本申请公开了一种功率优化器及其控制方法和控制装置，该方法包括：确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Boost模式、Buck模式和直通模式；如果功率优化器当前工作在Boost模式或Buck模式，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；如果功率优化器当前工作在直通模式，在满足第二预设条件时切换到Boost模式，在满足第三预设条件时切换到Buck模式，从而提高了功率优化器的效率。
1.一种功率优化器控制方法，其特征在于，多个所述功率优化器的输入侧接独立的光伏组件，输出侧串联接入直流母线；所述功率优化器的主电路拓扑为全桥型Buck-Boost电路；所述全桥型Buck-Boost由Buck半桥和Boost半桥级联而成；所述功率优化器控制方法包括：确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Boost模式、Buck模式和直通模式；全桥型Buck-Boost电路工作在直通模式，是指Buck半桥的上管和Boost半桥的上管常通，Buck半桥的下管和Boost半桥的下管常断；
如果功率优化器当前工作在Boost模式或Buck模式，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
如果功率优化器当前工作在直通模式，在满足第二预设条件时切换到Boost模式，在满足第三预设条件时切换到Buck模式；
所述第二预设条件包括：功率优化器输入电流上升量超出阈值；
或者，所述第二预设条件包括：功率优化器输入功率上升量超出阈值；
或者，所述第二预设条件包括：上一工作模式为Buck模式，并且当前工作在直通模式下的时长超出阈值；
所述第三预设条件包括：功率优化器输入电流下降量超出阈值；
或者，所述第三预设条件包括：功率优化器输入功率下降量超出阈值；
或者，所述第三预设条件包括：上一工作模式为Boost模式，并且当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
2.一种功率优化器控制方法，其特征在于，多个所述功率优化器的输入侧接独立的光伏组件，输出侧串联接入直流母线；所述功率优化器的主电路拓扑为全桥型Buck-Boost电路或Boost电路；所述全桥型Buck-Boost由Buck半桥和Boost半桥级联而成；所述功率优化器控制方法包括：确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Boost模式和直通模式；全桥型Buck-Boost电路工作在直通模式，是指Buck半桥的上管和Boost半桥的上管常通，Buck半桥的下管和Boost半桥的下管常断；Boost电路工作在直通模式，是指Boost电路的上管常通、下管常断；
如果功率优化器当前工作在Boost模式，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
如果功率优化器当前工作在直通模式，在满足第二预设条件时切换到Boost模式；
所述第二预设条件包括：功率优化器输入电流上升量超出阈值；
或者，所述第二预设条件包括：功率优化器输入功率上升量超出阈值；
或者，所述第二预设条件包括：当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
3.一种功率优化器控制方法，其特征在于，多个所述功率优化器的输入侧接独立的光伏组件，输出侧串联接入直流母线；所述功率优化器的主电路拓扑为全桥型Buck-Boost电路或Buck电路；所述全桥型Buck-Boost由Buck半桥和Boost半桥级联而成；所述功率优化器控制方法包括：确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Buck模式和直通模式；全桥型Buck-Boost电路工作在直通模式，是指Buck半桥的上管和Boost半桥的上管常通，Buck半桥的下管和Boost半桥的下管常断；Buck电路工作在直通模式，是指Buck电路的上管常通、下管常断；
如果功率优化器当前工作在Buck模式，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
如果功率优化器当前工作在直通模式，在满足第三预设条件时切换到Buck模式；
所述第三预设条件包括：功率优化器输入电流下降量超出阈值；
或者，所述第三预设条件包括：功率优化器输入功率下降量超出阈值；
或者，所述第三预设条件包括：当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的功率优化器控制方法，其特征在于，从每一工作模式切换到另一工作模式之前，还包括：判断得到满足预设条件的时长达到预设时长，所述预设条件为从当前工作模式切换到另一工作模式所要满足的预设条件。
5.一种功率优化器控制装置，其特征在于，多个所述功率优化器的输入侧接独立的光伏组件，输出侧串联接入直流母线；所述功率优化器的主电路拓扑为全桥型Buck-Boost电路；所述全桥型Buck-Boost由Buck半桥和Boost半桥级联而成；所述功率优化器控制装置包括：确定单元，用于确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Boost模式、Buck模式和直通模式；全桥型Buck-Boost电路工作在直通模式，是指Buck半桥的上管和Boost半桥的上管常通，Buck半桥的下管和Boost半桥的下管常断；
第一切换单元，用于在功率优化器当前工作在Boost模式或Buck模式的情况下，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
第二切换单元，用于在功率优化器当前工作在直通模式的情况下，在满足第二预设条件时切换到Boost模式，在满足第三预设条件时切换到Buck模式；
所述第二预设条件包括：功率优化器输入电流上升量超出阈值；
或者，所述第二预设条件包括：功率优化器输入功率上升量超出阈值；
或者，所述第二预设条件包括：上一工作模式为Buck模式，并且当前工作在直通模式下的时长超出阈值；
所述第三预设条件包括：功率优化器输入电流下降量超出阈值；
或者，所述第三预设条件包括：功率优化器输入功率下降量超出阈值；
或者，所述第三预设条件包括：上一工作模式为Boost模式，并且当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
6.一种功率优化器控制装置，其特征在于，多个所述功率优化器的输入侧接独立的光伏组件，输出侧串联接入直流母线；所述功率优化器的主电路拓扑为全桥型Buck-Boost电路或Boost电路；所述全桥型Buck-Boost由Buck半桥和Boost半桥级联而成；所述功率优化器控制装置包括：确定单元，用于确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Boost模式和直通模式；全桥型Buck-Boost电路工作在直通模式，是指Buck半桥的上管和Boost半桥的上管常通，Buck半桥的下管和Boost半桥的下管常断；Boost电路工作在直通模式，是指Boost电路的上管常通、下管常断；
第一切换单元，用于在功率优化器当前工作在Boost模式的情况下，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
第二切换单元，用于在功率优化器当前工作在直通模式的情况下，在满足第二预设条件时切换到Boost模式；
所述第二预设条件包括：功率优化器输入电流上升量超出阈值；
或者，所述第二预设条件包括：功率优化器输入功率上升量超出阈值；
或者，所述第二预设条件包括：当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
7.一种功率优化器控制装置，其特征在于，多个所述功率优化器的输入侧接独立的光伏组件，输出侧串联接入直流母线；所述功率优化器的主电路拓扑为全桥型Buck-Boost电路或Buck电路；所述全桥型Buck-Boost由Buck半桥和Boost半桥级联而成；所述功率优化器控制装置包括：确定单元，用于确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Buck模式和直通模式；全桥型Buck-Boost电路工作在直通模式，是指Buck半桥的上管和Boost半桥的上管常通，Buck半桥的下管和Boost半桥的下管常断；Buck电路工作在直通模式，是指Buck电路的上管常通、下管常断；
第一切换单元，用于在功率优化器当前工作在Buck模式的情况下，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
第二切换单元，用于在功率优化器当前工作在直通模式的情况下，在满足第三预设条件时切换到Buck模式；
所述第三预设条件包括：功率优化器输入电流下降量超出阈值；
或者，所述第三预设条件包括：功率优化器输入功率下降量超出阈值；
或者，所述第三预设条件包括：当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
8.一种功率优化器，其特征在于，所述功率优化器的主电路拓扑为全桥型Buck-Boost电路，所述功率优化器包括如权利要求5-7中任一项所述的功率优化器控制装置。
9.一种功率优化器，其特征在于，所述功率优化器的主电路拓扑为Boost电路，所述功率优化器包括如权利要求6所述的功率优化器控制装置。
10.一种功率优化器，其特征在于，所述功率优化器的主电路拓扑为Buck电路，所述功率优化器包括如权利要求7所述的功率优化器控制装置。
一种功率优化器及其控制方法和控制装置
技术领域
[0001] 本发明涉及电力电子技术领域，更具体地说，涉及一种功率优化器及其控制方法和控制装置。
背景技术
[0002] 在光伏发电系统中，多个功率优化器的输入侧接独立的光伏组件，输出侧串联接入直流母线。功率优化器用于实现单台光伏组件的最大功率点跟踪功能，适用于功率优化器的主电路拓扑有全桥型Buck-Boost电路、Buck电路、Boost电路等。
[0003] 随着功率优化器应用场合的复杂化，各主电路拓扑传统的工作模式已无法满足目前的工作需求。下面，以全桥型Buck-Boost电路为例进行说明：
[0004] 全桥型Buck-Boost主电路拓扑如图1所示，可看作是Buck半桥和Boost半桥的级联，具体的：S1和S2是Buck半桥的上管和下管，S4和S3是Boost半桥的上管和下管，L1是两半桥的公共电感。全桥型Buck-Boost电路传统的工作模式是同一半桥的上管和下管交替导通，不同半桥的上管和下管同时导通，其工作原理为：在S1和S3导通期间，输入电压加在电感L1上，电感电流上升电感储能；在S2和S4导通期间，输出电压加在电感L1上，电感电流下降电感释放能量。
[0005] 这种传统的工作模式是建立在电感L1每个开关周期先储能再释放能量的基础上实现的，电感L1的纹波电流很大，造成了过多的磁芯损耗和导通损耗，同时滤波的压力也较大。此外，由于S1～S4每个周期都开关一次，也造成了开关损耗较大。可见，全桥型Buck-Boost电路在这种传统的工作模式下运行会造成效率低下，无法满足对电路效率要求较高的场合的工作需求。
发明内容
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种功率优化器及其控制方法和控制装置，以提高功率优化器的效率，方案如下：
[0007] 一种功率优化器控制方法，包括：
[0008] 确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Boost模式、Buck模式和直通模式；
[0009] 如果功率优化器当前工作在Boost模式或Buck模式，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
[0010] 如果功率优化器当前工作在直通模式，在满足第二预设条件时切换到Boost模式，在满足第三预设条件时切换到Buck模式；
[0011] 所述第二预设条件包括：功率优化器输入电流上升量超出阈值；
[0012] 或者，所述第二预设条件包括：功率优化器输入功率上升量超出阈值；
[0013] 或者，所述第二预设条件包括：上一工作模式为Buck模式，并且当前工作在直通模式下的时长超出阈值；
[0014] 所述第三预设条件包括：功率优化器输入电流下降量超出阈值；
[0015] 或者，所述第三预设条件包括：功率优化器输入功率下降量超出阈值；
[0016] 或者，所述第三预设条件包括：上一工作模式为Boost模式，并且当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
[0017] 一种功率优化器控制方法，包括：
[0018] 确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Boost模式和直通模式；
[0019] 如果功率优化器当前工作在Boost模式，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
[0020] 如果功率优化器当前工作在直通模式，在满足第二预设条件时切换到Boost模式；
[0021] 所述第二预设条件包括：功率优化器输入电流上升量超出阈值；
[0022] 或者，所述第二预设条件包括：功率优化器输入功率上升量超出阈值；
[0023] 或者，所述第二预设条件包括：当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
[0024] 一种功率优化器控制方法，包括：
[0025] 确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Buck模式和直通模式；
[0026] 如果功率优化器当前工作在Buck模式，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
[0027] 如果功率优化器当前工作在直通模式，在满足第三预设条件时切换到Buck模式；
[0028] 所述第三预设条件包括：功率优化器输入电流下降量超出阈值；
[0029] 或者，所述第三预设条件包括：功率优化器输入功率下降量超出阈值；
[0030] 或者，所述第三预设条件包括：当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
[0031] 可选的，对于上述任一种功率优化器控制方法，从每一工作模式切换到另一工作模式之前，还包括：判断得到满足预设条件的时长达到预设时长，所述预设条件为从当前工作模式切换到另一工作模式所要满足的预设条件。
[0032] 一种功率优化器控制装置(以下简称装置1)，包括：
[0033] 确定单元，用于确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Boost模式、Buck模式和直通模式；
[0034] 第一切换单元，用于在功率优化器当前工作在Boost模式或Buck模式的情况下，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
[0035] 第二切换单元，用于在功率优化器当前工作在直通模式的情况下，在满足第二预设条件时切换到Boost模式，在满足第三预设条件时切换到Buck模式；
[0036] 所述第二预设条件包括：功率优化器输入电流上升量超出阈值；
[0037] 或者，所述第二预设条件包括：功率优化器输入功率上升量超出阈值；
[0038] 或者，所述第二预设条件包括：上一工作模式为Buck模式，并且当前工作在直通模式下的时长超出阈值；
[0039] 所述第三预设条件包括：功率优化器输入电流下降量超出阈值；
[0040] 或者，所述第三预设条件包括：功率优化器输入功率下降量超出阈值；
[0041] 或者，所述第三预设条件包括：上一工作模式为Boost模式，并且当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
[0042] 又一种功率优化器控制装置(以下简称装置2)，包括：
[0043] 确定单元，用于确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Boost模式和直通模式；
[0044] 第一切换单元，用于在功率优化器当前工作在Boost模式的情况下，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
[0045] 第二切换单元，用于在功率优化器当前工作在直通模式的情况下，在满足第二预设条件时切换到Boost模式；
[0046] 所述第二预设条件包括：功率优化器输入电流上升量超出阈值；
[0047] 或者，所述第二预设条件包括：功率优化器输入功率上升量超出阈值；
[0048] 或者，所述第二预设条件包括：当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
[0049] 又一种功率优化器控制装置(以下简称装置3)，包括：
[0050] 确定单元，用于确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Buck模式和直通模式；
[0051] 第一切换单元，用于在功率优化器当前工作在Buck模式的情况下，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
[0052] 第二切换单元，用于在功率优化器当前工作在直通模式的情况下，在满足第三预设条件时切换到Buck模式；
[0053] 所述第三预设条件包括：功率优化器输入电流下降量超出阈值；
[0054] 或者，所述第三预设条件包括：功率优化器输入功率下降量超出阈值；
[0055] 或者，所述第三预设条件包括：当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
[0056] 一种功率优化器，所述功率优化器的主电路拓扑为全桥型Buck-Boost电路，所述功率优化器包括上述装置1。
[0057] 一种功率优化器，所述功率优化器的主电路拓扑为Boost电路，所述功率优化器包括上述装置2。
[0058] 一种功率优化器，所述功率优化器的主电路拓扑为Buck电路，所述功率优化器包括上述装置3。
[0059] 从上述的技术方案可以看出，本发明预先为功率优化器设置多种工作模式，其中至少有一种工作模式比功率优化器传统的工作模式效率要高，那么相较于功率优化器仅工作在单一的传统工作模式下，功率优化器在多种工作模式之间切换可以提高整体效率。
附图说明
[0060] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0061] 图1为现有技术公开的一种全桥型Buck-Boost电路拓扑图；
[0062] 图2为本发明实施例公开的一种功率优化器控制方法流程图；
[0063] 图3为光伏组件在不同光照强度下的伏安特性曲线；
[0064] 图4为光伏组件在不同光照强度下的伏瓦特性曲线；
[0065] 图5为本发明实施例公开的又一种功率优化器控制方法流程图；
[0066] 图6为本发明实施例公开的又一种功率优化器控制方法流程图；
[0067] 图7为本发明实施例公开的一种多模式控制装置结构示意图。
具体实施方式
[0068] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0069] 参见图2，本发明实施例公开了一种功率优化器控制方法，包括：
[0070] 步骤S01：确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Buck模式、boost模式和直通模式，直通模式是指输入输出电压始终相等的工作模式。如果功率优化器当前工作在Boost模式或Buck模式，进入步骤S02；如果功率优化器当前工作在直通模式，进入步骤S03。
[0071] 具体的，本发明实施例旨在预先为功率优化器设置多种工作模式，其中至少有一种工作模式比功率优化器传统的工作模式效率要高，那么相较于功率优化器仅工作在单一的传统工作模式下，功率优化器在多种工作模式之间切换可以提高整体效率。
[0072] 其中，对功率优化器多种工作模式的设定，取决于功率优化器主电路拓扑的类型。下面，以功率优化器主电路拓扑分别为全桥型Buck-Boost电路、Buck电路、Boost电路为例进行说明：
[0073] 1)功率优化器主电路拓扑为全桥型Buck-Boost电路
[0074] 全桥型Buck-Boost电路可以同时具有Buck模式、boost模式和直通模式三种工作模式，也可以只具有Buck模式和直通模式两种工作模式，也可以只具有boost模式和直通模式两种工作模式。
[0075] 如图1所示，全桥型Buck-Boost电路工作在Buck模式，是指S1和S2交替导通，S3常断，S4常通，随S1占空比的增大降低S1和S2的开关频率的状态。全桥型Buck-Boost电路工作在boost模式，是指S1常通，S2常断，S3和S4交替导通，随S3占空比的减小降低S3和S4的开关频率的状态。全桥型Buck-Boost电路工作在直通模式，是指S1和S4常通，S2和S3常断的状态。
[0076] 相较于全桥型Buck-Boost电路传统的工作模式，在Buck模式和Boost模式下，每个开关周期内电感L1在储能或释放能量的同时就参与向负载传递能量，一定程度上减小了电感电流纹波，同时在每个开关周期内只有两个开关管做开关动作，大大减小了开关损耗；在直通模式下开关损耗更是直接降为零。可见，相较于全桥型Buck-Boost电路仅工作在单一的Buck-Boost模式下，其在Buck模式、boost模式和直通模式三种模式之间切换(或在Buck模式和直通模式两种工作模式之间切换，或在boost模式和直通模式两种工作模式之间切换)可以提高整体效率。
[0077] 2)功率优化器主电路拓扑为Buck电路
[0078] Buck电路具有Buck模式(即Buck电路传统的工作模式)和直通模式(即Buck电路的上管常通、下管常断的状态)两种工作模式。Buck电路在Buck模式下存在一定开关损耗，而在直通模式下开关损耗直接降为零，所以，相较于Buck电路仅工作在单一的Buck模式下，其在Buck模式和直通模式之间切换可以提高整体效率。
[0079] 3)功率优化器主电路拓扑为Boost电路
[0080] Boost电路具有Boost模式电路(即Boost电路传统的工作模式)和直通模式(即Boost电路的上管常通、下管常断的状态)两种工作模式。Boost电路在Boost模式下存在一定开关损耗，而在直通模式下开关损耗直接降为零，所以，相较于Boost电路仅工作在单一的Boost模式下，其在Boost模式和直通模式之间切换可以提高整体效率。
[0081] 由上述1)～3)可知，相较于功率优化器仅工作在单一的传统工作模式，其在包括直通模式在内的多种工作模式之间切换可以提高整体效率。
[0082] 图2所示技术方案应用于主电路拓扑为全桥型Buck-Boost电路、同时具有Buck模式、boost模式和直通模式三种工作模式的功率优化器。全桥型Buck-Boost电路在这三种工作模式之间的切换策略详见下述步骤S02～步骤S03。
[0083] 步骤S02：采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式。
[0084] 具体的，在Boost模式或Buck模式下，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器主电路拓扑中各开关管的占空比时所采用的方法，可以是爬山法、三点法或求导法等，这都是业内熟知的技术，此处不再赘述。
[0085] 在Boost模式或Buck模式下，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器主电路拓扑中各开关管的占空比，会伴随着输入输出电压差、增益等参数的变化，所以切换到直通模式所要满足的第一预设条件，可以是检测到某开关管的占空比达到最大占空比或最小占空比，也可以是检测到输入输出电压差的绝对值小于阈值(例如1V)，也可以是检测到增益小于阈值。总之，该第一预设条件的设置只要能够达到在功率优化器输入输出电压非常接近时，跳出斩波模式、切换到直通模式的目的即可。
[0086] 步骤S03：在满足第二预设条件时切换到Boost模式，在满足第三预设条件时切换到Buck模式。
[0087] 具体的，图3示出了光伏组件在不同光照强度下的伏安特性曲线，图4示出了光伏组件在不同光照强度下的伏瓦特性曲线。由图3和图4可知，当光照强度增强时，光伏组件的功率、电压、电流均增大，当光照强度变弱时，光伏组件的功率、电压、电流均减小。其中，功率和电流对光照变化更为敏感，所以根据光伏组件的功率或电流来分析光照强度变化结果更加及时、准确。
[0088] 由于光照强度增强时光伏组件的功率会增大，所以如果功率优化器想要随光照强度增强追踪最大功率点，本功率优化器输出功率就需要增大，而由于本功率优化器与其他功率优化器是输出串联的，致使本功率优化器输出电流对输出功率变化响应迟滞，在迟滞时间内基本保持不变，故需要升高输出电压，即本功率优化器需要进入Boost模式。
[0089] 同样的道理，当光照强度变弱时，光伏组件的功率、电压、电流均变小，如果功率优化器想要随光照强度变弱追踪最大功率点，本功率优化器需要进入Buck模式。
[0090] 由此可见，从直通模式切换到Boost模式所要满足的第二预设条件，可以是功率优化器输入电流上升量超出阈值，也可以是功率优化器输入功率上升量超出阈值。从直通模式切换到Buck模式所要满足的第三预设条件，可以是功率优化器输入电流下降量超出阈值，也可以是功率优化器输入功率下降量超出阈值。
[0091] 此外，也可以采用主动扰动的方式来使功率优化器跳出直通模式，例如，当功率优化器当前工作在直通模式下的时长超出阈值时，可以主动跳出直通模式，而至于是要跳入Buck模式还是Boost模式则与直通模式的上一工作模式有关，具体的：如果上一工作模式为Buck模式，说明功率优化器是由于在Buck模式下没有找到最大功率点所以才切换到了直通模式，此时跳回Buck模式的话会出现Buck模式与直通模式来回切换而找不到最大功率点的现象，所以必须跳入Boost模式；同样的道理，如果上一工作模式为Boost模式，就跳入Buck模式。
[0092] 由上述描述可知，本发明预先为功率优化器设置Boost模式、Buck模式和直通模式共三种工作模式，由于其中任一种工作模式都比功率优化器传统的工作模式效率要高，所以相较于功率优化器仅工作在单一的传统工作模式下，功率优化器在这三种工作模式之间切换可以提高整体效率。
[0093] 参见图5，本发明实施例还公开了又一种功率优化器控制方法，包括：
[0094] 步骤S01：确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Boost模式和直通模式。如果功率优化器当前工作在Boost模式，进入步骤S02；如果功率优化器当前工作在直通模式，进入步骤S03。
[0095] 具体的，由前文描述可知，当功率优化器仅具有Boost模式和直通模式两种工作模式时，功率优化器的主电路拓扑可以是全桥型Buck-Boost电路，也可以是Boost电路。
[0096] 步骤S02：采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式。
[0097] 步骤S03：在满足第二预设条件时切换到Boost模式；
[0098] 所述第二预设条件包括：功率优化器输入电流上升量超出阈值；
[0099] 或者，所述第二预设条件包括：功率优化器输入功率上升量超出阈值；
[0100] 或者，所述第二预设条件包括：当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
[0101] 由前文描述可知，当光照强度增强时，光伏组件的功率、电压、电流均变大，如果功率优化器想要随光照强度增强追踪最大功率点，本功率优化器需要进入Boost模式。
[0102] 图5所示技术方案在保留功率优化器传统的工作模式，也就是Boost模式的基础上，增设了直通模式，由于直通模式比功率优化器传统的工作模式效率要高，所以相较于功率优化器仅工作在单一的传统工作模式下，功率优化器在两种工作模式之间切换可以提高整体效率。
[0103] 相比较而言，图2所示技术方案由于能够实现直通模式、Boost模式和Buck模式之间的切换，所以适用于输入输出电压变化范围较大的场合；而图5所示技术方案由于只能在直通模式和Boost模式之间的切换，因此适用于输入输出电压变化范围相对较小的场合。
[0104] 参见图6，本发明实施例还公开了又一种功率优化器控制方法，包括：
[0105] 步骤S01：确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Buck模式和直通模式；如果功率优化器当前工作在Buck模式，进入步骤S02；如果功率优化器当前工作在直通模式，步骤S03。
[0106] 具体的，由前文描述可知，当功率优化器仅具有Buck模式和直通模式两种工作模式时，功率优化器的主电路拓扑可以是全桥型Buck-Boost电路，也可以是Buck电路。
[0107] 步骤S02：采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式。
[0108] 步骤S03：在满足第三预设条件时切换到Buck模式；
[0109] 所述第三预设条件包括：功率优化器输入电流下降量超出阈值；
[0110] 或者，所述第三预设条件包括：功率优化器输入功率下降量超出阈值；
[0111] 或者，所述第三预设条件包括：当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
[0112] 具体的，由前文描述可知，当光照强度变弱时，光伏组件的功率、电压、电流均变小，如果功率优化器想要随光照强度变弱追踪最大功率点，本功率优化器需要进入Buck模式。
[0113] 图6所示技术方案在保留功率优化器传统的工作模式，也就是Boost模式的基础上，增设了直通模式，由于直通模式比功率优化器传统的工作模式效率要高，所以相较于功率优化器仅工作在单一的传统工作模式下，功率优化器在两种工作模式之间切换可以提高整体效率。
[0114] 相比较而言，图2所示技术方案由于能够实现直通模式、Boost模式和Buck模式之间的切换，而适用于输入输出电压变化范围较大的场合；而图6所示技术方案由于只能在直通模式和Buck模式之间的切换，因此适用于输入输出电压变化范围相对较小的场合。
[0115] 最后需要说明的是，在图2、图5、图6公开的技术方案中，从每一工作模式切换到另一工作模式之前，还需满足附件条件：判断得到满足预设条件的时长达到预设时长，所述预设条件为从当前工作模式切换到另一工作模式所要满足的预设条件，以避免因功率优化器的运行参数稍微有些抖动或者采样误差等而导致频繁切换工作模式，进而造成波形质量变差或效率低的情况。另外，跳出不同工作模式时对应的附加条件中的预设时长的取值大小根据实际需要设置即可，可以相同，也可以不同。
[0116] 举例说明，在图2公开的技术方案的基础上提出一种带附件条件的功率优化器控制方法，包括：如果功率优化器当前工作在Boost模式或Buck模式，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件并且满足第一预设条件的时长超过第一预设时长时，切换到直通模式；如果功率优化器当前工作在直通模式，在满足第二预设条件并且满足第二预设条件的时长超过第二预设时长时，切换到Boost模式；如果功率优化器当前工作在直通模式，在满足第三预设条件并且满足第三预设条件的时长超过第三预设时长时，切换到Buck模式。其中，第一预设时长、第二预设时长、第三预设时长的取值大小可以相同，也可以不同。
[0117] 参见图7，本发明实施例还公开了一种功率优化器控制装置(以下简称装置1)，包括：
[0118] 确定单元100，用于确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Boost模式、Buck模式和直通模式；
[0119] 第一切换单元200，用于在功率优化器当前工作在Boost模式或Buck模式的情况下，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
[0120] 第二切换单元300，用于在功率优化器当前工作在直通模式的情况下，在满足第二预设条件时切换到Boost模式，在满足第三预设条件时切换到Buck模式；
[0121] 所述第二预设条件包括：功率优化器输入电流上升量超出阈值；
[0122] 或者，所述第二预设条件包括：功率优化器输入功率上升量超出阈值；
[0123] 或者，所述第二预设条件包括：上一工作模式为Buck模式，并且当前工作在直通模式下的时长超出阈值；
[0124] 所述第三预设条件包括：功率优化器输入电流下降量超出阈值；
[0125] 或者，所述第三预设条件包括：功率优化器输入功率下降量超出阈值；
[0126] 或者，所述第三预设条件包括：上一工作模式为Boost模式，并且当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
[0127] 此外，本发明实施例还公开了又一种功率优化器控制装置(以下简称装置2)，包括：
[0128] 确定单元，用于确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Boost模式和直通模式；
[0129] 第一切换单元，用于在功率优化器当前工作在Boost模式的情况下，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
[0130] 第二切换单元，用于在功率优化器当前工作在直通模式的情况下，在满足第二预设条件时切换到Boost模式；
[0131] 所述第二预设条件包括：功率优化器输入电流上升量超出阈值；
[0132] 或者，所述第二预设条件包括：功率优化器输入功率上升量超出阈值；
[0133] 或者，所述第二预设条件包括：当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
[0134] 此外，本发明实施例还公开了又一种功率优化器控制装置(以下简称装置3)，包括：
[0135] 确定单元，用于确定功率优化器当前的工作模式；其中，预先为功率优化器设定多种工作模式，所述多种工作模式包括Buck模式和直通模式；
[0136] 第一切换单元，用于在功率优化器当前工作在Buck模式的情况下，采用最大功率点跟踪算法调节功率优化器中各开关管的占空比，直至满足第一预设条件时，切换到直通模式；
[0137] 第二切换单元，用于在功率优化器当前工作在直通模式的情况下，在满足第三预设条件时切换到Buck模式；
[0138] 所述第三预设条件包括：功率优化器输入电流下降量超出阈值；
[0139] 或者，所述第三预设条件包括：功率优化器输入功率下降量超出阈值；
[0140] 或者，所述第三预设条件包括：当前工作在直通模式下的时长超出阈值。
[0141] 可选的，上述任一种功率优化器控制装置中，从每一工作模式切换到另一工作模式之前，还需满足附件条件：判断得到满足预设条件的时长达到预设时长，所述预设条件为从当前工作模式切换到另一工作模式所要满足的预设条件。
[0142] 上述任一种功率优化器控制装置包括处理器和存储器，上述确定单元、第一切换单元和第二切换单元均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
[0143] 此外，本发明实施例还公开了一种功率优化器，所述功率优化器的主电路拓扑为全桥型Buck-Boost电路，所述功率优化器包括上述装置1。
[0144] 此外，本发明实施例还公开了又一种功率优化器，所述功率优化器的主电路拓扑为Boost电路，所述功率优化器包括上述装置2。
[0145] 此外，本发明实施例还公开了又一种功率优化器，所述功率优化器的主电路拓扑为Buck电路，所述功率优化器包括上述装置3。
[0146] 综上所述，本发明预先为功率优化器设置多种工作模式，其中至少有一种工作模式比功率优化器传统的工作模式效率要高，那么相较于功率优化器仅工作在单一的传统工作模式下，功率优化器在多种工作模式之间切换可以提高整体效率。
[0147] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0148] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
