[发明专利]选择性多相最大功率点跟踪

说明书

相关申请

本申请要求2014年2月28日提交的题为“Selective Multi-Phase Maximum Power Point Tracking”的美国临时申请号61/946,582和2014年6月18日提交的题为“Selective Multi-Phase Maximum Power Point Tracking”的美国临时申请号62/014,037的优先权和利益，所述申请以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

所公开的实现方式大体上涉及太阳能发电控制，并且更具体地说，涉及太阳能发电系统的最大功率点跟踪。

背景技术

光伏电池板，通常被称为太阳能电池板，是产生清洁、可再生能源的有吸引力的方法，并且在电网提供的电力不容易获得的偏远或服务不足的地区特别有用。太阳能电池板将太阳能转换成可用于为电器供电、为电池充电以及执行其它有用任务的电能。然而，各种环境条件影响太阳能电池板的效率和电力产生能力。太阳能电池板可产生的电量取决于例如太阳能电池板的温度、入射于太阳能电池板上的光的量和/或亮度，以及放于太阳能电池板上的负载的量值。

对于太阳能电池板的给定操作条件(例如，给定温度和入射光量)，存在将产生太阳能电池板的最大功率输出的一组最优负载特性。因此，为了对于给定条件获得来自太阳能电池板的最大电量，负载的某些电特性(例如，太阳能电池板所经历的阻抗和/或电阻)必须保持于最优值。然而，太阳能电池板的操作条件可每一天，并且甚至每一分钟变化。因此，已开发了用于跟踪太阳能电池板的最大功率点的技术，例如最大功率点跟踪(MPPT)技术。但是MPPT技术并非对于所有可能条件都是同样有效的。举例来说，对于明亮阳光条件运作良好的MPPT技术可能对于重度阴天条件并不同样地起作用。因此，甚至在使用MPPT技术时，在太阳能电池板操作的环境条件的全部范围内，可能并不能实现太阳能电池板的总发电能力。

发明内容

因此，提供针对不同环境条件使用不同MPPT技术和/或算法的系统和方法将是有利的。举例来说，如本文所描述，结合太阳能发电系统使用的控制器监视太阳能电池板的同期环境条件，并且选择适合于此具体环境条件的MPPT算法。因此，在环境条件的整个更广泛范围内，太阳能电池板将能够在或接近其最优功率水平下操作，因而增加太阳能发电系统在给定周期内所产生的净电量。

公开一种最大功率点跟踪方法。在一些实现方式中，所述方法在控制器处执行，所述控制器具有被配置来接收来自一个或多个能量捕获设备的电功率的输入端，以及被配置来将电功率提供给外部负载的输出端。所述方法包括在一定的时期期间启始第一最大功率点跟踪算法。所述方法还包括根据第一最大功率点跟踪算法来调整影响施加到一个或多个能量捕获设备的表观负载电阻的电性能。所述方法还包括在所述时期结束之前，确定第一最大功率点跟踪算法是否是符合要求的。所述方法还包括，根据第一最大功率点跟踪算法是符合要求的确定，继续使用第一最大功率点跟踪算法，并且在所述时期期间，继续根据第一最大功率点跟踪算法来调整电性能。所述方法还包括，根据第一最大功率点跟踪算法不符合要求的确定，(i)在所述时期期间切换到第二最大功率点跟踪算法，并且(ii)根据第二最大功率点跟踪算法来调整电性能，其中第一最大功率点跟踪算法不同于第二最大功率点跟踪算法。

根据一些实现方式，一种计算机系统(例如，客户端系统、服务器系统或太阳能系统控制器)包括一个或多个处理器、存储器和一个或多个程序。所述一个或多个程序存储于存储器中，并且被配置来由所述一个或多个处理器执行。所述一个或多个程序包括用于执行如上所述或本文所公开的任何方法的操作的指令。根据一些实现方式，非暂时性计算机可读存储介质具有存储于其中的指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时，致使装置(例如，具有一个或多个处理器或控制器的任何设备)执行如上所述或本文所公开的任何方法的操作。

附图说明

在附图的图式中作为实例而非作为限制示出本文所公开的实现方式。在所有附图中，相同参考标号指代对应部分。

图1是示出根据一些实现方式的太阳能发电系统的框图。

图2A-2E以及图3是示出根据一些实现方式的太阳能电池板的特性的图。

图4是示出根据一些实现方式的用于控制太阳能发电系统的操作的控制器的框图。

图5A-5F是示出根据一些实现方式的最大功率点跟踪方法的流程图。

具体实施方式