(PMP)"將 來"的值位于第一個點(MD的右邊。否則，假如電流(h)的第一個值具有比"舊" 最大功率點(PMP)的振幅小的振幅，那么所述"將來"值位于第一個點(MG)的左邊 且確定電特性的另一個點(M、)。將小的正增量(AV1)添加到充當功率調(diào)節(jié)單元(2) 的參考的第一個電壓(vl)，測量電特性中的第二個點(M2)，所述第二個點的坐標(v2， i2)繪制于圖6中。此第二個點(M2)對應(yīng)于完全在最大功率點(PMP)附近的中間點 或同樣地已根據(jù)存儲器中所存儲的先前電流值與所測量的電流值之間的變化的正負號 來獲得，在所述正負號為負時可對應(yīng)于另一個第二個點(M'2)。
用所測量的電特性中的第二個點(M2)和(2.27) —起可確立第二個方程式以計算 兩個參數(shù)(misc,na)或等同于特性曲線的形狀因數(shù)(A)和短路電流(ise)的未知值。 假定在圖6的實例中，"將來"最大功率點(PMP)是在"舊"最大功率點(M0)的右 邊，那么第二個點(M2)經(jīng)選擇為在第一個點(M!)的右邊且可被寫成
i2 =m(isc -iR(exp(^j;v2)-l)
其意味著在進行以下操作后:
.i2-miR(eXP^v2),^Vl))
可消去短路電流(isc)。且由于暗電流(iR)為已知的，所以可寫成:
、nAk iRR、 F、nAkT 2/ F、nAkT可通過任何適用的數(shù)值分析法，例如，應(yīng)用牛頓-拉夫遜方法，來求解此最后一個 方程式，得到
f (_5_^) = 一v (卿(~~3v2)+v， ^~ v,))
I1AKJL ILAJO I1/\1《JL
且在j+l次迭代后，可通過進行以下操作來求出q/nAkT的值
it —" , q 、 ， —, i
(eXP( 二￥2) + eXP( ALV1))
q — qiR nAJkT nAjkT
nAkT nM(TV2(e鄰(^^v2) + v^p(^^))且其后可通過求解下式來直接獲得短路電流(isc)的值
在替代情況下，其中太陽源(1)照明中的變化延續(xù)到先前所提及的電流小于"舊" 點(Mo)處的電流的另一個操作點(M、)，可測量電特性中在"舊"點(Mo)左邊的 另一個第二個點(M'2)。然而，用于獲得特性的形狀因數(shù)(A)和短路電流(ise)的值
的方法不變，其與在先前情況中所解釋的一樣。
先前計算的精確度和速度取決于對那些第二個測量點(M2,M'2)的適當選擇。實際
上，通過對目前所制造的太陽能面板的體驗獲知照明條件的改變僅稍微影響特性的形狀 因數(shù)(A)的參數(shù)?？蓪囟?T)說同樣的話，因為面板的高熱慣性在照明改變期間不 準許突然的熱轉(zhuǎn)化。最后，在正描述的最大功率點(PMP)的搜尋方法中在界定初始條 件時，可認為這些因數(shù)(A,T)在太陽源(1)的照明條件改變期間保持為不變，至少作 為有效近似。此外，由于微處理器執(zhí)行此方法的計算時間為約幾百分之一微秒，所以對 于那個時間間隔來說，先前假設(shè)可接受。
因此，可將所需的第二個測量點(M2，M'2)視作在仍未識別短路電流(isc)的值時 所確立的最大功率點，因此近似所述點處的電壓(v2)的值，為其給出以下表達式根據(jù)方程式(2.28)使用第一個測量點(MD的坐標(Vbi。來計算短路電流(isc)。 另一方面，圖形上，表達式(2.14)的導(dǎo)數(shù)對應(yīng)于獲得直線M1M2的梯度(p)，直
線M1M2在坐標(v3，i3)的對應(yīng)于區(qū)段MiM2的中點的第三個點(M3)處與曲線相切，
或
、, -------- ^_
V3 ——
- 《i +2 <j
"=——^
2 2—
且所述梯度(p)由下式給出:
在方程式(2.14)與(2.16)之間消去常數(shù)(a)，獲得以下表達式:
賊=—p(加』，0 = ~~《2.30》
慕忍
使用微處理器以應(yīng)用牛頓-拉夫遜迭代計算法可能求出電特性的短路電流(ise)，借 此在許多次迭代(j+l次)后，可獲得-
v, v尸,■=-Log(l-
=—腿
l一
尸
s一
f3
CM
將<formula>formula see original document page 24</formula>
(2.32)
在確定短路電流(isc)在工作特性中的值后，微處理器可僅通過以下運算來找出常 數(shù)(a)的值
艦二一,(纖'^— *)■:
』—纟〗
《2,33〗
相同地，對于電流(ipmp)在最大功率點(PMP)處的計算，微處理器可應(yīng)用牛頓-拉夫遜迭代算法，使得
詞<formula>formula see original document page 24</formula>
圖形上，將電流(ipmp)在最大功率點(PMP)處的計算轉(zhuǎn)化為獲得曲線(fi)與(f2) 之間的交點，其為單個的且對應(yīng)于在功率函數(shù)(P)中變?yōu)樽罡咔腋鶕?jù)圖1所說明的內(nèi) 容針對最大功率點(PMP)進行搜尋的電流值。
在界定用于控制最大功率點(PMP)的此方法的這些步驟后，計算模塊(5)能夠 連續(xù)地預(yù)測坐標(Vprap,Ipmp)，而未干擾供應(yīng)給用戶負載網(wǎng)絡(luò)(4)的電壓，所述用戶負 載網(wǎng)絡(luò)可由一組電池組、電動機或DC泵組成。此方法甚至在最大功率點(PMP)因照 明、溫度等的環(huán)境改變而更改時仍為有效的。功率調(diào)節(jié)單元(2)按照由計算模型(5)供應(yīng)的參考信號進行調(diào)整，且計算模塊(5) 與太陽源和所述功率調(diào)節(jié)單元(2)介接。此獨立計算模塊(5)實時地將關(guān)于振幅和時 間長度的對應(yīng)于(即，嚴格成比例或等于)最大功率點(PMP)的電壓的瞬時值的電壓 (Vpmp)的值傳遞給電池(3)。如此調(diào)整的電壓為串聯(lián)類型的電池(3)的輸入電壓或由 并聯(lián)類型的功率結(jié)構(gòu)供應(yīng)給用戶網(wǎng)絡(luò)(4)的電壓。
圖7表示功率調(diào)節(jié)單元(2)具有循序切換并行調(diào)整器的結(jié)構(gòu)(例如，已知的S3R 類型)的特殊情況?；驹頌閳?zhí)行與光伏面板并聯(lián)連接的電子開關(guān)，以兩種方式來操 作開路和短路。S3R調(diào)整器在切換周期的一部分期間使太陽能面板與用戶隔離且迫使
所述太陽能面板、電流(IGS1、 IGS2..... IGSn)的產(chǎn)生器在經(jīng)調(diào)整電壓(例如，在本發(fā)
明中獲得的PMP的電壓)下工作。使用S3R調(diào)整器所假想到的優(yōu)勢為在所有切換中耗 散的功率的最小化。假定這些開關(guān)僅具有兩個操作狀態(tài)，那么太陽能面板在短路情況下 將為良好的，且因此，自動地知道短路電流(isc)，或通過串聯(lián)連接的二極管將能量供應(yīng) 給用戶負載網(wǎng)絡(luò)(4)。在此情況下，也自動地知道第一個工作點(Ml)的坐標。且，因 此，在找到所述第一個工作點(Ml)的坐標后，所有參數(shù)自動可用。S3R調(diào)整器也可應(yīng) 用于串聯(lián)結(jié)構(gòu)，迫使太陽能面板在開路情況下在參考電壓下操作。
在使用如圖7所示的具有并聯(lián)拓撲的S3R型單元的情況下，對PMP的計算是直接 的且無需轉(zhuǎn)向單個測量點，因為短路電流(isc)的值總是為已知的，且恒定參數(shù)(a)的 值是使用下式直接從由太陽能面板的工作點(Ml)連續(xù)測量到的電流(il)直接計算出
(2.36)
也可直接獲得特性的形狀因數(shù)(A)，因為借助于下式知道工作點(Ml)的坐標
nA_kT t, ,, 一i，、
v = 一-Log(l+~—~~L) (2.37)
q miR
或者，在具有串聯(lián)類型功率切換結(jié)構(gòu)的功率調(diào)節(jié)單元(2)(例如，已知ASR調(diào)整 器)的情況下，直接可用的一條信息為開路電壓(v。c)和找出第一個工作點(Ml)，已 知當串聯(lián)開關(guān)以傳導(dǎo)方式將太陽能面板連接到用戶時，存在將開路電壓(v。c)與電特征 的短路電流(ise)和常數(shù)(a)關(guān)聯(lián)的關(guān)系，如下voc =-Log， = naLog， (2.38)
q ^
接著，微處理器可容易地計算兩個方程式組(2.37)和(2.38)的解，以便獲得太 陽源(1)的特性的第一個點(Ml)。電特性的剩余參數(shù)的計算不取決于第二個點(M2) 的電壓和電流測量值以產(chǎn)生圖6中所見的直線M1，M2或M1"M2"。且為了更新暗電流 (iR)的值，使用坐標(vl，il)和(v2,i2)的各自兩個點(M1，M2)在每一個更新周期 中的測量值足以能夠?qū)懗鱿率?br> ^ =《-^(e邵(^^Vi)-1) f 2 =挑(』-^ (exp(~~^i;2) -1)
且求出兩個先前方程式的暗電流(iR)的值，使:
^^e邵(+(v廣V2)) 得到 "^-7"^丄"(^")冗一^ yi4/c/ n4/"(、 一 v2) ,肥一z2
導(dǎo)致/廣」"-
exP( …v'.) "息1
可用于實施功率調(diào)節(jié)單元(2)的另一種可能拓撲被稱作S4R類型，如圖8中的方 框圖所表示，其連接到電池組(6)、電池組控制件(7)和電池組盒(battery porter) (8)。 此功率調(diào)節(jié)單元(2) S4R類型包括串聯(lián)電池(3')和并聯(lián)電池(3")。這些S4R單元中
的若干個(2a、 2b.....2n)可按照圖9的圖表來連接，由單個計算模塊(5)控制。
連接到組成太陽源(1)的各自太陽能面板的是每一個S4R單元(2a、 2b.....2n)的
串聯(lián)電池和并聯(lián)電池，且串聯(lián)連接于電池組(6)與負載網(wǎng)路(4)之間的是以取樣模式 運作且使那個電池組(6)與所述太陽能面板和與所述網(wǎng)絡(luò)隔離的電池組盒(8)。 應(yīng)總是廣義地且非限制性地理解本說明書中所寫的術(shù)語。 本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例揭示于本文所包括的從屬權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1. 一種用于控制太陽能量源的最大功率點的方法，所述太陽能量源的取決于電流(i)的電壓特性(v)具有對應(yīng)于功率函數(shù)P＝vi的最大值的單個最大功率點(PMP)，所述源借助于功率調(diào)節(jié)單元(2)而連接到用戶負載網(wǎng)絡(luò)(4)且包含由分布在許多行(n)和許多列(m)中的多個電池構(gòu)成的至少一個光伏面板，所述方法的特征在于其根據(jù)所述電特性的少于四個的測量點(M1、M2、M3)來確立對應(yīng)于電壓在所述最大功率點(PMP)處的實時值的參考電壓(Vpmp)，所述參考電壓(Vpmp)由所述功率調(diào)節(jié)單元(2)用于調(diào)整所述太陽源(1)的輸出電壓，且不會中斷對所述用戶負載網(wǎng)絡(luò)(4)的電壓供應(yīng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于其通過求解以下微分方程式來另外計算電 流(Ipmp)在所述最大功率點(PMP)處的值<formula>formula see original document page 2</formula>。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述電流(Ipmp)在所述最大功率點(PMP)處的所述值、通過特殊化所述最大功率點(PMP)處的所述電特性、取決于光伏 電池的材料和溫度的常數(shù)(a)、所述面板電池的所述短路電流(ise)和所述暗電流(iR) 的函數(shù)，按照下式來計算所述參考電壓(Vpmp):<formula>formula see original document page 2</formula>
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于在來自所述特性的點(M1，M2， M3)的電 壓和電流坐標分別為(vl,il)、 (v2,i2)和(v3,i3)的情況下，其使用單個點(M2):<formula>formula see original document page 2</formula>來計算所述特性切線的梯度(p):<formula>formula see original document page 2</formula>
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于借助于迭代計算法和圖形法根據(jù)所述暗電 流(iR)的特定初始值來計算所述短路電流(isc)和所述常數(shù)(a)的瞬時值。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述迭代計算法為牛頓-拉夫遜迭代計算法。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于所述圖形法由確定所述太陽源的所述 電流(i)的兩個曲線函數(shù)之間的交點組成，第一個曲線(fi)為<formula>formula see original document page 3</formula>且第二個曲線(f2)為<formula>formula see original document page 3</formula>必,及
8. 如權(quán)利要求5到7中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述太陽源的 已知數(shù)據(jù)來確定所述暗電流(iR)的所述初始值，且所述已知數(shù)據(jù)為正常的壓力和溫度條件下所述最大功率點(PMP)處的電壓和電流， 所述正常的壓力和溫度條件下的開路電壓；以及 所述正常的壓力和溫度條件下的短路電壓。
9. 如權(quán)利要求5到8中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，根據(jù)從所述短路電 流(ise)和所述常數(shù)(a)計算出的值來周期性地更新所述暗電流(iR)的所述初始值。
10. 如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述參考電壓(Vpmp) 的所述計算包含以下步驟第一個步驟根據(jù)以下方程式，使用所計算出的所述特性的形狀因數(shù)(A)值、短 路電流(isc)和暗電流(iR)來識別取決于所述太陽源(1)的所述電特性的時間(t)的解析形式，方程式為<formula>formula see original document page 3</formula>第二個步驟求解以下微分方程式<formula>formula see original document page 3</formula>第三個步驟產(chǎn)生與根據(jù)以下表達式計算出的電壓值成比例的模擬參考信號:<formula>formula see original document page 3</formula>
11. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于根據(jù)所述電特性的三個測量點(M1,M2， M3)計算出所述特性的所述形狀因數(shù)(A)值、短路電流(ise)和暗電流(iR)。
12. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于根據(jù)所述電特性的兩個測量點(M1，M2) 計算出所述特性的所述形狀因數(shù)(A)值和所述短路電流(isc)，且在于所述暗電流值(iR) 最初等于由所述太陽源(1)的制造商給出的值，且在于根據(jù)所獲得的測量值來周期性地 更新所述暗電流(iR)的值。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于通過求解三組方程式來周期性地更新所 述暗電流(iR)的所述值，所述方程式的未知量是所述特性的所述形狀因數(shù)(A)、所述 短路電流(isc)和所述暗電流(iR)，其由下式給出!3 = m(』- ^ (綴p(^^; 、 ) -1)《2 =棉《 -4(鯽(""^;，2)-:》 i3 =附(』-^ (e邵(-^; v3) -1)其中分別由電流和電壓坐標(vl,il)和(v2， i2);連同對應(yīng)于選自所述電特性的 所述兩個測量點(Ml, M2)的工作點(M3)的電流和電壓坐標(v3, i3) —起來界定 所述電特性的所述兩個測量點(M1,M2)。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于根據(jù)以下表達式根據(jù)所述電特性的分別 由電流和電壓坐標(vl,il)和(v2, i2)界定的所述兩個測量點(M1,M2)來周期性地 更新所述暗電流(iR)的所述值<formula>formula see original document page 4</formula>
15. —種用于控制太陽能量源的最大功率點的電路，在存在包含由分布在許多行(n) 和許多列(m)中的多個電池構(gòu)成的至少一個光伏面板的太陽源(1)的情況下，所述太 陽源(1)配備有取決于電流(i)的電壓特性(v)，所述電壓特性(v)具有對應(yīng)于功率 函數(shù)P:vi的最大值的單個最大功率點(PMP)，且所述電路包含功率調(diào)節(jié)單元(2)，其通過電池(3)而連接于所述太陽源(1)與用戶負載網(wǎng)絡(luò) (4)之間，以便調(diào)整所述太陽源(1)的輸出電壓且將電壓供應(yīng)給所述用戶負載網(wǎng)絡(luò)(4)， 所述最大功率點(PMP)的計算模塊(5)，其連接到所述電池(3)，所述電路的特征在于所述計算模塊(5)包含至少一個可編程電子裝置，其經(jīng)配置以在不會中斷對所述用戶負載網(wǎng)絡(luò)(4)的電 壓供應(yīng)的情況下確立對應(yīng)于電壓在所述最大功率點(PMP)處的實時值的參考電壓 (Vpmp);存儲構(gòu)件，其與所述可編程電子裝置相關(guān)聯(lián)，能夠保存在所述參考電壓(Vpmp)的所述確立中所必需的數(shù)據(jù)；與所述太陽源(1)的接口，由接收所述電特性的測量點(M1,M2,M3)的數(shù)字模 擬轉(zhuǎn)換器和將所述參考電壓(Vpmp)傳遞到所述電池(3)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。
16. 如權(quán)利要求15所述的電路，其特征在于所述功率調(diào)節(jié)單元(2)具有串聯(lián)連接的 所述電池(3)。
17. 如權(quán)利要求15所述的電路，其特征在于所述功率調(diào)節(jié)單元(2)具有并聯(lián)連接的 所述電池(3)。
18. 如權(quán)利要求15到17中任一權(quán)利要求所述的電路，其特征在于所述電池(3)具 有S3R拓撲。
19. 如權(quán)利要求18所述的電路，其特征在于所述可編程電子裝置經(jīng)配置以使用所述 特性的初始形狀因數(shù)(A)值和暗電流(iR)連同直接獲得的短路電流值(ise)和在所述 電池(3)使所述太陽源(1)處于開路時測量到的開路電壓(v。c)值一起通過求解下式 來確立所述參考電壓(Vpmp):<formula>formula see original document page 5</formula>且所述短路電流值(isc):在所述電池(3)是并聯(lián)連接時，對應(yīng)于在所述電池(3)使所述太陽源(1)處于 短路時測量到的電流值；在所述電池(3)是串聯(lián)連接時，對應(yīng)于根據(jù)以下表達式計算出的值<formula>formula see original document page 5</formula>。
20. 如權(quán)利要求15到17中任一權(quán)利要求所述的電路，其特征在于所述可編程電子裝 置經(jīng)配置以使用先前工作點(Ml)和在內(nèi)部從所述兩個工作和測量點(M1,M2)獲得的 所述特性的第三個點(M3)根據(jù)單個測量點(M2)來確立所述參考電壓(Vpmp)。
21. 如權(quán)利要求20所述的電路，其特征在于所述可編程電子裝置經(jīng)配置以通過確定 所述兩個工作和測量點(Ml, M2)之間的中點來在內(nèi)部獲得所述特性的所述第三個點 (M3)。
22. 如權(quán)利要求15到21中任一權(quán)利要求所述的電路，其特征在于所述可編程電子裝 置整合在所述功率調(diào)節(jié)單元(2)中。
23. 如權(quán)利要求15到22中任一權(quán)利要求所述的電路，其特征在于所述存儲構(gòu)件由整 合在所述可編程電子裝置中的存儲器組成。
24. 如權(quán)利要求15到23中任一權(quán)利要求所述的電路，其特征在于所述可編程電子裝 置選自通用微處理器、數(shù)字信號微處理器(DSP)、專用集成電路(ASCI)和可編程卡 (FPGA)或其任一其它組合。
25. 如權(quán)利要求15到24中任一權(quán)利要求所述的電路，其特征在于所述可編程電子裝 置經(jīng)配置以通過求解以下微分方程式來計算電流(Ipmp)在所述最大功率點(PMP)處的 值d尸=Fp邵W + /戸p c/v (2.49)。
26.如權(quán)利要求25所述的電路，其特征在于所述可編程電子裝置經(jīng)配置以在所述參 考電壓(Vpmp)的所述確立中，使用所述電流(Ipmp)在所述最大功率點(Vpmp)處的所 述值，根據(jù)特殊化所述最大功率點(PMP)處的所述電特性、取決于光伏電池的材料和 溫度的常數(shù)(a)、所述面板電池的所述短路電流(isc)和所述暗電流(iR)的函數(shù)，通過 下式來計算所述參考電壓(Vpmp)，公式為Vp,=+ sc . ，) (2,50) 銜^
27.如權(quán)利要求26所述的電路，其特征在于，在所述點(M1,M2， M3)的電壓和電 流坐標分別為(vl,il)、 (v2,i2)和(v3,i3)的情況下，所述可編程電子裝置經(jīng)配置以計 算兩個參數(shù)的值，所述參數(shù)為-第一個參數(shù)(misc)，第二個參數(shù)(na)開始由制造商的數(shù)據(jù)知道所述暗電流(iR)，且使用所述存儲的數(shù)據(jù)來周期性地對 其進行更新。
28. 如權(quán)利要求27所述的電路，其特征在于所述可編程電子裝置經(jīng)配置以借助于迭 代法和圖形法、根據(jù)所確定的所述暗電流(iR)的初始值來計算所述最初兩個參數(shù)(mise, na)的值。
29. 如權(quán)利要求28所述的電路，其特征在于所述可編程電子裝置經(jīng)配置以執(zhí)行牛頓-拉夫遜迭代計算法。
30. 如權(quán)利要求28或29所述的電路，其特征在于所述可編程電子裝置經(jīng)配置以執(zhí)行 所述圖形計算法，其由確定所述太陽源的電流(i)的兩個曲線函數(shù)之間的交點組成，所 述曲線函數(shù)為一個曲線(ft), <formula>formula see original document page 7</formula>第二個曲線(f2),<formula>formula see original document page 7</formula>
31. 如權(quán)利要求28到30中任一權(quán)利要求所述的電路，其特征在于所述可編程電子裝 置經(jīng)配置以根據(jù)保存在所述存儲構(gòu)件中的從所述太陽源獲知的數(shù)據(jù)來確定所述暗電流 (iR)的所述初始值，且所述數(shù)據(jù)為正常的壓力和溫度條件下所述最大功率點(PMP)處的電壓和電流， 所述正常的壓力和溫度條件下的開路電壓；以及所述正常的壓力和溫度條件下的短路電壓。
32. 如權(quán)利要求28到31中任一權(quán)利要求所述的電路，其特征在于所述可編程電子裝 置經(jīng)配置以根據(jù)從所述兩個參數(shù)(misc,na)計算出的值來周期性地更新所述暗電流(iR) 的所述初始值。
33. 如權(quán)利要求28到32中任一權(quán)利要求所述的電路，其特征在于其包含適合于實時 地測量所述電流(i)的所述值的電流拾取器，且在于所述可編程電子裝置經(jīng)配置以在所 述電流(i)的所述實時值與所述電流(Ipmp)在所述最大功率點(PMP)處的所述值之 間的差異超過預(yù)定極限時執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到14所述的用于控制所述最大功率點 (PMP)的方法。
34. —種太陽能發(fā)電機，其特征在于，所述發(fā)電機裝有根據(jù)權(quán)利要求15到33所述的 電路。
全文摘要
本發(fā)明經(jīng)設(shè)計以用于連續(xù)、快速且有效地監(jiān)控太陽源或等效源以便成功地使用串聯(lián)或并聯(lián)類型的常規(guī)功率調(diào)整結(jié)構(gòu)來對其進行布置以在其最大功率點(PMP)處操作，且不會中斷對用戶的供電，所述功率調(diào)整結(jié)構(gòu)由能夠通過應(yīng)用迭代算法和/或圖形法來計算所述PMP的電壓和電流坐標(VPMP，IPMP)的獨立模塊來操縱。此模塊理想地僅需要在所述源的周圍條件下與電特性有關(guān)的一個測量點，且因此其為所述功率調(diào)整器傳遞參考信號，即，恒定地表示所述PMP的演變的連續(xù)、穩(wěn)定電壓。在使用S3R或ASR類型的功率調(diào)整結(jié)構(gòu)的情況下，關(guān)于所述PMP的信息是直接的且不需要中間測量點。
文檔編號G05F1/66GK101416135SQ200780012419
公開日2009年4月22日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者安東尼·卡博爾 申請人:安東尼·卡博爾