具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

请参见图1，本申请提供的最大功率点追踪方法应用于光伏系统20。该光伏系统20包括光伏电池21、DC/AC逆变器22、负载23和控制装置24，DC/AC逆变器22连接于光伏电池21和负载23之间，控制装置24与光伏电池21和DC/AC逆变器连接，用于执行最大功率点追踪方法。其中DC/AC逆变器22包括升压斩波电路，该电路包括电容C1、电感L、场效应管Q和二极管D和电容C2。电容C1的第一端与光伏电池21的第一输出端连接，电容C1的第二端与光伏电池21的第二输出端连接；电感L的第一端与电容C1的第一端连接，电感L的第二端与场效应管Q的漏极连接；场效应管Q的栅极与控制装置14连接，场效应管Q的源极与电容C2的第二端连接；二极管D的正极与电感L的第二端连接，二极管D的负极与电容C2的第一端连接，电容C2的第二端与场效应管Q的源极连接，负载与电容C2并联。控制装置24通过执行本申请提供的最大功率点追踪方法，可以提高光伏系统20的发电效率，减少光伏系统20的电能的损耗。

本申请提供的最大功率点追踪方法可以通过控制装置24实现。控制装置24可以是计算机设备、微处理芯片或其他设备，该计算机设备包括但不限于控制芯片、个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。本申请提供的方法可以通过JAVA软件实现，也可以应用于其他软件。

请参见图2，本申请一个实施例提供一种最大功率点追踪方法，具体的实现步骤包括：

步骤100、获取光伏系统的输入参数和光伏系统的初始最大功率点对应的参考电压。

光伏系统20的输入参数可以包括对光伏电池21的供电量造成影响的参数，例如：光照强度、日照量和环境温度等。光伏系统20的初始最大功率点是指在当前时刻的上一时刻光伏系统20的最大功率点。光伏系统20的初始最大功率点对应的参考电压是指光伏系统20在初始最大功率点处运行时电压值。光伏系统20的初始最大功率点对应的参考电压可以直接存储在存储器中，控制装置24在执行最大功率点追踪方法时直接在存储器中获取参考电压。光伏系统20的输出参数可以是采用相关器件实时检测到的当前时刻的光伏系统20的输入参数，并发送至控制装置24。本实施例对获取输入参数和参考电压的具体方法不作任何限制，只要能够实现其功能即可。

步骤200、根据输入参数和参考电压，确定光伏系统的基准电压。

随着光伏系统20的输出参数的变化，光伏系统20的电压值会发生变化。控制装置24根据得到的输入参数和参考电压，以及输入参数与光伏系统20的电压之间的关系，可以确定在当前时刻的光伏系统20的输入参数的情况下，光伏系统20在最大功率点处运行的基准电压。本申请实施例对根据输入参数和参考电压确定光伏系统20的基准电压的具体过程不作限制，只要能够实现其功能即可。

步骤300、基于模糊控制算法，根据基准电压和参考电压，确定脉冲控制信号。

模糊控制算法是一种计算机数学控制方法，它以模糊集合论、模数语音变量和模糊逻辑推理为基础，以被控制对象的输出变量偏差和偏差变化量为输入变量，被控量为输出变量，通过模糊逻辑推理控制得到输入/输出变量与模糊控制规则的模糊定量以及算法结构。控制装置24基于模糊控制算法，根据基准电压和参考电压，可以得到模糊控制算法的输入量，通过模糊逻辑推理规则输出量，既脉冲控制信号。本实施例对确定脉冲控制信号的具体的过程不作任何限制，只要能够实现其功能即可。

步骤400、根据脉冲控制信号控制光伏系统中的升压斩波电路，以使光伏系统在最大功率点附近工作。

控制装置24在得到脉冲控制信号时，使用该脉冲控制信号可以控制光伏系统20中升压斩波电路中的场效应管Q的占空比，从而使得光伏系统20能够在最大功率点附近工作。

本申请实施例提供的最大功率追踪点方法通过获取的光伏系统20的输入参数和光伏系统20的初始最大功率点对应的参考电压确定出光伏系统20的基准电压；基于模糊控制算法，根据基准电压和参考电压，确定脉冲控制信号；根据脉冲控制信号控制光伏系统20中的升压斩波电路，以使光伏系统20在最大功率点附近工作。通过根据输入参数和参考电压确定的基准电压，使得在使用模糊控制算法时，可以减少该算法的复杂度。并且可以提高使用模糊控制算法对最大功率点的追踪能力，从而能够提高光伏系统20的发电效率，减少电能的损耗。

请参见图3，步骤300基于模糊控制算法，根据基准电压和光伏系统的输出电压，确定脉冲控制信号的一种可能的实现方式包括：

步骤310、获取初始电压误差。

初始电压误差是指当前时刻的上一时刻光伏系统20的基准电压与参考电压之间的差值。既光伏系统20在上一时刻执行最大功率点追踪方法时计算得到的电压误差。该初始电压误差存储在存储其中，控制装置24在需要时直接获取即可。

步骤320、根据初始电压误差、基准电压和参考电压，计算电压误差和电压误差变化量。

控制装置24通过计算基准电压和参考电压之间的差值，得到电压误差，然后计算该电压误差和初始电压误差之间的差值，得到电压误差变化量。电压误差变化量是指当前时刻光伏系统20的电压误差和当前时刻的上一时刻的光伏系统20的电压误差之间的差值。

步骤330、基于模糊控制算法，根据电压误差和电压误差变化量，确定脉冲控制信号。

对于模糊控制算法的描述可以参考上述实施例中的描述，在此不再赘述。控制装置24将得到的电压误差和电压误差变化量作为输入量，根据模糊控制算法中的模糊控制推理规则，可以得到输出量，既脉冲控制信号。控制装置24使用脉冲控制信号控制升压斩波电路。

请参见图4，步骤330基于模糊控制算法，根据电压误差和电压误差变化量，确定脉冲控制信号的一种可能的实现方式包括：

步骤331、对电压误差和电压误差变化量进行模糊化处理，得到误差模糊量和误差变化量的模糊量。

控制装置24在得到电压误差和电压误差变化量后，先将其由基本论域映射到模糊子集论域内，在通过隶属度关系计算出电压误差和电压误差变化量对模糊集合的隶属度，实现对电压误差和电压误差变化量的模糊化处理，得到误差模糊量和误差变化量的模糊量。在一个可选的实施例中，模糊控制算法的电压误差的模糊集合为{NB，NM，NS，NO，PO，PS，PM，PB}，电压误差变化量的模糊集合为{NB，NM，NS，PS，PM，PB}，其中，NB表示负大，NM表示负中，NS表示负小，NO表示负零，PO表示正零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大。电压误差的模糊子集论域为{-6，-5，-4，-3，-2，-1，-0，+0，+1，+2，+3，+4，+5，+6}，电压误差变化量的模糊子集论域为{-6，-5，-4，-3，-1，+1，+2，+3，+4，+5，+6}。

步骤332、基于模糊控制规则，根据误差模糊量和误差变化量的模糊量，计算模糊脉冲控制信号。

控制装置24基于预先推理的模糊控制规则，根据误差模糊量和误差变化量的模糊量，则机端得到模糊脉冲控制信号。模糊控制规则是模糊控制算法的的核心，它决定了模糊控制算法的控制规则。模糊控制规则可以是根据工作人员的经验得到的，本实施例对具体模糊控制规则不作限制，只要能够实现其功能即可。

步骤333、对模糊脉冲控制信号进行反模糊化处理，得到脉冲控制信号。

控制装置24在得到模糊脉冲控制信号后，需要对其进行反模糊处理，既将模糊脉冲控制信号从模糊子集论域中映射到基本论域中，得到脉冲控制信号。在一个可选的实施例中，控制装置24通过重心法对模糊脉冲控制信号进行反模糊处理，得到脉冲控制信号。

在本实施例中，使用模糊控制算法得到脉冲控制信号，以控制升压斩波电路中场效应管Q的占空比，能够迅速的追踪到最大功率点。并且，在进行模糊控制算法时根据基准电压，得到的电压误差可以减少模糊控制算法的复杂度，提高了最大功率点的追踪速度和精度。

请参见图5，在一个实施例中，输入参数包括温度值和辐照值，步骤200根据输入参数和参考电压，确定光伏系统的基准电压的一种可能的实现方式包括：

步骤210、获取标准辐照值和标准温度值。

标准辐照值是指在标准测试条件下的辐照值。标准温度值是指在标准测试条件下的温度值。在一个可选的实施例中，标准辐照值为1000W/m²，标准温度值为25摄氏度。标准辐照值和标准温度值可以是存储在存储器中，控制装置24在需要是直接从存储器中获取即可。本实施例对标准辐照值和标准温度值不作任何限制，使用者可以根据实际情况自行设置。

步骤220、根据标准辐照值、辐照值、标准温度值、温度值和参考电压，确定基准电压。

光伏系统20的输入参数为辐照值和温度值，在辐照值和温度值发生变化时，光伏系统20在运行时的电压会发生变化，则控制装置24根据获取到的标准辐照值和标准温度值，以及当前时刻光伏系统20的辐照值、温度值和参考电压，可以计算出基准电压。

在一个实施例中，步骤220根据标准辐照值、辐照值、标准温度值、温度值和参考电压，确定基准电压的一种可能的实现方式如图6所示，包括：

步骤221、若辐照值与标准辐照值相同，且温度值与标准温度值相同，则基准电压为参考电压。

控制装置24通过判断当前时刻光伏系统20的辐照值和标准辐照值，以及当前时刻光伏系统20的温度值和标准温度值是否相同，来确定基准电压。若当前时刻光伏系统20的辐照值和标准辐照值相同，并且当前时刻的光伏系统20的温度值与标准温度值相同，则参考电压即为当前时刻光伏系统20的基准电压。

步骤222、若辐照值与标准辐照值相同，且温度值与标准温度值不相同，则根据温度值、标准温度值和参考电压，计算基准电压。

控制装置24通过判断当前时刻光伏系统20的辐照值和标准辐照值，以及当前时刻光伏系统20的温度值和标准温度值，得到辐照值与标准辐照值相同，温度值与标准温度值不同，则控制装置24根据当前时刻光伏系统20的温度值、标准温度值和参考电压，可以计算得到当前时刻光伏系统20的基准电压。在一个可选的实施例中，控制装置24可以根据公式计算当前时刻光伏系统20的基准电压。其中，表示当前时刻光伏系统20的基准电压，V_mpp表示参考电压，K表示温度系数，X表示热系数，T表示温度值，T_STC表示标准温度值。在一个具体实施例中，K＝-0.32398，X＝0.172

步骤223、若辐照值与标准辐照值不相同，且温度值与标准温度值相同，则根据辐照值、标准辐照值和参考电压，计算基准电压。

控制装置24通过判断当前时刻光伏系统20的辐照值和标准辐照值，以及当前时刻光伏系统20的温度值和标准温度值，得到当前时刻光伏系统20的辐照值与标准辐照值不同，当前时刻光伏系统20的温度值与标准温度值相同，则控制装置24根据当前时刻的辐照值、标准辐照值和参考电压，可以计算得到当前时刻光伏系统20的基准电压。在一个可选的实施例中，控制装置24可以根据公式计算当前时刻光伏系统20的基准电压，其中，G表示当前时刻光伏系统20的辐照值，G_STC表示标准辐照值。

步骤224、若辐照值与标准辐照值不相同，且温度值与标准温度值不相同，则根据辐照值、标准辐照值、温度值、标准温度值和参考电压，计算基准电压。

控制装置24通过判断当前时刻光伏系统20的辐照值和标准辐照值，以及当前时刻光伏系统20的温度值和标准温度值，得到当前时刻光伏系统20的辐照值与标准辐照值不同，当前时刻光伏系统20的温度值与标准温度值也不相同，则控制装置24根据当前时刻光伏系统20的辐照值、标准辐照值、当前时刻光伏系统20的温度值、标准温度值和参考电压，可以计算得到当前时刻光伏系统20的基准电压。在一个可选的实施例中，控制装置可以根据公式计算当前时刻光伏系统20的基准电压，其中，D表示参考电压对应的光伏系统20的辐照值。

请参见图7，在一个实施例中，最大功率点追踪方法还包括：

步骤500、基于比例积分微分控制方法，对脉冲控制信号进行调节。

比例积分微分控制，简称PID控制。其中，比例控制是基于偏差进行调节；积分控制主要用于消除静查，提高装置的无差度；微分控制能够加快装置的动作速度，减小调节时间。控制装置24使用比例积分微分控制方法，对脉冲控制信号进行调节，使得脉冲控制信号更加精确，从而能够他提高对最大功率点的追踪速度。

请继续参见图7，在一个实施例中，在步骤500之后最大功率点追踪方法还包括：

步骤600、对脉冲控制信号进行调节后的信号进行滤波处理。

控制装置24在使用比例积分微分控制方法对脉冲控制信号进行调节后，在对调节后的信号进行滤波处理，使得消除调节后的信号中的干扰，使得最终得到的脉冲控制信号更加准确，从而能够提高对最大功率点的追踪速度和准确度。最终的脉冲控制信号可以表示为其中，y表示脉冲控制信号，Y表示对脉冲控制信号进行调节和滤波处理后的信号，Kp是比例控制的增益，K1是积分控制的增益，S表示积分系统，N表示滤波系数，KD是微分控制的增益。

在一个可选的实施例中，控制装置24中可以包括比例积分微分控制器和滤波器，通过比例积分微分控制器和滤波器对脉冲信号进行调节和滤波处理，具体的过程参见图8。

应该理解的是，虽然流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

请参见图9，本申请一个实施例提供一种最大功率点追踪装置10，该装置应用于光伏系统20。最大功率点追踪装置10包括获取模块100、确定模块200和控制模块300。其中，

获取模块100用于获取光伏系统的输入参数和光伏系统的初始最大功率点对应的参考电压；

确定模块200用于根据输入参数和所述基准电压，确定光伏系统的基准电压；

确定模块200还用于基于模糊控制算法，根据所述基准电压和所述参考电压，确定脉冲控制信号；

控制模块300用于根据脉冲控制信号控制光伏系统中的升压斩波电路，以使光伏系统在最大功率点附近工作。

在一个实施例中，确定模块200包括第一获取单元、计算单元和第一确定单元。其中，第一获取单元用于获取初始电压误差；计算单元用于根据初始电压误差、基准电压和参考电压，计算电压误差和电压误差变化量；第一确定单元用于基于模糊控制算法，根据电压误差和电压误差变化量，确定脉冲控制信号。

在一个实施例中，第一确定单元具体用于对电压误差和电压误差变化量进行模糊化处理，得到误差模糊量和误差变化量的模糊量；基于模糊控制规则，根据误差模糊量和误差变化量的模糊量，计算模糊脉冲控制信号；对模糊脉冲控制信号进行反模糊处理，得到脉冲控制信号。

在一个实施例中，确定模块200还包括第二获取单元和第二确定单元。其中，第二获取单元用于获取标准辐照值和标准温度值。第二确定单元用于根据标准辐照值、辐照值、标准温度值、温度值和参考电压，确定基准电压。

在一个实施例中，第二确定单元具体用于若辐照值与标准辐照值相同，且温度值与标准温度值相同，则基准电压为参考电压；若辐照值与标准辐照值相同，且温度值与标准温度值不相同，则根据温度值与标准温度值之间的差值以及参考电压，计算基准电压；若辐照值与标准辐照值不相同，且温度值与标准温度值相同，则根据辐照值与标准辐照值之间的差值以及参考电压，计算基准电压；若辐照值与标准辐照值不相同，且温度值与标准温度值不相同，则根据辐照值与标准辐照值之间的差值、温度值与标准温度值之间的差值和参考电压，计算基准电压。

在一个实施例中，最大功率点追踪装置10还包括处理模块，该处理模块用于基于比例积分微分控制方法，对脉冲控制信号进行调节。

在一个实施例中，处理模块还用于对脉冲控制信号进行调节后的信号进行滤波处理。

关于上述最大功率点追踪装置10的具体限定可以参见上文中对于最大功率点追踪方法的限定，在此不在赘述。最大功率点追踪装置10中的各个模块可以全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各装置、各模块或者各单元可以以硬件形式内嵌于或独立于控制装置中的处理器中，也可以以软件形式存储于控制装置中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个装置或模块对应的操作。

请参见图10，在一个实施例中，提供了一种控制装置，控制装置可以包括服务器，其内部结构图可以如图10所示。控制装置包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，控制装置的处理器用于提供计算和控制能力。控制装置的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。控制装置的数据库用于存储标准辐照值和标准温度值等。控制装置的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。控制装置被处理器执行时以实现一种最大功率点追踪方法。

本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的控制装置可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，本申请提供了一种控制装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取光伏系统的输入参数和光伏系统的初始最大功率点对应的参考电压；

根据输入参数和参考电压，确定光伏系统的基准电压；

基于模糊控制算法，根据基准电压和参考电压，确定脉冲控制信号；

根据脉冲控制信号控制光伏系统中的升压斩波电路，以使光伏系统在最大功率点附近工作。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取初始电压误差；根据初始电压误差、基准电压和参考电压，计算电压误差和电压误差变化量；基于模糊控制算法，根据电压误差和电压误差变化量，确定脉冲控制信号。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：对电压误差和电压误差变化量进行模糊化处理，得到误差模糊量和误差变化量的模糊量；基于模糊控制规则，根据误差模糊量和误差变化量的模糊量，计算模糊脉冲控制信号；对模糊脉冲控制信号进行反模糊化处理，得到脉冲控制信号。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取标准辐照值和标准温度值；根据标准辐照值、辐照值、标准温度值、温度值和参考电压，确定基准电压。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：若辐照值与标准辐照值相同，且温度值与标准温度值相同，则基准电压为参考电压；若辐照值与标准辐照值相同，且温度值与标准温度值不相同，则根据温度值与标准温度值之间的差值以及参考电压，计算基准电压；若辐照值与标准辐照值不相同，且温度值与标准温度值相同，则根据辐照值与标准辐照值之间的差值以及参考电压，计算基准电压；若辐照值与标准辐照值不相同，且温度值与标准温度值不相同，则根据辐照值与标准辐照值之间的差值、温度值与标准温度值之间的差值和参考电压，计算基准电压。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：基于比例积分微分控制方法，对脉冲控制信号进行调节。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：对脉冲控制信号进行调节后的信号进行滤波处理。

本申请一个实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取光伏系统的输入参数和光伏系统的初始最大功率点对应的参考电压；

根据输入参数和参考电压，确定光伏系统的基准电压；

基于模糊控制算法，根据基准电压和参考电压，确定脉冲控制信号；

根据脉冲控制信号控制光伏系统中的升压斩波电路，以使光伏系统在最大功率点附近工作。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取初始电压误差；根据初始电压误差、基准电压和参考电压，计算电压误差和电压误差变化量；基于模糊控制算法，根据电压误差和电压误差变化量，确定脉冲控制信号。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：对电压误差和电压误差变化量进行模糊化处理，得到误差模糊量和误差变化量的模糊量；基于模糊控制规则，根据误差模糊量和误差变化量的模糊量，计算模糊脉冲控制信号；对模糊脉冲控制信号进行反模糊化处理，得到脉冲控制信号。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取标准辐照值和标准温度值；根据标准辐照值、辐照值、标准温度值、温度值和参考电压，确定基准电压。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：若辐照值与标准辐照值相同，且温度值与标准温度值相同，则基准电压为参考电压；若辐照值与标准辐照值相同，且温度值与标准温度值不相同，则根据温度值与标准温度值之间的差值以及参考电压，计算基准电压；若辐照值与标准辐照值不相同，且温度值与标准温度值相同，则根据辐照值与标准辐照值之间的差值以及参考电压，计算基准电压；若辐照值与标准辐照值不相同，且温度值与标准温度值不相同，则根据辐照值与标准辐照值之间的差值、温度值与标准温度值之间的差值和参考电压，计算基准电压。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：基于比例积分微分控制方法，对脉冲控制信号进行调节。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：对脉冲控制信号进行调节后的信号进行滤波处理。

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，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以M种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(SyMchliMk)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(RaMbus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。