DE102013226489A1 - Method and device for determining a position of a power maximum of an electrical energy source - Google Patents

Method and device for determining a position of a power maximum of an electrical energy source Download PDF

Info

Publication number
DE102013226489A1
DE102013226489A1 DE102013226489.5A DE102013226489A DE102013226489A1 DE 102013226489 A1 DE102013226489 A1 DE 102013226489A1 DE 102013226489 A DE102013226489 A DE 102013226489A DE 102013226489 A1 DE102013226489 A1 DE 102013226489A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power
test
point
power value
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102013226489.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Wieland
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMA Solar Technology AG
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102013226489.5A priority Critical patent/DE102013226489A1/en
Priority to PCT/EP2014/077483 priority patent/WO2015091233A1/en
Publication of DE102013226489A1 publication Critical patent/DE102013226489A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66—Regulating electric power
    • G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (200) zum Bestimmen und/oder Auffinden einer Lage eines Leistungsmaximums (310) einer elektrischen Energiequelle (110). Das Verfahren (200) umfasst einen Schritt des Festlegens (210) eines Testarbeitspunktes (U0) und ggf. Ermitteln eines zu dem Testarbeitspunkt (U0) gehörigen Leistungswertes (P0) der Energiequelle (110). Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Veränderns (220) des Testarbeitspunktes (U0) auf zumindest einen veränderten Testarbeitspunkt (U1) und Ermitteln zumindest eines zu dem veränderten Testarbeitspunkt (U1) gehörigen veränderten Leistungswertes (P1) der Energiequelle (110) oder der relativen Änderung des Leistungswertes. Schließlich umfasst das Verfahren (200) einen Schritt des Schätzens (230) der Lage eines Leistungsmaximums (310) der Energiequelle (110) unter Verwendung eines Unterschiedswertes, der eine Abweichung zwischen dem Leistungswert (P0) und dem veränderten Leistungswert (P1) repräsentiert und/oder der eine Ableitung (D) einer Leistungskennlinie (300) der Energiequelle (110) am Testarbeitspunkt (U0) repräsentiert, insbesondere wobei der Unterschiedswert von dem Testarbeitspunkt, dem veränderten Testarbeitspunkt, dem Leistungswert und dem veränderten Leistungswert abhängig ist.The invention relates to a method (200) for determining and / or finding a position of a power maximum (310) of an electrical energy source (110). The method (200) comprises a step of specifying (210) a test work point (U0) and optionally determining a power value (P0) of the power source (110) associated with the test work point (U0). Furthermore, the method comprises a step of changing (220) the test work point (U0) to at least one modified test work point (U1) and determining at least one modified power value (P1) of the energy source (110) or the relative change associated with the modified test work point (U1) the power value. Finally, the method (200) comprises a step of estimating (230) the location of a power maximum (310) of the power source (110) using a difference value representing a deviation between the power value (P0) and the changed power value (P1) and / or representing a derivative (D) of a power characteristic (300) of the power source (110) at the test work point (U0), in particular wherein the difference value is dependent on the test work point, the modified test work point, the power value, and the changed power value.

Description

Stand der TechnikState of the art

Der hier vorgestellte Ansatz bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen einer Lage eines Leistungsmaximums einer elektrischen Energiequelle, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.The approach presented here relates to a method for determining a position of a power maximum of an electrical energy source, to a corresponding device and to a corresponding computer program product.

Maximum-Power-Point(MPP)-Tracker werden insbesondere bei Fotovoltaik-Anlagen zum Auffinden des Arbeitspunktes maximaler Leistung eines Fotovoltaik-Generator-Strings (PV-String) eingesetzt. Typischerweise wird dabei die Spannung des PV-Strings mit dem Ziel variiert, die Leistung des PV-Strings zu maximieren. Hierbei wird zwischen lokalen und globalen Verfahren unterschieden.Maximum power point (MPP) trackers are used in particular in photovoltaic systems for finding the operating point maximum power of a photovoltaic generator string (PV string). Typically, the voltage of the PV string is varied with the aim of maximizing the performance of the PV string. Here, a distinction is made between local and global methods.

Lokale Verfahren finden Arbeitspunkte, die sich dadurch auszeichnen, dass eine kleine Abweichung der Spannung des PV-Strings nach oben oder unten zu einer Reduzierung der Leistung führt, größere Abweichungen in der Spannung können jedoch zu einer Steigerung der Leistung führen. Lokale Verfahren sind also geeignet um lokale Maxima auf der Spannungs-Leistungs-Kurve (U-P-Kurve) des PV-Strings aufzufinden. Sofern mehr als ein solches Maximum existiert, gibt es in der Regel keine Garantie, welches der Maxima gefunden wird.Local methods find operating points characterized by the fact that a small deviation of the voltage of the PV string upwards or downwards leads to a reduction of the power, but larger deviations in the voltage can lead to an increase of the power. Local methods are thus suitable for finding local maxima on the voltage-power curve (U-P curve) of the PV string. If more than one such maximum exists, there is usually no guarantee which of the maxima is found.

Globale Verfahren finden auch bei mehreren lokalen Maxima immer den Arbeitspunkt maximaler Leistung. Es wird also dasjenige lokale Maximum gefunden, das unter allen lokalen Maxima die größte Leistung aufweist. Globale Verfahren sind insbesondere im Zusammenhang mit teilverschatteten PV-Strings relevant.Global methods always find the operating point of maximum power even with several local maxima. Thus, the local maximum is found which has the greatest power of all local maxima. Global methods are particularly relevant in the context of partially shaded PV strings.

Das mit Abstand am weitesten verbreitete Verfahren für lokale MPP-Tracker ist die Methode der Lastsprünge (engl: Perturb and Observe, P&O). Bei diesem Verfahren wird die Spannung des PV-Strings in bestimmten, diskreten Schritten variiert („Perturb“) und beobachtet („Observe“), wie sich die Leistung des PV-Strings verändert. Ergibt sich eine Erhöhung der Leistung bei einer Erhöhung oder Verringerung der Spannung, wird die Spannung in weiteren diskreten Schritten so lange in die gleiche Richtung weiter verändert, bis die Leistung sich nicht mehr weiter erhöht – der MPP ist erreicht. Im MPP wird die Spannung weiter in beide Richtungen alternierend verändert, um den Arbeitspunkt an veränderte Bedingungen (Einstrahlung, Temperatur, ...) anzupassen.By far the most widely used method for local MPP trackers is the method of load jumps (Perturb and Observe, P & O). In this method, the voltage of the PV string is varied in certain discrete steps ("perturb") and observes ("observe") how the power of the PV string changes. If an increase in power results in an increase or decrease in the voltage, the voltage is further changed in the same direction in further discrete steps until the power no longer increases - the MPP is reached. In the MPP, the voltage is alternately changed in both directions to adapt the operating point to changing conditions (irradiation, temperature, ...).

Die Methode der Lastsprünge kommt unter anderem in vielen Fotovoltaik-Wechselrichtern zum Einsatz. Es existieren zahlreiche Variationen und Abwandlungen der Methode der Lastsprünge, die jedoch alle nach dem oben beschriebenen Verfahren funktionieren. Insbesondere weisen sie alle die folgenden Merkmale auf: Die Spannung des PV-Strings wird in diskreten, nicht notwendigerweise konstanten Schritten variiert und die Leistung des PV-Strings wird im eingeschwungenen Zustand gemessen. Daraus ergibt sich eine begrenzte Geschwindigkeit des MPP-Tracking-Algorithmus und in vielen Fällen eine begrenzte Genauigkeit aufgrund der diskreten Schrittweiten.The method of load jumps is used, inter alia, in many photovoltaic inverters. There are numerous variations and modifications of the load jump method, but they all work according to the method described above. In particular, they all have the following features: the voltage of the PV string is varied in discrete, not necessarily constant steps, and the power of the PV string is measured in the steady state. This results in a limited speed of the MPP tracking algorithm and in many cases limited accuracy due to the discrete step sizes.

Weitere Verfahren für MPP-Tracker werden in der einschlägigen Fachliteratur behandelt, finden aber keine oder nur sehr geringe Verbreitung in kommerziellen Fotovoltaik-Wechselrichtern. Wechselrichter verfügen in der Regel zur Einstellung des MPPs über einen leistungselektronischen DC-DC-Steller am Eingang, der in der Spannung (oder im Strom) regelbar ist.Other methods for MPP trackers are covered in the pertinent literature but find little or no dissemination in commercial photovoltaic inverters. Inverters typically have an on-board DC-DC power controller that can be regulated in voltage (or current) to adjust the MPP.

Die Druckschrift DE 10 2010 036 966 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Fotovoltaikgenerators an einem Arbeitspunkt maximaler Leistung.The publication DE 10 2010 036 966 A1 discloses a method of operating a photovoltaic generator at a maximum power operating point.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Bestimmen und/oder Auffinden eines Leistungsmaximums einer elektrischen Energiequelle, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, with the approach presented here, a method for determining and / or finding a power maximum of an electrical energy source, furthermore a device that uses this method and finally a corresponding computer program product according to the main claims are presented. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ein Verfahren zum Bestimmen und/oder Auffinden einer Lage eines Leistungsmaximums einer elektrischen Energiequelle, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

  • – Festlegen eines Testarbeitspunktes und ggf. Ermitteln eines zu dem Testarbeitspunkt gehörigen Leistungswertes der Energiequelle;
  • – Verändern des Testarbeitspunktes auf zumindest einen veränderten Testarbeitspunkt und Ermitteln zumindest eines zu dem veränderten Testarbeitspunkt gehörigen veränderten Leistungswertes und/oder einer relativen Änderung des Leistungswertes bezogen auf die Änderung des Testarbeitspunktes der Energiequelle; und
  • – Schätzen einer Lage des Leistungsmaximums der Energiequelle in Bezug auf den Testarbeitspunkt unter Verwendung eines Unterschiedswertes, der eine Abweichung zwischen dem Leistungswert und dem veränderten Leistungswert repräsentiert und/oder der eine Ableitung einer Leistungskennlinie der Energiequelle am Testarbeitspunkt repräsentiert, insbesondere wobei der Unterschiedswert von dem Testarbeitspunkt, dem veränderten Testarbeitspunkt, dem Leistungswert und dem veränderten Leistungswert abhängig ist.
The approach presented here provides a method for determining and / or finding a position of a power maximum of an electrical energy source, the method comprising the following steps:
  • Determining a test operating point and optionally determining a power value of the energy source associated with the test operating point;
  • Changing the test work point to at least one modified test work point and determining at least one modified power value associated with the modified test work point and / or a relative change in the power value related to the change of the test work point of the power source; and
  • Estimating a position of the power maximum of the power source with respect to the test operating point using a difference value representing a deviation between the power value and the changed power value and / or deriving a derivative of a power characteristic of the power source In particular, where the difference value depends on the test work point, the modified test work point, the power value and the changed power value.

Unter einer elektrischen Energiequelle kann allgemein ein elektrischer Generator (wie beispielsweise ein Fotovoltaik-Modul), ein elektrischer Energiespeicher (wie beispielsweise eine Batterie oder ein Akku) oder eine andere Quelle von elektrischer Energie verstanden werden. Unter einem Testarbeitspunkt kann ein (einzelner) Parameter verstanden werden, von dem eine Leistungskennlinie abhängig ist. Beispielsweise kann ein Testarbeitspunkt eine bestimmte ausgewählte Spannung sein. Unter einem Leistungsmaximum kann ein lokales oder globales Maximum der von der elektrischen Energiequelle abgegebenen Leistung verstanden werden. Dabei kann sich die von der Energiequelle abgegebene Leistung im Zeitverlauf auch ändern, beispielsweise wenn als Energiequelle eine Fotovoltaik-Anlage oder ein Fotovoltaikmodul verwendet wird, dessen elektrische Eigenschaften sich durch Wettereinflüsse wie Sonneneinstrahlung, Bewölkung und/oder Temperatur über die Zeit ändern können. Unter einer Leistungskennlinie kann eine Funktion oder eine Charakteristik verstanden werden, die einen Zusammenhang einer von der Energiequelle abgegebenen (elektrischen) Leistung in Abhängigkeit von einem oder mehreren Parametern (wie beispielsweise einer Spannung und/oder einem Strom) wiedergibt.An electrical energy source may generally be understood to be an electrical generator (such as a photovoltaic module), an electrical energy store (such as a battery or a rechargeable battery) or another source of electrical energy. A test work point can be understood as a (single) parameter on which a performance characteristic is dependent. For example, a test work point may be a certain selected voltage. A power maximum may be understood as meaning a local or global maximum of the power output by the electrical energy source. In this case, the power output by the energy source over time may also change, for example, when a photovoltaic system or a photovoltaic module is used as an energy source whose electrical properties may change over time due to weather conditions such as solar radiation, clouds and / or temperature. A performance characteristic may be understood to be a function or characteristic that reflects a relationship of (electrical) power delivered by the energy source as a function of one or more parameters (such as voltage and / or current).

Der hier vorgestellte Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass zur Ermittlung des Leistungsmaximums eine absolute und/oder relative Abweichung zwischen dem Leistungswert und dem veränderten Leistungswert herangezogen werden kann. Hierbei wird insbesondere der Verlauf der aktuellen Leistungskennlinie der Energiequelle im Testarbeitspunkt näher analysiert und aus diesem Verlauf die Lage des Leistungsmaximums bestimmt. Gegenüber herkömmlichen Ansätzen im Stand der Technik lässt sich mit dem hier vorgestellten Ansatz nun nicht mehr eine Leistungskennlinie sprungweise abtasten, um zum Leistungsoptimum zu gelangen, sondern es kann bereits aus dem Verlauf der meist nicht bekannten Leistungskennlinie im Bereich des Testarbeitspunktes ein Rückschluss auf die Lage des Leistungsoptimums der Energiequelle gezogen werden, um auf sehr schnelle und effektive Weise dieses Leistungsmaximum aufzufinden. The approach presented here is based on the knowledge that an absolute and / or relative deviation between the power value and the changed power value can be used to determine the power maximum. In particular, the course of the current power characteristic of the energy source in the test working point is analyzed in more detail and the position of the power maximum determined from this course. Compared to conventional approaches in the prior art can now no longer skip a performance curve in order to achieve the optimum performance, but it can already from the course of the most unknown performance curve in the test point a conclusion on the location of the Power optimum of the energy source to be found in a very fast and effective way, this maximum performance.

Sehr vorteilhaft ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der im Schritt des Veränderns der Testarbeitspunkt kontinuierlich und/oder sprungfrei auf den veränderten Testarbeitspunkt verändert wird. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, die Lage des Leistungsmaximums der Energiequelle bereits auf der Basis eines sehr engen Wertebereichs um den Testarbeitspunkt bestimmen zu können. Very advantageous is an embodiment of the present invention, in which the test working point is changed continuously and / or jump-free to the modified test operating point in the step of changing. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of being able to determine the position of the power maximum of the energy source already on the basis of a very narrow value range around the test operating point.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der im Schritt des Schätzens die Lage des Leistungsmaximums als zu einem Arbeitspunkt mit einem größeren Wert als dem Testarbeitspunkt gehörig geschätzt wird, wenn der veränderte Testarbeitspunkt größer als der Testarbeitspunkt ist und der veränderte Leistungswert größer als der Leistungswert ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Lage des Leistungsmaximums als zu einem Arbeitspunkt mit einem kleineren Wert als dem Testarbeitspunkt gehörig geschätzt werden, wenn der veränderte Testarbeitspunkt kleiner als der Testarbeitspunkt ist und der veränderte Leistungswert kleiner als der Leistungswert ist. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass die Lage des Leistungsmaximums der elektrischen Energiequelle sehr schnell und technisch sehr einfach implementierbar aufgefunden werden kann.Particularly advantageous is an embodiment of the present invention in which, in the estimating step, the position of the power maximum is estimated as belonging to an operating point having a value greater than the test operating point when the modified test operating point is greater than the test operating point and the changed power value is greater than that Power value is. Alternatively or additionally, the location of the power maximum may be estimated as belonging to an operating point having a value less than the test operating point if the modified test operating point is less than the test operating point and the changed power value is less than the power value. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that the position of the power maximum of the electrical energy source can be found very quickly and technically very easily implemented.

Denkbar ist auch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der im Schritt des Schätzens das Leistungsmaximum der Energiequelle erkannt wird, wenn der Unterschiedswert innerhalb eines Toleranzbereichs gleich null ist. Unter einem Toleranzbereich kann beispielsweise ein Wertebereich verstanden werden, bei dem der veränderte Leistungswert lediglich eine Abweichung von 5 oder 10 Prozent des Leistungswertes aufweist. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil eines definierten Abbruchkriteriums, wenn das Leistungsmaximum näherungsweise aufgefunden wurde. Zugleich lässt sich eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung numerisch und schaltungstechnisch sehr einfach implementieren. An embodiment of the present invention is also conceivable in which, in the step of estimating, the power maximum of the energy source is detected when the difference value within a tolerance range is equal to zero. For example, a tolerance range can be understood as meaning a range of values in which the changed power value only has a deviation of 5 or 10 percent of the power value. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of a defined termination criterion when the power maximum has been approximately found. At the same time, such an embodiment of the present invention can be implemented very simply numerically and with regard to circuitry.

Günstig ist auch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der in den Schritten des Festlegens und des Veränderns der Leistungswert und der veränderte Leistungswert unter Verwendung eines Filters ermittelt werden. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass kleinere Störungen oder Schwankungen am Ausgang der Energiequelle im Betrieb derselben kompensiert werden können, sodass eine solche Ausführungsform eine robuste Schätzung der Lage des Leistungsoptimums zulässt.An embodiment of the present invention is also advantageous in which, in the setting and changing steps, the power value and the changed power value are determined using a filter. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that smaller perturbations or fluctuations in the output of the power source can be compensated in the operation thereof, so that such an embodiment allows a robust estimation of the position of the power optimum.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann im Schritt des Veränderns der Testarbeitspunkt zu einer Mehrzahl von veränderten Testarbeitspunkten entsprechend einer vordefinierten Funktion, insbesondere einer Sinusfunktion und/oder entsprechend einer vordefinierten Frequenz verändert werden, um eine Mehrzahl von zu den veränderten Testarbeitspunkten entsprechend veränderten Leistungswerten und/oder relativen Änderungen der Leistungswerte zu erhalten. Dabei kann im Schritt des Schätzens die Lage des Leistungsmaximums unter Verwendung eines Vergleiches eines Verlaufes der veränderten Leistungswerte mit einem Verlauf der veränderten Testarbeitspunkte geschätzt werden. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, durch Auswertung eines Verlaufs der veränderten Leistungswerte (beispielsweise in Bezug zu einem erwarteten Verlauf) eine präzise Aussage über die Lage des Leistungsmaximums bezogen auf den Testarbeitspunkt treffen zu können. Insbesondere kann bei Verwendung von periodischen Funktionen zur Ermittlung des veränderten Testarbeitspunktes beispielsweise ein Phasenversatz im Verlauf der veränderten Leistungswerte einen sehr einfach auswertbaren Hinweis auf die Lage des Leistungsmaximums in Bezug zum Testarbeitspunkt liefern. According to another embodiment of the present invention, in the step of changing, the test working point may be changed to a plurality of modified test work points corresponding to a predefined function, in particular a sine function and / or a predefined frequency, at a plurality of the changed test work points according to changed performance values and / or relative changes of the performance values. In this case, in the step of the estimation, the position of the power maximum can be estimated using a comparison of a course of the changed power values with a course of the changed test work points. Such an embodiment of the present invention offers the advantage of being able to make a precise statement about the position of the maximum power in relation to the test operating point by evaluating a course of the changed power values (for example in relation to an expected course). In particular, when using periodic functions for determining the modified test operating point, for example, a phase offset in the course of the changed power values can provide a very easily evaluable indication of the position of the power maximum in relation to the test operating point.

Besonders genau und sehr schnell kann die Lage des Leistungsmaximums dann erkannt werden, wenn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Schritt des Veränderns der veränderte Testarbeitspunkt abhängig von dem Testarbeitspunkt, dem aktuellen Leistungswert, dem aktuellen Testarbeitspunkt, einer Tageszeit und/oder dem Unterschiedswert eines vorangegangenen Schrittes des Schätzens ist.The position of the maximum power can be detected particularly accurately and very quickly when, according to an embodiment of the present invention in the step of changing the modified test operating point depending on the test working point, the current power value, the current test working point, a time of day and / or the difference of a previous Step of estimating is.

Von Vorteil ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Schritte des Veränderns und Schätzens wiederholt ausgeführt werden, wobei in dem wiederholt ausgeführten Schritt des Festlegens als Testarbeitspunkt ein Wert gewählt wird, der größer ist als der in einem vorangegangenen Schritt des Festlegens festgelegte Testarbeitspunkt, wenn in einem vorangegangenen Schritt des Schätzens der veränderte Leistungswert bei einem größeren veränderten Testarbeitspunkt größer als der Leistungswert und/oder bei einem kleineren veränderten Testarbeitspunkt kleiner als der Leistungswert ist, und/oder wenn eine Ableitung der Leistungskennlinie positiv ist. Alternativ oder zusätzlich kann in dem wiederholt ausgeführten Schritt des Festlegens als Testarbeitspunkt ein Wert gewählt werden, der kleiner als der in einem vorangegangenen Schritt des Festlegens festgelegte Testarbeitspunkt ist, wenn in einem vorangegangenen Schritt des Schätzens der veränderte Leistungswert bei einem größeren veränderten Testarbeitspunkt kleiner als der Leistungswert oder bei einem kleineren veränderten Testarbeitspunkt größer als der Leistungswert ist, und/oder wenn eine Ableitung der Leistungskennlinie negativ ist. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine wiederholte Ausführung der Schritte des Veränderns und des Schätzens in einem sehr schnell konvergierenden Algorithmus zum Leistungsmaximum der Energiequelle führt.An embodiment of the present invention is advantageous in which the steps of changing and estimating are carried out repeatedly, wherein in the repeatedly executed step of setting as the test operating point a value is selected which is greater than the test operating point set in a preceding step of setting, if, in a previous step of estimating, the changed power value is greater than the power value at a larger modified test work point and / or a smaller modified test work point than the power value, and / or if a derivative of the power curve is positive. Alternatively or additionally, in the repeatedly executed step of setting as test working point, a value smaller than the test working point set in a previous step of setting may be selected if, in a previous step of estimating, the changed power value is smaller than that at a larger changed test working point Power value or at a smaller modified test operating point is greater than the power value, and / or if a derivative of the power characteristic is negative. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that repeated execution of the steps of altering and estimating in a very fast convergent algorithm results in the power maximum of the power source.

Auch kann in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Schritt des Festlegens ein Spannungswert als Testarbeitspunkt einer Leistungskennlinie eines Fotovoltaikmoduls festgelegt werden, wobei im Schritt des Veränderns eine Spannung verändert wird, um den veränderten Testarbeitspunkt zu erhalten und wobei im Schritt des Schätzens die Lage eines Leistungsmaximums des Fotovoltaikmoduls als Energiequelle in Bezug auf den Testarbeitspunkt geschätzt wird. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass insbesondere im Bereich der Fotovoltaik auftretende Wechsel oder Verschiebungen der Leistungsmaxima sehr schnell und einfach erkannt werden können, so dass ein entsprechender optimaler Arbeitspunkt im Betrieb des Fotovoltaikmoduls angepasst werden kann.Also, in another embodiment of the present invention, in the setting step, a voltage value may be set as a test operating point of a power characteristic of a photovoltaic module, wherein in the step of changing a voltage is changed to obtain the modified test operating point and wherein in the step of estimating the location of a power maximum of the photovoltaic module is estimated as an energy source with respect to the test working point. Such an embodiment of the present invention offers the advantage that changes or displacements of the power maxima occurring in particular in the area of photovoltaics can be detected very quickly and easily, so that a corresponding optimum operating point can be adapted during operation of the photovoltaic module.

Insofern ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorteilhaft, welche als Verfahren zum Ansteuern einer Fotovoltaik-Anlage ausgelegt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

  • – die Schritte eines Verfahrens gemäß einer hier vorgestellten Variante; und
  • – Betreiben der Fotovoltaik-Anlage mit einem Arbeitspunkt, der dem geschätzten Leistungsmaximum entspricht.
In this respect, an embodiment of the present invention is advantageous, which is designed as a method for driving a photovoltaic system, the method comprising the following steps:
  • The steps of a method according to a variant presented here; and
  • - Operating the photovoltaic system with an operating point that corresponds to the estimated maximum power.

Günstig ist ferner eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Vorrichtung, die ausgebildet ist, um alle Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens durchzuführen und/oder anzusteuern. Der hier vorgestellte Ansatz schafft somit eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. Also favorable is an embodiment of the present invention as a device, which is designed to perform and / or control all steps of a variant of a method presented here. The approach presented here thus creates a device which is designed to carry out or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.

Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird. Insofern ist auch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorteilhaft, die als Computerprogramm ausgebildet ist, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens durchzuführen und/oder anzusteuern. Auch ist ein maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten entsprechend ausgestalteten Computerprogramm vorteilhaft. Also of advantage is a computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and used for carrying out and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above, in particular if Program product is executed on a computer or a device. In this respect, an embodiment of the present invention is advantageous, which is designed as a computer program that is configured to perform all steps of a variant of a method presented here and / or to control. Also, a machine-readable storage medium with a correspondingly designed computer program stored thereon is advantageous.

Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The approach presented here will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a block diagram of a device according to an embodiment of the present invention;

2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 a flowchart of a method according to an embodiment of the present invention;

3A Diagramme zur Erläuterung der Variation des Testarbeitspunktes, um die Lage des Leistungsmaximums der Energiequelle zu bestimmen; 3A Diagrams for explaining the variation of the test operating point to determine the position of the power maximum of the power source;

3B weitere Diagramme zur Erläuterung des zeitlichen Verhaltens der Variation des Testarbeitspunktes und der hieraus resultierenden Veränderung des Leistungswertes der an den Ausgangsklemmen der Energiequelle ausgegebenen Leistung; und 3B Further diagrams for explaining the temporal behavior of the variation of the test working point and the resulting change in the power value of the power output at the output terminals of the power source; and

4 ein Blockschaltbild eines MPP-Reglers als Vorrichtung zum Bestimmen und/oder Auffinden des Leistungsmaximums einer Energiequelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4 a block diagram of an MPP controller as a device for determining and / or finding the power maximum of a power source according to an embodiment of the present invention.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.

Der hier vorgestellte Ansatz beschäftigt sich insbesondere mit lokalen Verfahren zur Suche eines Leistungsmaximums einer Energiequelle. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird daher im Folgenden davon ausgegangen, dass die U-P-Kurve des PV-Strings nur ein lokales Maximum aufweist, welches folglich auch das globale Maximum darstellt.The approach presented here deals in particular with local methods for finding a power maximum of an energy source. To simplify the description, it is therefore assumed below that the U-P curve of the PV string has only one local maximum, which consequently also represents the global maximum.

Ein wichtiger Aspekt eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist es, den Arbeitspunkt maximaler Leistung eines PV-Strings (oder allgemeiner einer elektrischen Energiequelle) zu finden und einzustellen. Dabei sollen Geschwindigkeit, Genauigkeit, Robustheit gegen Störungen und Implementierungsaufwand des vorgeschlagenen Algorithmus gegenüber herkömmlichen MPP-Trackern (insbesondere der Methode der Lastsprünge) verbessert werden.An important aspect of an embodiment of the invention is to find and set the operating point of maximum power of a PV string (or more generally an electrical energy source). The aim is to improve the speed, accuracy, robustness against interference and implementation costs of the proposed algorithm compared to conventional MPP trackers (in particular the method of load jumps).

Die hier vorgestellten Ausführungsbeispiele des vorgeschlagenen Ansatz eines MPP-Tracker-Algorithmus‘ basieren im Gegensatz zu bestehenden Ansätzen nicht auf einer großen Veränderung der Spannung des PV-Strings in diskreten Schritten und der Messung in einzelnen, eingeschwungenen Arbeitspunkten. Stattdessen wird die Spannung kontinuierlich verändert und die Leistung kontinuierlich gemessen. Dazu kommen geeignete digitale Filter und Methoden der Regelungstechnik zum Einsatz, welche sich insbesondere durch sehr gute Unterdrückung von Messrauschen auszeichnen.In contrast to existing approaches, the embodiments of the proposed approach of an MPP tracker algorithm presented here are not based on a large change in the voltage of the PV string in discrete steps and the measurement in individual, steady-state operating points. Instead, the voltage is continuously changed and the power continuously measured. For this purpose, suitable digital filters and methods of control technology are used, which are characterized in particular by very good suppression of measurement noise.

Der beispielhaft vorgeschlagene Algorithmus wird dabei nicht als diskreter Zustandsautomat realisiert, sondern kann in Form einer Regelung umgesetzt werden, wodurch sich die Komplexität der Implementierung reduziert.The algorithm proposed by way of example is not realized as a discrete state machine, but can be implemented in the form of a control, which reduces the complexity of the implementation.

Trotz der reduzierten Komplexität kann der beispielhaft vorgeschlagene Algorithmus schneller und präziser als herkömmliche MPP-Tracker (insbesondere solche, die nach der Methode der Lastsprünge arbeiten) den optimalen Arbeitspunkt eines PV-Strings als Energiequelle einstellen.Despite the reduced complexity, the algorithm proposed by way of example can set the optimum operating point of a PV string as an energy source faster and more precisely than conventional MPP trackers (in particular those which operate on the method of load jumps).

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Algorithmus zum Auffinden und Einstellen eines Arbeitspunktes, charakterisiert durch eine Eingangsgröße U, an welchem eine bestimmte Zielgröße P(U) einen Extremwert aufweist. Dazu wird die Ableitung der Zielgröße (hier: Leistung) nach der Eingangsgröße (hier: Spannung) geschätzt und die Eingangsgröße derart variiert, dass diese Ableitung null wird.One aspect of the present invention is an algorithm for finding and setting an operating point, characterized by an input quantity U at which a specific target variable P (U) has an extreme value. For this purpose, the derivative of the target variable (here: power) is estimated according to the input variable (here: voltage) and the input variable is varied in such a way that this derivative becomes zero.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 100 zum Bestimmen und/oder Auffinden einer Lage eines Leistungsmaximums einer elektrischen Energiequelle 110. Die elektrische Energiequelle 110 kann hierbei als Fotovoltaik-Anlage ausgebildet sein, um Licht der Sonne 120 in elektrischen Strom oder elektrische Energie umzuwandeln und diesen Strom über mindestens zwei Ausgangsklemmen 130 an die Vorrichtung 100 auszugeben. Die Vorrichtung 100 weist dabei eine Ansteuereinheit 140 auf, die einerseits zur Einstellung eines Arbeitspunktes der Energiequelle 110 als auch zur Messung eines Stroms, einer Spannung oder einer Leistung an den Ausgangsklemmen 130 ausgebildet ist. Ferner umfasst die Vorrichtung 100 eine Einrichtung 150 zur Festlegung eines Testarbeitspunktes U0, der der Ansteuereinheit 140 eingeprägt wird. Zugleich weist Vorrichtung 100 eine Veränderungseinheit 160 auf, die ausgebildet ist, um basierend auf dem Testarbeitspunktes U0 einen veränderten Testarbeitspunktes U1 zu bestimmen und diesen der Ansteuereinheit 140 einzuprägen. Schließlich umfasst die Vorrichtung 100 noch eine Schätzeinheit 170, die neben dem Testarbeitspunkt U0, dem veränderten Testarbeitspunktes U1 noch Messwerte P0 und P1 von der Ansteuereinheit 140 empfängt, die Leistungen repräsentieren, die von der Energiequelle 110 auf den Anschlussklemmen 130 im Betrieb am Testarbeitspunkt U0 (Messwert P0) bzw. am veränderten Testarbeitspunkt U1 (Messwert P1) abgegeben werden. Die Schätzeinheit 170 kann auch ein entsprechendes Signal an die Veränderungseinheit 160 liefern, um eine Einstellung eines veränderten Testarbeitspunktes U0 in einem nachfolgenden Zyklus zu ermöglichen und hierdurch das Auffinden des Leistungsmaximums sicherzustellen und/oder zu beschleunigen. 1 shows a block diagram of a device 100 for determining and / or finding a position of a power maximum of an electrical energy source 110 , The electrical energy source 110 This can be designed as a photovoltaic system to light the sun 120 into electrical power or electrical energy and convert this power through at least two output terminals 130 to the device 100 issue. The device 100 has a drive unit 140 on the one hand to set an operating point of the energy 110 as well as to measure a current, voltage or power at the output terminals 130 is trained. Furthermore, the device comprises 100 An institution 150 for determining a test working point U 0 , that of the drive unit 140 is impressed. At the same time has device 100 a unit of change 160 which is designed to determine based on the test operating point U 0 a modified test operating point U 1 and this of the drive unit 140 memorize. Finally, the device includes 100 another treasure unit 170 , in addition to the test working point U 0 , the modified test working point U 1 nor measured values P 0 and P 1 from the drive unit 140 receives, represent the benefits of the energy source 110 on the terminals 130 during operation at test point U 0 (measured value P 0 ) or at the modified test operating point U 1 (measured value P 1 ). The treasure unit 170 can also send a corresponding signal to the unit of change 160 to allow adjustment of a modified test operating point U 0 in a subsequent cycle, thereby ensuring and / or accelerating the finding of the maximum power.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Bestimmen und/oder Auffinden einer Lage eines Leistungsmaximums einer elektrischen Energiequelle. Das Verfahren 200 umfasst einen Schritt 210 des Festlegens eines Testarbeitspunktes und ggf. des Ermittelns eines zu dem Testarbeitspunkt gehörigen Leistungswertes der Energiequelle und/oder einer relativen Änderung des Leistungswertes. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt 220 des Veränderns des Testarbeitspunktes auf zumindest einen veränderten Testarbeitspunkt und Ermitteln zumindest eines zu dem veränderten Testarbeitspunkt gehörigen veränderten Leistungswertes der Energiequelle. Schließlich umfasst das Verfahren 200 einen Schritt 230 des Schätzen einer Lage des Leistungsmaximums der Energiequelle unter Verwendung eines Unterschiedswertes, der eine Abweichung zwischen dem Leistungswert und dem veränderten Leistungswert repräsentiert und/oder der eine Ableitung einer Leistungskennlinie der Energiequelle am Testarbeitspunkt repräsentiert, insbesondere wobei der Unterschiedswert von dem Testarbeitspunkt, dem veränderten Testarbeitspunkt, dem Leistungswert und dem veränderten Leistungswert abhängig ist. 2 shows a flowchart of a method 200 for determining and / or finding a position of a power maximum of an electrical energy source. The procedure 200 includes a step 210 determining a test work point and, if necessary, determining a power value of the power source associated with the test work point and / or a relative change in the power value. Furthermore, the method comprises a step 220 changing the test working point to at least one modified test working point and determining at least one modified power value of the energy source associated with the modified test working point. Finally, the process includes 200 one step 230 estimating a position of the power maximum of the power source using a difference value representing a deviation between the power value and the changed power value and / or representing a derivative of a power characteristic of the power source at the test work point, in particular wherein the difference value from the test work point, the modified test work point, depends on the power value and the changed power value.

Im Zusammenhang mit MPP-Trackern (als Beispiel für eine Vorrichtung 100) für Fotovoltaik-Wechselrichter ist die Eingangsgröße typischerweise die Spannung des PV-Strings. Die Zielgröße ist typischerweise die Leistung des PV-Strings. Das Ziel ist, die Leistung zu maximieren.In the context of MPP trackers (as an example of a device 100 ) for photovoltaic inverters, the input is typically the voltage of the PV string. The target size is typically the power of the PV string. The goal is to maximize performance.

Das hier vorgestellte Ausführungsbeispiel kann in zwei Bestandteile untergliedert werden: zum einen die Schätzung einer Ableitung und zum zweiten die Beeinflussung der Eingangsgröße (der Spannung) um den Arbeitspunkt zu finden, an dem die Ableitung verschwindet und so das Leistungsmaximum der Energiequelle erkannt werden kann.The exemplary embodiment presented here can be subdivided into two components: on the one hand the estimation of a derivative and, on the other hand, the influencing of the input variable (the voltage) around the operating point at which the derivative disappears and the power maximum of the energy source can be detected.

Die Schätzung der Ableitung basiert auf einer Modulation der Eingangsgröße U. Das Prinzip ist in den Diagrammen aus der 3 und 4 dargestellt. The estimation of the derivative is based on a modulation of the input quantity U. The principle is shown in the diagrams of the 3 and 4 shown.

3A zeigt in diesem Zusammenhang in einem linken oberen Teildiagramm die (zumeist unbekannte) Leistungskennlinie der Energiequelle 110, die sich im Zeitverlauf verändert kann, beispielsweise durch veränderte Einstrahlung, Verschattung und/oder Temperatur der Module einer Fotovoltaik-Anlage als Energiequelle 110. Dabei ist in dem linken oberen Teildiagramm die Leistungskennlinie 300 als Funktion der von der Energiequelle abgegebenen Leistung (Ordinatenwert) an einem bestimmten Spannungswert als Arbeitspunkt (Abszissenwert) aufgetragen, wobei diese Leistungskennlinie ein Leistungsmaximum 310 aufweist. In einem Teildiagramm links unten ist eine Veränderung oder Variation der Eingangsgröße U (Abszissenwert) um je einen von drei beispielhaft dargestellten Testarbeitspunkten U0 im Zeitverlauf (Ordinatenwert) dargestellt. Die Auswahl des betreffenden Testarbeitspunktes U0, z.B. als einer der drei dargestellten Testarbeitspunkte, kann hierbei von der Festlegungseinheit 150 aus 1 getroffen werden, wogegen die Variation des Eingangsgrößenwertes U von beispielsweise U0 auf U1 durch die Veränderungseinheit aus 1 erfolgen kann. Erfolgt nun der ausgewählte Testarbeitspunkt U0 bei einer Variation auf den veränderten Testarbeitspunkt U1, kann von den Sensoren der Ansteuereinheit 140 eine Leistungsabgabe der Energiequelle 110 ermittelt werden, die auf der Ordinate des rechten oberen Teildiagramms der 3A wiedergegeben ist. Wird nun der Testarbeitspunkt U entsprechend der entsprechenden vertikalen Darstellung in dem links unten dargestellten Teildiagramm zeitlich variiert, resultiert ein dem Testarbeitspunkt entsprechender Leistungswert P0 bzw. ein dem veränderten Testarbeitspunkt entsprechender veränderter Leistungswert P1, wie er in der oberen rechten Darstellung aus 3A als zeitliche Variation in Abszissenrichtung abgebildet ist. Insofern ist in der 3A die Änderung der Zielgröße P(U) in Abhängigkeit von der Eingangsgröße U links des Maximums 310 (gestrichelte Darstellung), rechts des Maximums 310 (gepunktete Darstellung) und im Maximum 310 (durchgezogene Darstellung) wiedergegeben. 3A shows in this context in a left upper part diagram the (mostly unknown) power characteristic of the energy source 110 , which can change over time, for example, by changing irradiation, shading and / or temperature of the modules of a photovoltaic system as an energy source 110 , Here, in the upper left sub-diagram, the performance curve 300 is plotted as a function of the power output by the power source (ordinate value) at a certain voltage value as an operating point (abscissa value), this power characteristic being a power maximum 310 having. In a partial diagram at the bottom left, a change or variation of the input variable U (abscissa value) by one of three exemplified exemplary test work points U 0 over time (ordinate value) is shown. The selection of the relevant test work point U 0 , for example as one of the three test work points shown, can hereby be determined by the determination unit 150 out 1 whereas the variation of the input variable value U from, for example, U 0 to U 1 is made by the unit of change 1 can be done. If the selected test operating point U 0 now occurs with a variation on the modified test operating point U 1 , the control unit can use the sensors 140 a power output of the power source 110 which are on the ordinate of the upper right sub-graph of the 3A is reproduced. If now the test working point U is temporally varied according to the corresponding vertical representation in the partial diagram shown at the bottom, a power value P 0 corresponding to the test working point or a modified power value P1 corresponding to the modified test working point results, as in the upper right representation 3A is shown as a temporal variation in the abscissa direction. Insofar is in the 3A the change of the target size P (U) as a function of the input quantity U to the left of the maximum 310 (dashed line), right of the maximum 310 (dotted representation) and in the maximum 310 (solid line) reproduced.

In der 3B sind zwei Teildiagramme wiedergegeben, bei denen im oberen Teildiagramm die Variation der Eingangsgröße U über die Zeit dargestellt ist und im unteren Teildiagramm die betreffende Variation des Leistungswertes abgebildet ist, wobei nun in der Darstellung in beiden Diagrammen die Abszisse die Zeitachse bildet. Insofern wird in den Teildiagrammen aus der 3B eine Gegenüberstellung der Wirkung der Variation der Eingangsgröße auf die Leistungswerte der Leistungskennlinie 300 aus 3A in den unterschiedlichen Abschnitten der Leistungskennlinie 300 wiedergegeben. 3B zeigt somit die zeitlichen Verläufe der AC-Anteile von Eingangsgröße – U – <U> – und Zielgröße – P(U) – P(<U>) – (wobei <U> der Mittelwert von U sei) links des Maximums (gestrichelt), rechts des Maximums (gepunktet) und im Maximum (durchgezogen).In the 3B two partial diagrams are reproduced, in which the upper part of the diagram shows the variation of the input quantity U over time is shown and in the lower part diagram the respective variation of the power value is shown, now in the representation in both diagrams, the abscissa forms the time axis. Insofar is in the partial diagrams of the 3B a comparison of the effect of the variation of the input variable on the power values of the power characteristic 300 out 3A in the different sections of the performance curve 300 played. 3B thus shows the temporal courses of the AC components of input variable - U - <U> - and target variable - P (U) - P (<U>) - (where <U> is the mean of U) left of the maximum (dashed) , right of the maximum (dotted) and in the maximum (solid).

Die Modulation kann z. B. sinusförmig ausgeführt werden. Dies ist recht einfach, theoretisch sind jedoch anstelle einer Sinus-Funktion auch andere Funktionen zur Variation der Eingangsgröße denkbar. Der zeitliche Verlauf der Eingangsgröße U habe die Form U(t) = U0 + U1sin(ωt). Es ergibt sich die Iinearisierte Zielgröße P(t) = P(U0) + dP/dU|U=U0·U1sin(ωt). Dabei ist ω die Frequenz (in rad/sec) der Variation und U1 deren Amplitude. Der Wert U0 ist der Mittelwert der Eingangsgröße (als Testarbeitspunkt).The modulation can z. B. sinusoidal running. This is quite simple, but theoretically other functions for varying the input size are conceivable instead of a sine function. The time profile of the input variable U has the form U (t) = U 0 + U 1 sin (ωt). The result is the linearized target variable P (t) = P (U 0 ) + dP / dU | U = U0 * U 1 sin (ωt). Where ω is the frequency (in radians / sec) of the variation and U 1 is its amplitude. The value U 0 is the mean value of the input quantity (as test working point).

Die obige Formel zeigt, dass die Amplitude der Zielgröße (d. h. den Leistungswert bzw. den veränderten Leistungswert) ein Maß für den Betrag der gesuchten Ableitung ist, die Phase gibt das Vorzeichen an. Sofern die Ableitung positiv ist (links des Maximums, gestrichelte Kurven in 3A und 3B), ist die Änderung der Zielgröße P in Phase mit der Änderung der Eingangsgröße U, sofern die Ableitung negativ ist (rechts des Maximums, gepunktete Kurven in 3A und 3B), ist die Änderung der Zielgröße P 180° phasenverschoben zur Änderung der Eingangsgröße U, sofern die Ableitung null ist (im Maximum, durchgezogene Kurven in 3A und 3B), ist die Änderung der Zielgröße P beinahe null. Diese Änderung kann also innerhalb eines Toleranzbereichs als gleich null angesehen werden, um hierdurch Messfehler und Auswertungsfehler zu einem gewissen Grad kompensieren zu können. The above formula shows that the amplitude of the target variable (ie the power value or the changed power value) is a measure of the amount of the derivative sought, the phase indicates the sign. If the derivative is positive (left of the maximum, dashed curves in 3A and 3B ), the change of the target quantity P is in phase with the change of the input quantity U, if the derivative is negative (right of the maximum, dotted curves in FIG 3A and 3B ), the change in the target size P is 180 ° out of phase with the change in the input quantity U, provided that the derivative is zero (in the maximum, solid curves in 3A and 3B ), the change in the target size P is almost zero. This change can therefore be regarded as equal to zero within a tolerance range in order to be able to compensate for measurement errors and evaluation errors to a certain extent.

Es ergibt sich ggf. lediglich eine Änderung kleiner Amplitude mit der doppelten Frequenz der Änderung der Eingangsgröße U und höhere Harmonische aufgrund des unter Umständen nichtlinearen Zusammenhangs zwischen der Zielgröße P und der Eingangsgröße U.It may be that there is only a small amplitude change with twice the frequency of the change in input U and higher harmonics due to the possibly non-linear relationship between the target quantity P and the input quantity U.

Zur robusten Schätzung der Ableitung kann also ein Eingangssignal der Form U(t) = U0 + U1sin(ωt) gestellt werden. Dabei ist weder die genaue Phasenlage der Variation des Eingangssignals noch die genaue Amplitude U1 entscheidend. Aufgrund des funktionalen Zusammenhangs zwischen der Zielgröße P und der Eingangsgröße U wird sich eine Zielgröße der Form P(t) = P0 + P1·sin(ωt – φ1) + P2·sin(ωt – φ2) plus höhere Harmonische ergeben. Genauer gesagt ist die Amplitude als Differenz zwischen dem Testarbeitspunkt U0 und dem veränderten Testarbeitspunkt U1 zu verstehen, wobei hier der Term U1 auch als eine solche Differenz repräsentierend verstanden werden kann. Analog ist natürlich auch die Amplitude der Zielgröße als Differenz zwischen dem Leistungswert P0 und dem veränderten Leistungswert P1 zu verstehen, wobei hier der Term P1 auch als eine solche Differenz repräsentierend verstanden werden kann. Für die nachfolgend detailliert aufgeführten Berechnungen wird der Term U1 als die vorstehend genannte Differenz und der Term P1 ebenfalls als die vorstehend genannte Differenz verstanden (U1 wird im Folgenden also als ΔU = U1 – U0 und P1 wird im Folgenden als ΔP = P1 – P0 betrachtet). 4 zeigt ein Blockschaltbild einer detaillierteren Realisierungsmöglichkeit einer Schätzeinheit 170 zum Bestimmen wie sie allgemein in der 1 bereits genannt wurde. Dabei kann die Energiequelle 110 als PV-String mit einer entsprechenden Leistungskennlinie 300 ausgestaltet sein. Eine von der Energiequelle 110 abgegebene Leistung kann an den Ausgangsklemmen 130 von der Ansteuereinheit 140 erfasst werden, die beispielsweise ein Leistungselektronik-Modul 400 zur Messung der Leistungswerte P0 und P1 als Messwerte und eine Regelungseinheit 410 zur Durchführung einer unterlegten Regelung mit einer Ausgabe von Ansteuersignalen zur Einprägung der Testarbeitspunkte U0 und U1 auf die Ausgangsklemmen 130 der Energiequelle 110 aufweist. For the robust estimation of the derivative, an input signal of the form U (t) = U 0 + U 1 sin (ωt) can thus be provided. Neither the exact phase position of the variation of the input signal nor the exact amplitude U 1 is decisive here. Due to the functional relationship between the target quantity P and the input quantity U, a target variable of the form P (t) = P 0 + P 1 * sin (ωt - φ 1 ) + P 2 * sin (ωt - φ 2 ) plus higher harmonics result. More specifically, the amplitude is to be understood as the difference between the test operating point U 0 and the modified test operating point U 1 , in which case the term U 1 can also be understood as representing such a difference. Analogously, of course, the amplitude of the target variable as the difference between the power value P 0 and the changed power value P 1 to understand, in which case the term P 1 can also be understood as representing such a difference. For the calculations detailed in detail below, the term U 1 is understood to be the above-mentioned difference and the term P 1 is also the abovementioned difference (U 1 will hereinafter be referred to as ΔU = U 1 -U 0 and P 1 will be referred to below as ΔP = P 1 -P 0 considered). 4 shows a block diagram of a more detailed realization possibility of an estimation unit 170 to determine how they are commonly used in the 1 already mentioned. This can be the source of energy 110 as a PV string with a corresponding power characteristic 300 be designed. One from the source of energy 110 Power output can be at the output terminals 130 from the drive unit 140 be detected, for example, a power electronics module 400 for measuring the power values P 0 and P 1 as measured values and a control unit 410 for carrying out an underlying control with an output of control signals for impressing the test work points U 0 and U 1 on the output terminals 130 the source of energy 110 having.

Die einzelnen Bestandteile der Eingangsgröße U(t) und der Zielgröße P(t) können nach der Messung in der Einheit 400 mittels eines digitalen Filters 420 bestimmt werden. Das Filter 420 als Teil der Schätzeinheit 170 kann insbesondere als Kalman-Filter konzipiert werden, welche sich durch besonders gute Unterdrückung von Messrauschen auszeichnet.The individual components of the input variable U (t) and the target variable P (t) can be in the unit after the measurement 400 by means of a digital filter 420 be determined. The filter 420 as part of the treasure unit 170 can be designed in particular as a Kalman filter, which is characterized by particularly good suppression of measurement noise.

Als Ergebnis der Filterung erhält man beispielsweise Schätzgrößen u0 ≈ U0, u1 ≈ U1·sin(ωt), u1‘ = U1·cos(ωt) und p0 ≈ P0, p1 ≈ P1·sin(ωt – φ1), p1‘≈ P1·cos(ωt – φ1), p2 ≈ P2·sin(ωt – φ2), p2‘≈ P2·cos(ωt – φ2). For example, estimates are obtained as a result of the filtering u 0 ≈ U 0 , u 1 ≈ U 1 · sin (ωt), u 1 '= U 1 · cos (ωt) and p 0 ≈ P 0 , p 1 ≈ P 1 · sin (ωt-φ 1 ), p 1 '≈ P 1 * cos (ωt - φ 1 ), p 2 ≈ P 2 sin sin (ωt-φ 2 ), p 2 '≈ P 2 · cos (ωt - φ 2 ).

Daraus kann die endgültige Schätzung D der Ableitung dP(U)/dU in einem Ableitungsschätzer 430 der Schätzeinheit 170 berechnet werden zu dP(U)/dU ≈ (u1p1 + u1'p1')/(u1 2 + u1‘2) ≈ P1(sin(ωt) sin(ωt – φ1) + cos(ωt) cos(ωt – φ1)) = P1·cos(φ1) = D. Wie eingangs beschrieben, entspricht also die Amplitude P1 dem Betrag der Ableitung und die Phase bestimmt deren Vorzeichen (für φ1 = 0° ist cos(φ1) = 1, d. h. D > 0; für φ1 = 180° ist cos(φ1) = –1, d. h. D < 0). From this, the final estimate D of the derivative dP (U) / dU in a derivative estimator 430 the treasure unit 170 be calculated to be dP (U) / dU ≈ (u 1 p 1 + u 1 'p 1 ') / (u 1 2 + u 1 ' 2 ) ≈ P 1 (sin (ωt) sin (ωt - φ 1 ) + cos (ωt) cos (ωt - φ 1 )) = P 1 · cos (φ 1 ) = D. Thus, as described above, the amplitude P 1 corresponds to the magnitude of the derivative and the phase determines its sign (for φ 1 = 0) ° is cos (φ 1 ) = 1, ie D> 0, for φ 1 = 180 ° cos (φ 1 ) = -1, ie D <0).

Der zweite Teil des hier beispielhaft vorgestellten lokalen MPP-Trackers 100 besteht in einem Feedback-Regler 440 der Veränderungseinheit 160, um die geschätzte Ableitung zu null zu regeln. Die Stellgröße ist hierbei der Testarbeitspunkt U0, welcher dem Gleichanteil der Eingangsgröße U entspricht. Hierdurch kann in einer erneuten Ausführung der Testarbeitspunkt U0 an eine andere Stelle gesetzt werden und die Variation und Reaktion der Energiequelle 110 erneut ausgetestet werden. Die Regelgröße ist die geschätzte Ableitung D. Dabei können unterschiedliche Regelstrategien zum Einsatz kommen, um das Regelziel D = 0 stationär zu erreichen. Beispielhaft sei ein digitaler PI-Regler als Feedback-Regler 440 genannt. Dieser neue Testarbeitspunkt U0 als Eingangsgröße kann nun einem nachfolgenden Ausführungszyklus in der Modulationseinheit 450 der Veränderungseinheit 160 entsprechend der Darstellung des oberen Teildiagramms aus 4 auf einen veränderten Testarbeitspunkt U0 verändert werden und die Reaktion der Energiequelle 110 hierauf mittels der Ansteuerungseinheit 140 ausgetestet werden. The second part of the local MPP tracker presented here by way of example 100 consists in a feedback controller 440 the unit of change 160 to fix the estimated derivative to zero. The manipulated variable here is the test operating point U 0 , which corresponds to the DC component of the input variable U. As a result, in another embodiment, the test operating point U 0 can be set to a different position and the variation and reaction of the energy source 110 be tested again. The controlled variable is the estimated derivative D. Different control strategies can be used to achieve the control target D = 0 stationary. An example would be a digital PI controller as a feedback controller 440 called. This new test operating point U 0 as an input variable can now be used for a subsequent execution cycle in the modulation unit 450 the unit of change 160 according to the representation of the upper partial diagram 4 be changed to a modified test operating point U 0 and the reaction of the energy source 110 on it by means of the drive unit 140 be tested.

Die grundsätzliche Reglerstruktur ist in 4 als Blockschaltbild der MPP-Regelung dargestellt.The basic controller structure is in 4 shown as a block diagram of the MPP control.

Durch geeignete Auslegung der Reglerstruktur und -parameter und passende Wahl der Frequenz ω und Amplitude U1 der Eingangsgröße ergibt sich ein schneller und robuster MPP-Tracker 100. Dabei sind auch die Eigenschaften einer möglichen unterlagerten Regelung 410 zu berücksichtigen, welche die gewünschten zeitlichen Verläufe der Eingangsgröße U(t) realisiert.By suitable design of the controller structure and parameters and suitable choice of the frequency ω and amplitude U 1 of the input variable, a fast and robust MPP tracker results 100 , There are also the properties of a possible subordinate control 410 to take into account, which realizes the desired time courses of the input variable U (t).

Denkbar sind ferner Alternativen und Erweiterungen des hier vorgestellten Ansatzes. Beispielsweise ist nicht zwingend eine sinusförmige Modulation erforderlich, sondern es können auch andere (beispielsweise periodische) Signale zur Modulation verwendet werden. Auch ist eine Anpassung von Frequenz- und oder Amplitude der Modulation an beliebige Einflussfaktoren (z. B. momentane Leistung, Tageszeit, Ableitung der Zielgröße P nach der Eingangsgröße U) denkbar. Ebenso kann eine Korrektur der Nichtlinearität der U-I-Kurve 300 (statisch oder durch Berücksichtigung der höheren Harmonischen) erfolgen mit dem Ziel, den optimalen Arbeitspunkt 310 noch exakter einzustellen, indem die Schätzung der Ableitung dP(U)/dU verbessert wird. Schließlich ist eine Anwendung auch für andere Systeme (nicht nur Wechselrichter) denkbar, insbesondere wird in diesem Zusammenhang auf die Einheit 400 „Leistungselektronik" hingewiesen, die als beliebige elektronische Einheit ausgestaltet sein kann.Also conceivable are alternatives and extensions of the approach presented here. For example, sinusoidal modulation is not necessarily required, but other (eg, periodic) signals may be used for modulation. It is also conceivable to adapt the frequency and / or amplitude of the modulation to any influencing factors (eg instantaneous power, time of day, derivation of the target variable P according to the input variable U). Similarly, a correction of the nonlinearity of the UI curve 300 (static or by taking into account the higher harmonics) are made with the aim of the optimal operating point 310 to adjust even more accurately by improving the derivative of the derivative dP (U) / dU. Finally, an application for other systems (not just inverters) is conceivable, in particular, in this context, the unit 400 "Power electronics" pointed out, which can be configured as any electronic unit.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment.

Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt, in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge und/oder gleichzeitig ausgeführt werden. Furthermore, the method steps presented here can be repeated, executed in a different order than in the described order and / or simultaneously.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010036966 A1 [0008] DE 102010036966 A1 [0008]

Claims (13)

Verfahren (200) zum Bestimmen und/oder Auffinden einer Lage eines Leistungsmaximums (310) einer elektrischen Energiequelle (110), wobei das Verfahren (200) die folgenden Schritte aufweist: – Festlegen (210) eines Testarbeitspunktes (U0) und Ermitteln eines zu dem Testarbeitspunkt (U0) gehörigen Leistungswertes (P0) der Energiequelle (110); – Verändern (220) des Testarbeitspunktes (U0) auf zumindest einen veränderten Testarbeitspunkt (U1) und Ermitteln zumindest eines zu dem veränderten Testarbeitspunkt (U1) gehörigen veränderten Leistungswertes (P1) der Energiequelle (110) und/oder einer relativen Änderung des Leistungswertes bezogen auf die Änderung des Testarbeitspunktes; und – Schätzen (230) einer Lage des Leistungsmaximums (310) der Energiequelle (110) in Bezug auf den Testarbeitspunkt (U0) unter Verwendung eines Unterschiedswertes, der eine Abweichung zwischen dem Leistungswert (P0) und dem veränderten Leistungswert (P1) repräsentiert und/oder der eine Ableitung (D) einer Leistungskennlinie (300) der Energiequelle (110) am Testarbeitspunkt (U0) repräsentiert, insbesondere wobei der Unterschiedswert von dem Testarbeitspunkt, dem veränderten Testarbeitspunkt, dem Leistungswert und dem veränderten Leistungswert abhängig ist.Procedure ( 200 ) for determining and / or finding a position of a power maximum ( 310 ) an electrical energy source ( 110 ), the process ( 200 ) comprises the following steps: - determining ( 210 ) of a test working point (U 0 ) and determining a power value (P 0 ) of the energy source belonging to the test working point (U 0 ) ( 110 ); - Change ( 220 ) of the test working point (U 0 ) to at least one modified test work point (U 1 ) and determining at least one modified power value (P 1 ) of the energy source belonging to the modified test work point (U 1 ) ( 110 ) and / or a relative change in the power value relative to the change in the test operating point; and - treasure ( 230 ) a position of the maximum power ( 310 ) of the energy source ( 110 ) with respect to the test working point (U 0 ) using a difference value representing a deviation between the power value (P 0 ) and the changed power value (P 1 ) and / or the one derivative (D) of a power characteristic ( 300 ) of the energy source ( 110 ) at the test working point (U 0 ), in particular wherein the difference value is dependent on the test working point, the modified test working point, the power value and the changed power value. Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Veränderns (220) der kontinuierlich und/oder sprungfrei auf den veränderten Testarbeitspunkt (U) verändert wird. Procedure ( 200 ) according to claim 1, characterized in that in the step of changing ( 220 ) which is changed continuously and / or jump-free to the changed test working point (U). Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Schätzens (230) die Lage des Leistungsmaximums (310) als zu einem Arbeitspunkt mit einem größeren Wert als dem Testarbeitspunkt (U0) gehörig geschätzt wird, wenn der veränderte Testarbeitspunkt (U1) größer als der Testarbeitspunkt (U0) ist und der veränderte Leistungswert (P1) größer als der Leistungswert (P0) ist und/oder wenn der Testarbeitspunkt (U1) kleiner als der Testarbeitspunkt (U0) ist und der veränderte Leistungswert (P1) kleiner als der Leistungswert (P0) ist und/oder eine Ableitung der Leistungskennlinie (300) positiv ist und/oder die Lage des Leistungsmaximums (310) als zu einem Arbeitspunkt mit einem kleineren Wert, als dem Testarbeitspunkt (U0) gehörig geschätzt wird, wenn der veränderte Testarbeitspunkt (U1) kleiner als der Testarbeitspunkt (U0) ist und der veränderte Leistungswert (P1) größer als der Leistungswert (P0) ist und/oder der veränderte Testarbeitspunkt (U1) größer als der Testarbeitspunkt (U0) ist und der veränderte Leistungswert (P1) kleiner als der Leistungswert (P0) ist und/oder eine Ableitung der Leistungskennlinie (300) negativ ist.Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the step of estimating ( 230 ) the location of the maximum power ( 310 ) is estimated as belonging to an operating point having a value greater than the test operating point (U 0 ) if the modified test operating point (U 1 ) is greater than the test operating point (U 0 ) and the changed power value (P 1 ) is greater than the power value ( P 0 ) and / or if the test operating point (U 1 ) is less than the test operating point (U 0 ) and the changed power value (P 1 ) is less than the power value (P 0 ) and / or a derivative of the power characteristic (P 1 ) 300 ) is positive and / or the location of the maximum power ( 310 ) is estimated as belonging to an operating point having a smaller value than the test working point (U 0 ) when the changed test working point (U 1 ) is smaller than the test working point (U 0 ) and the changed power value (P 1 ) is greater than the power value (P 0 ) and / or the modified test operating point (U 1 ) is greater than the test operating point (U 0 ) and the changed power value (P 1 ) is less than the power value (P 0 ) and / or a derivative of the power characteristic (P 1 ) 300 ) is negative. Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Schätzens (230) das Leistungsmaximum (310) der Energiequelle (110) erkannt wird, wenn der Unterschiedswert oder eines davon abgeleiteten Wertes innerhalb eines Toleranzbereichs gleich null ist. Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the step of estimating ( 230 ) the maximum power ( 310 ) of the energy source ( 110 ) is detected when the difference value or a value derived therefrom is equal to zero within a tolerance range. Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Schritten des Festlegens (210) und des Veränderns (220) der Leistungswert (P0) und der veränderte Leistungswert (P1) und/oder die Ableitung (D) unter Verwendung eines Filters (420) ermittelt werden. Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the steps of setting ( 210 ) and changing ( 220 ) the power value (P 0 ) and the changed power value (P 1 ) and / or the derivative (D) using a filter ( 420 ) be determined. Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Veränderns (220) der Testarbeitspunkt (U0) zu einer Mehrzahl von veränderten Testarbeitspunkten (U1) entsprechend einer vordefinierten Funktion, insbesondere einer Sinusfunktion, und/oder entsprechend einer vordefinierten Frequenz verändert wird, um eine Mehrzahl von zu den veränderten Testarbeitspunkten (U1) entsprechend veränderten Leistungswerten (P1) zu erhalten, wobei im Schritt des Schätzens (230) die Lage des Leistungsmaximums (310) unter Verwendung eines Vergleiches eines Verlaufes der veränderten Leistungswerte (P1) mit einem Verlauf der veränderten Testarbeitspunkte (U1) geschätzt wird. Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the step of changing ( 220 ) the test work point (U 0 ) is changed to a plurality of modified test work points (U 1 ) according to a predefined function, in particular a sine function, and / or according to a predefined frequency, by a plurality of changed to the modified test work points (U 1 ) accordingly Performance values (P 1 ), whereby in the estimation step ( 230 ) the location of the maximum power ( 310 ) is estimated using a comparison of a course of the changed power values (P 1 ) with a course of the modified test work points (U 1 ). Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Veränderns (220) der veränderte Testarbeitspunkt (U1) abhängig von dem aktuellen Testarbeitspunkt (U0), dem aktuellen Leistungswert (P0), einer Tageszeit und/oder dem Unterschiedswert (ΔU, U1) eines vorangegangenen Schrittes des Schätzens (230) ist. Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the step of changing ( 220 ) the modified test working point (U 1 ) depending on the current test working point (U 0 ), the current power value (P 0 ), a time of day and / or the difference value (ΔU, U 1 ) of a previous step of the estimation ( 230 ). Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Veränderns (220) und Schätzens (230) wiederholt ausgeführt werden, wobei in dem wiederholt ausgeführten Schritt des Festlegens (210) als Testarbeitspunkt (U0) ein Wert gewählt wird, der größer ist als der in einem vorangegangenen Schritt des Festlegens (210) festgelegte Testarbeitspunkt (U0), wenn in einem vorangegangenen Schritt des Schätzens (230) der veränderte Leistungswert (P0) bei einem größeren veränderten Testarbeitspunkt (U1) größer als der Leistungswert (P0) und/oder bei einem kleineren veränderten Testarbeitspunkt (U1) kleiner als der Leistungswert (P0) ist und/oder die Ableitung (D) der Leistungskennlinie (300) positiv ist und/oder wobei in dem wiederholt ausgeführten Schritt des Festlegens (210) als Testarbeitspunkt (U0) ein Wert gewählt wird, der kleiner als der in einem vorangegangenen Schritt des Festlegens (210) festgelegte Testarbeitspunkt (U0) ist, wenn in einem vorangegangenen Schritt des Schätzens (230) der veränderte Leistungswert (P1) bei einem größeren veränderten Testarbeitspunkt (U1) kleiner als der Leistungswert (P0) und/oder bei einem kleineren veränderten Testarbeitspunkt (U1) größer als der Leistungswert (P0) ist und/oder die Ableitung (D) der Leistungskennlinie (300) negativ ist. Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the steps of altering ( 220 ) and estimation ( 230 ) are executed repeatedly, wherein in the repeatedly executed step of setting ( 210 ) is selected as test working point (U 0 ) a value which is greater than that in a preceding step of setting ( 210 ) fixed test point (U 0 ), if in a previous step of the estimation ( 230 ) the changed power value (P 0 ) at a larger modified test work point (U 1 ) is greater than the power value (P 0 ) and / or at a smaller modified test work point (U 1 ) is less than the power value (P 0 ) and / or the Derivation (D) of the power characteristic ( 300 ) is positive and / or wherein in the repeatedly executed step of setting ( 210 ) is selected as the test working point (U 0 ) a value smaller than that in a preceding step of setting (U 0 ) 210 ) Test working point (U 0 ), if in a previous step of the estimation ( 230 ) the changed power value (P 1 ) at a larger modified test work point (U 1 ) is less than the power value (P 0 ) and / or at a smaller modified test work point (U 1 ) greater than the power value (P 0 ) and / or the Derivation (D) of the power characteristic ( 300 ) is negative. Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Festlegens (210) ein Spannungswert als Testarbeitspunkt (U0) einer Leistungskennlinie (300) eines Fotovoltaikmoduls (110) festgelegt wird, wobei im Schritt des Veränderns (220) eine Spannung verändert wird, um den veränderten Testarbeitspunkt (U1) zu erhalten und wobei im Schritt des Schätzens (230) die Lage eines Leistungsmaximums (310) des Fotovoltaikmoduls als Energiequelle (110) in Bezug auf den Testarbeitspunkt (U0) geschätzt wird.Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the setting step ( 210 ) a voltage value as a test operating point (U 0 ) of a power characteristic ( 300 ) of a photovoltaic module ( 110 ), wherein in the step of changing ( 220 ) a voltage is changed in order to obtain the modified test operating point (U 1 ) and wherein in the step of estimating ( 230 ) the location of a maximum power ( 310 ) of the photovoltaic module as an energy source ( 110 ) with respect to the test working point (U 0 ). Verfahren (200) zum Ansteuern einer Fotovoltaik-Anlage (110), wobei das Verfahren (200) die folgenden Schritte aufweist: – die Schritte eines Verfahrens (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche; und – Betreiben der Fotovoltaik-Anlage in einem Arbeitspunkt, der dem geschätzten Leistungsmaximum (310) entspricht. Procedure ( 200 ) for driving a photovoltaic system ( 110 ), the process ( 200 ) comprises the following steps: - the steps of a method ( 200 ) according to one of the preceding claims; and - operating the photovoltaic system at an operating point equal to the estimated maximum power ( 310 ) corresponds. Vorrichtung (140), die ausgebildet ist, um alle Schritte eines Verfahrens (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche durchzuführen und/oder anzusteuern.Contraption ( 140 ), which is designed to handle all the steps of a process ( 200 ) according to any one of the preceding claims and / or to control. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche durchzuführen und/oder anzusteuern.Computer program adapted to perform all steps of a procedure ( 200 ) according to any one of the preceding claims and / or to control. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 12.A machine-readable storage medium having a computer program stored thereon according to claim 12.
DE102013226489.5A 2013-12-18 2013-12-18 Method and device for determining a position of a power maximum of an electrical energy source Withdrawn DE102013226489A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013226489.5A DE102013226489A1 (en) 2013-12-18 2013-12-18 Method and device for determining a position of a power maximum of an electrical energy source
PCT/EP2014/077483 WO2015091233A1 (en) 2013-12-18 2014-12-12 Method and apparatus for determining a position of a power maximum of an electrical energy source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013226489.5A DE102013226489A1 (en) 2013-12-18 2013-12-18 Method and device for determining a position of a power maximum of an electrical energy source

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013226489A1 true DE102013226489A1 (en) 2015-06-18

Family

ID=52146463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013226489.5A Withdrawn DE102013226489A1 (en) 2013-12-18 2013-12-18 Method and device for determining a position of a power maximum of an electrical energy source

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013226489A1 (en)
WO (1) WO2015091233A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3384806A (en) * 1964-10-16 1968-05-21 Honeywell Inc Power conditioing system
FR2175653A1 (en) * 1972-03-17 1973-10-26 Labo Cent Telecommunicat
US7193872B2 (en) * 2005-01-28 2007-03-20 Kasemsan Siri Solar array inverter with maximum power tracking
DE102010036966A1 (en) 2010-08-12 2012-02-16 Sma Solar Technology Ag Method for operating a photovoltaic generator at a maximum power operating point

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100983035B1 (en) * 2008-06-23 2010-09-17 삼성전기주식회사 Power supply having maximum power point tracking function
CA2748733C (en) * 2009-01-07 2016-03-22 Power-One Italy S.P.A. Method and system for extracting electric power from a renewable energy source
EP2657804A1 (en) * 2012-04-23 2013-10-30 ABB Research Ltd. Method and arrangement for estimating power variations in photovoltaic systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3384806A (en) * 1964-10-16 1968-05-21 Honeywell Inc Power conditioing system
FR2175653A1 (en) * 1972-03-17 1973-10-26 Labo Cent Telecommunicat
US7193872B2 (en) * 2005-01-28 2007-03-20 Kasemsan Siri Solar array inverter with maximum power tracking
DE102010036966A1 (en) 2010-08-12 2012-02-16 Sma Solar Technology Ag Method for operating a photovoltaic generator at a maximum power operating point

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015091233A1 (en) 2015-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3095165B1 (en) Method and regulating and/or control device for operating a wind turbine and/or a wind park, and wind turbine and wind park
EP1995656A1 (en) Method for performance adjustment
WO2011060820A1 (en) Method and device for error-compensated current measurement of an electrical accumulator
DE3212022A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR THE AUTOMATIC SETTING OF THE OPTIMAL WORKING POINT OF A DC VOLTAGE SOURCE
DE102012015323A1 (en) Maximum power point tracker
EP3097622B1 (en) Wind farm control having improved target value jump behavior
DE102014103374A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR CALIBRATING A POWER SUPPLY
DE102012205540A1 (en) Method and device for sensorless control of a separately excited synchronous machine
DE102013224243A1 (en) Method and device for determining a position indication of a rotor of an electrical machine
DE112018007516T5 (en) Power conversion device
DE102010025916A1 (en) Method and device for determining model parameters for controlling a steam power plant unit, regulating device for a steam generator and computer program product
DE102008025408A1 (en) Control or regulating method for a converter
DE3514155A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE KEY RATIO AT LEAST ONE ELECTRICAL SIGNAL
DE102013226489A1 (en) Method and device for determining a position of a power maximum of an electrical energy source
DE102013215247B4 (en) Method and apparatus for determining phase currents in a drive circuit
DE102013202600B4 (en) Method for yield optimization of a partially shaded photovoltaic field
DE2755038B2 (en) Analog comparator
DE102014004973A1 (en) Power generation control system, method and non-transitory computer-readable storage medium thereof
DE102016203123A1 (en) Device and method for controlling an inverter
DE202015106799U1 (en) Device for sensorless control of a brushless motor wherein a scaling of the control parameters with the motor current amplitude takes place
WO2020115229A1 (en) Method for operating at least one wind turbine, and device therefor
DE102014223593A1 (en) Method and device for determining a degradation state of a photovoltaic module
DE102013212207A1 (en) Method for determining control signal for valve of vehicle, used for switching fluid in hydraulic lines, involves determining control signal that is read based on controller output signal and dither signal, for controlling valve
DE102019214941A1 (en) Method and determination device for determining a state variable of a magnetic actuator at a specific point in time
DE102016119422A1 (en) Method for operating an electrical power supply network, computer program, power electronic device and power supply network

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SMA SOLAR TECHNOLOGY AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: ROBERT BOSCH GMBH, 70469 STUTTGART, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee