一种移动能源最大功率点跟踪效率测试方法、装置、设备

摘要

本发明公开了一种移动能源最大功率点跟踪效率测试方法、装置、设备。其中移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，包括：计算移动能源环境变化速率；获取预配置的移动能源中功率转换装置额定功率；根据功率转换装置额定功率计算负载电能容量；根据移动能源环境变化速率设定光照强度变化曲线；根据光照强度变化曲线和负载电能容量测试移动能源最大功率点跟踪效率。本发明公开的测试方法通过重新设定移动能源的环境条件、重新设定移动能源的负载特性、重新设定检测精度要求等方式，克服现有测试方法的不足，适应新型移动能源实际应用中最大功率点跟踪效率测试的要求。

权利要求

1.一种移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，其特征在于，包括：计算环境变化速率步骤：计算移动能源环境变化速率；

获取额定功率步骤：获取预配置的移动能源中功率转换装置额定功率；

计算负载电能容量步骤：根据所述功率转换装置额定功率计算负载电能容量；

设定光照变化曲线步骤：根据所述移动能源环境变化速率设定光照强度变化曲线；

测试跟踪效率步骤：根据所述光照强度变化曲线和所述负载电能容量测试移动能源最大功率点跟踪效率。

2.根据权利要求1所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，其特征在于，所述计算环境变化速率步骤，包括：定义移动能源的应用场景；

根据所述应用场景获取预配置的移动速度数据和预配置的移动能源尺寸数据；

根据所述移动能源尺寸数据和所述移动速度数据的乘积计算环境变化速率。

3.根据权利要求1所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，其特征在于，所述计算负载电能容量步骤，包括：获取预配置的负载充电时长数据；

根据所述功率转换装置额定功率与所述负载充电时长数据的乘积计算负载电能容量。

4.根据权利要求1所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，其特征在于，所述设定光照变化曲线步骤，包括：获取预配置的标准光照强度变化曲线；

将所述环境变化速率设为S，按照如下步骤调整所述标准光照强度变化曲线：将步长设置为所述标准光照强度变化曲线中步长的S倍；

将时间设置为所述标准光照强度变化曲线中时间的1/S倍；

将采样间隔设置为所述标准光照强度变化曲线中采样间隔的1/S倍。

5.根据权利要求1所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，其特征在于，所述测试跟踪效率步骤，包括：根据所述光照强度变化曲线进行循环测试，取消循环次数限制，当负载充电电量达到负载电能容量时测试终止；

根据所述循环测试计算移动能源最大功率点跟踪效率所依据的公式为：其中，ηmobile_mppt为移动能源最大功率点跟踪效率；

ΔT_i为采样间隔；

Upv_i为移动能源中太阳能发电装置的实时输出电压；

Ipv_i为移动能源中太阳能发电装置的实时输出电流；

Pmpp_i为移动能源实时最大功率点功率。

6.根据权利要求1所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，其特征在于，所述方法还包括：获取太阳能发电装置功率步骤：根据所述功率转换装置额定功率确定太阳能发电装置的最大功率值；

和/或

获取负载充电功率步骤：根据所述负载电能容量计算负载最大充电功率。

7.根据权利要求6所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，其特征在于，所述获取负载充电功率步骤，包括：将负载充电电量比例与负载电量阈值比较；

根据比较结果和所述负载电能容量计算负载最大充电功率。

8.根据权利要求7所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，其特征在于，根据所述负载电能容量计算负载最大充电功率，包括：当负载充电电量比例小于或等于负载电量阈值时，负载最大充电功率与所述功率转换装置额定功率等同；

当负载充电电量比例大于负载电量阈值时，根据所述功率转换装置额定功率计算负载最大充电功率，得出负载最大充电功率所依据的公式为：Pload＝Prated*e∧[-K*(Echarged/Eload-M)]其中，Pload为负载最大充电功率；

Prated为功率转换装置额定功率；

e为自然对数；

K为预配置的负载电池功率限制的抑制指数；

Echarged/Eload为负载充电电量比例；

M为负载电量阈值。

9.一种移动能源最大功率点跟踪效率测试装置，其特征在于，包括：环境变化速率计算单元，配置用于计算移动能源环境变化速率；

额定功率获取单元，配置用于获取预配置的移动能源中功率转换装置额定功率；

负载电能容量计算单元，配置用于根据所述功率转换装置额定功率计算负载电能容量；

光照变化曲线设定单元，配置用于根据所述移动能源环境变化速率设定光照强度变化曲线；

跟踪效率测试单元，配置用于根据所述光照强度变化曲线和所述负载电能容量测试移动能源最大功率点跟踪效率。

10.根据权利要求9所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置，其特征在于，所述环境变化速率计算单元，包括：场景定义子单元，配置用于定义移动能源的应用场景；

第一数据获取子单元，配置用于根据所述应用场景获取预配置的移动速度数据和预配置的移动能源尺寸数据；

速率计算子单元，配置用于根据所述移动能源尺寸数据和所述移动速度数据的乘积计算环境变化速率。

11.根据权利要求9所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置，其特征在于，所述负载电能容量计算单元，包括：第二数据获取子单元，配置用于获取预配置的负载充电时长数据；

电能容量计算子单元，配置用于根据所述功率转换装置额定功率与所述负载充电时长数据的乘积计算负载电能容量。

12.根据权利要求9所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置，其特征在于，所述光照变化曲线设定单元，包括：曲线获取子单元，配置用于获取预配置的标准光照强度变化曲线；

步长设置子单元，配置用于将步长设置为所述标准光照强度变化曲线中步长的S倍；

时间设置子单元，配置用于将时间设置为所述标准光照强度变化曲线中时间的1/S倍；

采样间隔设置子单元，配置用于将采样间隔设置为所述标准光照强度变化曲线中采样间隔的1/S倍。

13.根据权利要求9所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置，其特征在于，所述跟踪效率测试单元，包括：循环测试子单元：配置用于根据所述光照强度变化曲线进行循环测试，取消循环次数限制，当负载充电电量达到负载电能容量时测试终止；

所述跟踪效率测试单元所依据的公式为：其中，ηmobile_mppt为移动能源最大功率点跟踪效率；

ΔT-i为采样间隔；

Upv_i为移动能源中太阳能发电装置的实时输出电压；

Ipv_i为移动能源中太阳能发电装置的实时输出电流；

Pmpp_i为移动能源实时最大功率点功率。

14.根据权利要求9所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置，其特征在于，所述装置还包括：太阳能发电装置功率获取单元，配置用于根据所述功率转换装置额定功率确定太阳能发电装置的最大功率值；

和/或

负载充电功率获取单元，配置用于根据所述负载电能容量计算负载的最大充电功率。

15.根据权利要求14所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置，其特征在于，所述负载充电功率获取单元，包括：电量比较子单元，配置用于将负载充电电量比例与负载电量阈值比较；

负载充电功率计算子单元，配置用于根据比较结果和所述负载电能容量计算负载最大充电功率。

16.一种移动能源最大功率点跟踪效率测试设备，其特征在于，所述设备包括：一个或多个处理器；

数据存储器，用于存储若干组移动能源的移动速度数据、若干组移动能源的尺寸数据、若干组负载充电时长数据、若干组负载电池功率限制的抑制指数以及一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1-8中任一项所述的方法。

17.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。

18.一种移动能源最大功率点跟踪效率测试系统，其特征在于，包括太阳能发电装置、功率转换装置、负载及权利要求9-15中任一项所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置。

说明书

一种移动能源最大功率点跟踪效率测试方法、装置、设备

技术领域

[0001] 本发明涉及移动能源技术领域，尤其涉及移动能源最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，简称MPPT)技术，具体的说是一种移动能源最大功率点跟踪效率测试方法、装置、设备、存储介质以及测试系统。

背景技术

[0002] 目前移动能源、能源共享的概念已经深入人心。太阳能移动能源作为一个新能源的代表在全球范围内得到迅猛发展。但是，传统晶硅组件不可弯曲、电池芯片容易碎裂的性质在一定程度上制约了太阳能移动能源的快速发展。柔性薄膜光伏天然的可弯曲性决定了薄膜化将是太阳能移动能源的主流发展方向。

[0003] 目前市场上可见的为手机充电的太阳能移动能源主要包括太阳能发电纸、太阳能背包、太阳能车顶以及太阳能伞等产品。这类新型太阳能移动能源与传统固定式移动能源的发电场景有很大的不同，其中最大的特点是它们并不是固定在一个位置接收太阳能进行发电，而是在随时随地的运动中接收太阳能进行发电。在实际运动中，由于行云、树木、建筑物等影响，太阳光照的条件会发生很大的变化。因此，新型太阳能移动能源由于其使用环境复杂，太阳能发电时太阳光照条件变化迅速，加之为之供电的负载多种多样，使得传统的移动能源最大功率点跟踪效率的测试方法并不适用于这类新型的移动能源。具体表现为以下几点：

[0004] 首先，现有的移动能源最大功率点跟踪效率测试标准不足以反应出新型移动能源实际使用时的环境变化情况。现有测试标准中太阳光照变化十分缓慢，其光照变化速率远远低于新型移动能源实际使用环境中光照变化的速率。

[0005] 其次，现有的移动能源最大功率点跟踪效率测试标准不足以反应出新型移动能源实际使用时的负载变化。现有测试标准只涉及并网发电方式，但是新型移动能源供电的负载多为本身安装有电池的负载，例如充电宝、手机、笔记本电脑、ipad以及可插拔动力电池等电子负载。

[0006] 另一方面，现有的移动能源最大功率点跟踪效率测试标准不足以反应出移动能源实际使用时的精度要求。现有测试标准对移动能源电压电流的精度要求不高，对于小功率、低功耗的移动能源检测来说，测试标准的精度不高，严重影响了测试结果的可信度。

[0007] 因此，现在迫切需要研究出一种针对新型移动能源最大功率点跟踪效率的测试方法、装置、设备和存储介质。通过这种移动能源最大功率点跟踪效率测试方法克服上述现有的测试方法中存在的不足，以适应检测新型移动能源的需求。

发明内容

[0008] 针对上述现有的测试方法不适用于新型移动能源的最大功率点跟踪效率的检测，本发明的目的在于提供一种针对新型移动能源的最大功率点跟踪效率测试方法、装置、设备和存储介质。本发明提供的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，基于新型移动能源的使用环境范围，重新设定测试环境条件；基于新型移动能源的负载特点，重新设定负载特性；基于新型移动能源的测试要求，重新设定检测精确要求；从而实现对新型移动能源实际应用时最大功率点跟踪效率进行准确、高效的测试。

[0009] 根据本发明的一个方面，提供了一种移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，包括：

[0010] 计算环境变化速率步骤：计算移动能源环境变化速率；

[0011] 获取逆变器额定功率步骤：获取预配置的移动能源中功率转换装置额定功率；

[0012] 计算负载电能容量步骤：根据所述功率转换装置额定功率计算负载电能容量；

[0013] 设定光照变化曲线步骤：根据所述移动能源环境变化速率设定光照强度变化曲线；

[0014] 测试跟踪效率步骤：根据所述光照强度变化曲线和所述负载电能容量测试移动能源最大功率点跟踪效率。

[0015] 进一步的，计算环境变化速率步骤，包括：

[0016] 定义移动能源的应用场景；

[0017] 根据所述应用场景获取预配置的移动速度数据和预配置的移动能源尺寸数据；

[0018] 根据所述移动能源尺寸数据和所述移动速度数据的乘积计算环境变化速率。

[0019] 进一步的，计算负载电能容量步骤，包括：

[0020] 获取预配置的负载充电时长数据；

[0021] 根据所述功率转换装置额定功率与所述负载充电时长数据的乘积计算负载电能容量。

[0022] 进一步的，设定光照变化曲线步骤，包括：

[0023] 获取预配置的标准光照强度变化曲线；

[0024] 将所述环境变化速率设为S，调整所述标准光照强度变化曲线：

[0025] 将步长设置为所述标准光照强度变化曲线中步长的S倍；

[0026] 将时间设置为所述标准光照强度变化曲线中时间的1/S倍；

[0027] 将采样间隔设置为所述标准光照强度变化曲线中采样间隔的1/S倍。

[0028] 进一步的，测试跟踪效率步骤，包括：

[0029] 根据所述光照强度变化曲线进行循环测试，取消循环次数限制，当负载充电电量达到负载电能容量时测试终止；

[0030] 根据所述循环测试计算移动能源最大功率点跟踪效率所依据的公式为：

[0031]

[0032] 其中，ηmobile_mppt为移动能源最大功率点跟踪效率；

[0033] ΔT_i为采样间隔；

[0034] Upv_i为移动能源中太阳能发电装置的实时输出电压；

[0035] Ipv_i为移动能源中太阳能发电装置的实时输出电流；

[0036] Pmpp_i为移动能源实时最大功率点功率。

[0037] 优选的，移动能源最大功率点跟踪效率测试方法还包括：

[0038] 获取太阳能发电装置功率步骤：根据所述功率转换装置额定功率确定太阳能发电装置的最大功率值；

[0039] 和/或

[0040] 获取负载充电功率步骤：根据所述负载电能容量计算负载最大充电功率。

[0041] 进一步的，获取负载充电功率步骤，包括：

[0042] 将负载充电电量比例与负载电量阈值比较；

[0043] 根据比较结果和所述负载电能容量计算负载最大充电功率。

[0044] 进一步的，根据所述负载电能容量计算负载最大充电功率，包括：

[0045] 负载充电电量比例小于或等于负载电量阈值，负载最大充电功率与所述功率转换装置额定功率等同；

[0046] 负载充电电量比例大于负载电量阈值，根据所述功率转换装置额定功率计算负载最大充电功率，得出负载最大充电功率所依据的公式为：

[0047] Pload＝Prated*e∧[-K*(Echarged/Eload-M)]

[0048] 其中，Pload为负载最大充电功率；

[0049] Prated为功率转换装置额定功率；

[0050] e为自然对数；

[0051] K为预配置的负载电池功率限制的抑制指数；

[0052] Echarged/Eload为负载充电电量比例；

[0053] M为负载电量阈值。

[0054] 根据本发明的另一个方面，提供了一种移动能源最大功率点跟踪效率测试装置，包括：

[0055] 环境变化速率计算单元，配置用于计算移动能源环境变化速率；

[0056] 额定功率获取单元，配置用于获取预配置的移动能源中功率转换装置额定功率；

[0057] 负载电能容量计算单元，配置用于根据所述功率转换装置额定功率计算负载电能容量；

[0058] 光照变化曲线设定单元，配置用于根据所述移动能源环境变化速率设定光照强度变化曲线；

[0059] 跟踪效率测试单元，配置用于根据所述光照强度变化曲线和所述负载电能容量测试移动能源最大功率点跟踪效率。

[0060] 进一步的，环境变化速率计算单元，包括：

[0061] 场景定义子单元，配置用于定义移动能源的应用场景；

[0062] 第一数据获取子单元，配置用于根据所述应用场景获取预配置的移动速度数据和预配置的移动能源尺寸数据；

[0063] 速率计算子单元，配置用于根据所述移动能源尺寸数据和所述移动速度数据的乘积计算环境变化速率。

[0064] 进一步的，负载电能容量计算单元，包括：

[0065] 第二数据获取子单元，配置用于获取预配置的负载充电时长数据；

[0066] 电能容量计算子单元，配置用于根据所述功率转换装置额定功率与所述负载充电时长数据的乘积计算负载电能容量。

[0067] 进一步的，光照变化曲线设定单元，包括：

[0068] 曲线获取子单元，配置用于获取预配置的标准光照强度变化曲线；

[0069] 步长设置子单元，配置用于将步长设置为所述标准光照强度变化曲线中步长的S倍；

[0070] 时间设置子单元，配置用于将时间设置为所述标准光照强度变化曲线中时间的1/S倍；

[0071] 采样间隔设置子单元，配置用于将采样间隔设置为所述标准光照强度变化曲线中采样间隔的1/S倍。

[0072] 进一步的，跟踪效率测试单元，包括：

[0073] 循环测试子单元：配置用于根据所述光照强度变化曲线进行循环测试，取消循环次数限制，当负载充电电量达到负载电能容量时测试终止；

[0074] 所述跟踪效率测试单元所依据的公式为：

[0075]

[0076] 其中，ηmobile_mppt为移动能源最大功率点跟踪效率；

[0077] ΔT_i为采样间隔；

[0078] Upv_i为移动能源中太阳能发电装置的实时输出电压；

[0079] Ipv_i为移动能源中太阳能发电装置的实时输出电流；

[0080] Pmpp_i为移动能源实时最大功率点功率。

[0081] 优选的，移动能源最大功率点跟踪效率测试装置还包括：

[0082] 太阳能发电装置功率获取单元，配置用于根据所述功率转换装置额定功率确定太阳能发电装置的最大功率值；

[0083] 和/或

[0084] 负载充电功率获取单元，配置用于根据所述负载电能容量计算负载的最大充电功率。

[0085] 进一步的，负载充电功率获取单元，包括：

[0086] 电量比较子单元，配置用于将负载充电电量比例与负载电量阈值比较；

[0087] 负载充电功率计算子单元，配置用于根据比较结果和所述负载电能容量计算负载最大充电功率。

[0088] 根据本发明的另一个方面，提供了一种移动能源最大功率点跟踪效率测试设备，包括：

[0089] 一个或多个处理器；

[0090] 数据存储器，用于存储若干组移动能源的移动速度数据、若干组移动能源的尺寸数据、若干组负载充电时长数据、若干组负载电池功率限制的抑制指数以及一个或多个程序；

[0091] 当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上述任一项所述的方法。

[0092] 根据本发明的另一个方面，提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，该程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的方法。

[0093] 根据本发明的另一个方面，提供了一种移动能源最大功率点跟踪效率测试系统，包括太阳能发电装置、功率转换装置、负载及如上述任一项所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置。

[0094] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0095] 1、本发明示例的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，将移动能源在各种不同的应用场景中的移动速度数据作为新的变量引入到移动能源最大功率点跟踪效率的测试中，重新设定光照强度变化曲线，使本发明示例的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法的科学性、可靠性以及可实施性大幅提升。

[0096] 2、本发明示例的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，综合考虑了新型移动能源为之供电的电子负载的特性，例如充电宝、手机、笔记本电脑、ipad以及可插拔动力电池等电子负载，这些电子负载多为本身安装有电池的，而不是通过并网获得电能的。因此本发明示例的最大功率点跟踪效率测试方法能够适应新型的电子负载特性，更加科学、可靠、实用。

[0097] 3、本发明示例的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，能够反映出新型移动能源实际使用时的应用场景，能够适用于小功率、低能耗的移动能源最大功率点跟踪效率的测试，并且规定了新的测试精确要求，为后续形成新型移动能源最大功率点跟踪效率测试标准打下了基础。

[0098] 4、本发明示例的测试方法，不仅能够测试移动能源的最大功率点跟踪效率，还可以根据不同的应用场景进一步的模拟太阳能发电装置和负载的特性，因为在移动能源最大功率点跟踪效率的测试中，移动能源与太阳能发电装置及负载它们之间的特性是相互影响的。因此本发明示例的测试方法通过模拟太阳能发电装置和负载的特性，进一步提高了测试的准确性，使测试方法更加具有科学性、可靠性，同时可实施性大幅提升。

[0099] 5、本发明示例的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置，通过设置环境变化速率计算单元、逆变器额定功率获取单元、负载电能容量计算单元、光照变化曲线设定单元以及跟踪效率测试单元，能够基于新型移动能源的使用环境范围，重新设定测试环境条件；基于新型移动能源的负载特点，重新设定负载特性；基于新型移动能源的测试要求，重新设定测试精确要求；从而实现对新型移动能源实际应用时最大功率点跟踪效率进行准确、高效的测试。

[0100] 6、本发明示例的移动能源最大功率点跟踪效率测试系统，通过设置太阳能发电装置及负载，模拟太阳能发电装置和负载的特性，提高了移动能源最大功率点跟踪效率测试装置获得的测试结果的准确性，使测试系统更加科学、可靠，同时也大大提升了测试系统的可实施性。

附图说明

[0101] 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

[0102] 图1为本发明实施例示例的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法的流程图；

[0103] 图2为本发明实施例示例的移动能源最大功率点跟踪效率测试系统的示意图；

[0104] 图3为本发明实施例示例的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置的示意图；

[0105] 图4为NBT-32004-2013光伏发电并网逆变器技术规范中的低辐照强度和中等辐照强度之间变动时的测试程序图(即标准光照强度变化曲线)。

具体实施方式

[0106] 下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

[0107] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

[0108] 实施例一：

[0109] 如图1所示，本实施例提供了一种移动能源最大功率点跟踪效率测试方法，包括以下步骤：

[0110] 计算环境变化速率步骤：计算移动能源环境变化速率；

[0111] 获取逆变器额定功率步骤：获取预配置的移动能源中功率转换装置额定功率；

[0112] 计算负载电能容量步骤：根据所述功率转换装置额定功率计算负载电能容量；

[0113] 设定光照变化曲线步骤：根据所述移动能源环境变化速率设定光照强度变化曲线；

[0114] 测试跟踪效率步骤：根据所述光照强度变化曲线和所述负载电能容量测试移动能源最大功率点跟踪效率。

[0115] 其中，计算环境变化速率步骤，包括：

[0116] 定义移动能源的应用场景；

[0117] 根据所述应用场景获取预配置的移动速度数据和预配置的移动能源尺寸数据；

[0118] 根据所述移动能源尺寸数据和所述移动速度数据计算环境变化速率。

[0119] 为便于对本发明的理解，对计算移动能源环境变化速率的方法做进一步的描述：

[0120] 移动能源是指以太阳能发电装置为基本发电单元，可独立工作或配合储能装置使用，通过一级或多级功率转换装置(DC-DC变换器)，随时随地的给手机、充电宝、电脑等消费类电子设备进行充电的可随用户移动的便携式能源。

[0121] 其中，移动能源功率转换装置可以是包含BUCK、BOOST、BUCK-BOOST以及半桥、全桥或其他拓扑结构等的隔离性DC-DC变换器或非隔离性DC-DC变换器。

[0122] 太阳能发电装置可以采用单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池或薄膜太阳能电池。

[0123] 薄膜太阳能电池是缓解能源危机的新型太阳能器件。薄膜太阳能电池可以使用在价格低廉的陶瓷、石墨、金属片等不同材料当基板来制造，形成可产生电压的薄膜厚度仅需数μm，目前转换效率最高可以达13％。薄膜电池太阳电池除了平面之外，也因为具有可挠性可以制作成非平面构造其应用范围大，可与建筑物结合或是变成建筑体的一部份，应用非常广泛。

[0124] 首先，根据各种不同的新型移动能源，例如太阳能发电纸、太阳能背包、太阳能车顶以及太阳能伞等，预定义它们的应用场景，例如步行、跑步、车用或其他应用场景。

[0125] 通过实验等方式，获取某一种应用场景下一组移动能源的移动速度数据，并求得该应用场景下移动能源移动速度范围；按照相同的方法，分别获得各种应用场景下若干组移动能源的移动速度范围。例如，定义移动速度为u，单位为m/s；移动能源在步行中应用时，其移动速度为u＝1m/s；跑步时，速度范围为u＝3-10m/s；车用时，速度范围为u＝10-33m/s；或其他应用场景下的移动速度范围。并将上述若干组移动能源的移动速度范围预存在数据存储器中以供调用。

[0126] 通过，测量各种移动能源的尺寸，获取若干组尺寸相似的移动能源的尺寸数据，具体为移动能源最短边长，定义移动能源最短边长为L，单位为m。并将上述若干组移动能源的尺寸数据预存在数据存储器中以供调用。

[0127] 测试时，根据移动能源实际应用的场景和在该场景下移动能源的类型，获取预配置的移动能源的移动速度数据和尺寸数据，计算该移动能源的环境变化速率，定义移动能源的环境变化速率为S，S＝L/u，(S>＝1)。

[0128] 获得移动能源在各种应用场景中的移动速度范围，并且根据移动能源的尺寸数据，定义移动能源的环境变化速率，将其作为新的变量引入到移动能源最大功率点跟踪效率的测试中，使移动能源最大功率点跟踪效率测试方法更加符合新型移动能源的应用场景，测试方法更加科学、可靠。

[0129] 其中，计算负载电能容量步骤，包括：

[0130] 获取预配置的负载充电时长数据；

[0131] 根据所述功率转换装置额定功率与所述负载充电时长数据计算负载电能容量。

[0132] 为便于对本发明的理解，对计算负载电能容量的方法做进一步的描述：

[0133] 通过实验等方式，获取各种类型负载的充电时长数据，定义N为充电时长数据，N的单位为小时，一般取N＝3小时。

[0134] 移动能源能量逆变器的额定功率定义为Pload，其中load表示为负载的，负载电能容量定义为Eload。则负载进行充电时的电能容量为在移动能源能量逆变器额定功率与负载充电时长的乘积，即负载电能容量Eload＝Pload*N。

[0135] 目前，移动能源为之供电的负载多为充电宝、手机、笔记本电脑、ipad以及可插拔动力电池等，这些负载的特点是大多本身安装有充电电池，不需要通过并联电网获得电能。因此本实施例示例的最大功率点跟踪效率测试方法能够适应新型负载的特性，更加科学、可靠、实用。

[0136] 其中，设定光照变化曲线步骤，包括：

[0137] 获取预配置的标准光照强度变化曲线；

[0138] 将所述环境变化速率设为S，调整所述标准光照强度变化曲线：

[0139] 将步长设置为所述标准光照强度变化曲线中步长的S倍；

[0140] 将时间设置为所述标准光照强度变化曲线中时间的1/S倍；

[0141] 将采样间隔设置为所述标准光照强度变化曲线中采样间隔的1/S倍。

[0142] 为便于对本发明的理解，对设定光照变化曲线步骤做进一步的描述：

[0143] 获取预配置的NBT-32004-2013光伏发电并网逆变器技术规范中的低辐照强度和中等辐照强度之间变动时的测试程序图(即标准光照强度变化曲线)；

[0144] 将标准光照强度变化曲线，更新为：

[0145] 所有步长更新为原指标的S倍；

[0146] 所有时间缩短为原指标的1/S倍；

[0147] 采样间隔更新为原指标的1/S倍：20/S(ms)。

[0148] 现有的移动能源最大功率点跟踪效率测试标准，如图4所示，NBT-32004-2013光伏发电并网逆变器技术规范中的低辐照强度和中等辐照强度之间变动时的测试程序图，只涉及并网发电方式，不足以反应出新型移动能源实际使用时的实际情况。将移动能源的环境变化速率，作为新的变量引入到现有的移动能源最大功率点跟踪效率测试标准中，能够反映出新型移动能源实际使用时的应用场景，能够适用于小功率、低能耗的移动能源最大功率点跟踪效率的测试。

[0149] 其中，测试跟踪效率步骤，包括：

[0150] 根据所述光照强度变化曲线进行循环测试，取消循环次数限制，当负载充电电量达到负载电能容量时测试终止；

[0151] 根据所述循环测试计算移动能源最大功率点跟踪效率所依据的公式为：

[0152]

[0153] 其中，ηmobile_mppt为移动能源最大功率点跟踪效率，η：效率，mobile：移动能源，mppt：最大功率点跟踪；

[0154] ΔT_i为采样间隔，ΔT时间间隔，i：实时的；

[0155] Upv_i为移动能源中太阳能发电装置的实时输出电压，U:电压，pv：太阳能发电装置；

[0156] Ipv_i为移动能源中太阳能发电装置的实时输出电流，I:电流，pv：太阳能发电装置；

[0157] Pmpp_i为移动能源实时最大功率点功率，P：功率，mpp：最大功率点。

[0158] 为便于对本发明的理解，上述公式的原理是用经过移动能源中功率转换装置(即DC-DC变换器)发出的电能除以理论上移动能源可以发出的最大电能，来进行归一化追踪移动能源最大功率点跟踪效率评判。

[0159] 现有的移动能源最大功率点跟踪效率测试标准对移动能源电压电流的精度要求不高，对于小功率、低功耗的移动能源检测来说，测试标准的精度不高，严重影响了测试结果的可信度。本实施例示例的测试方法规定了新的测试精确要求，为后续形成新型移动能源最大功率点跟踪效率测试标准打下了基础。

[0160] 本实施例提供的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法还包括：

[0161] 获取太阳能发电装置功率步骤：根据所述功率转换装置额定功率确定太阳能发电装置的最大功率值。

[0162] 最大功率为太阳能发电装置在标准测试环境下1000W/m2、25摄氏度的条件下的发电功率，设太阳能发电装置的最大功率值为Ppv_max(pv：太阳能发电装置，max：最大的)，功率转换装置额定功率Prated(rated：额定的)，则Ppv_max＝Prated。

[0163] 该步骤用于模拟移动能源应用场景中的太阳能发电装置特性。在移动能源最大功率点跟踪效率的测试中，移动能源与太阳能发电装置之间是相互影响的。因此本实施例示例的测试方法通过模拟太阳能发电装置的特性，进一步提高了测试的准确性，使测试方法更加具有科学性、可靠性，同时可实施性大幅提升。

[0164] 如图3所示，本实施例提供了一种移动能源最大功率点跟踪效率测试装置，包括：

[0165] 环境变化速率计算单元，配置用于计算移动能源环境变化速率；

[0166] 逆变器额定功率获取单元，配置用于获取预配置的移动能源中功率转换装置额定功率；

[0167] 负载电能容量计算单元，配置用于根据所述功率转换装置额定功率计算负载电能容量；

[0168] 光照变化曲线设定单元，配置用于根据所述移动能源环境变化速率设定光照强度变化曲线；

[0169] 跟踪效率测试单元，配置用于根据所述光照强度变化曲线和所述负载电能容量测试移动能源最大功率点跟踪效率。

[0170] 其中，环境变化速率计算单元，包括：

[0171] 场景定义子单元，配置用于定义移动能源的应用场景；

[0172] 第一数据获取子单元，配置用于根据所述应用场景获取预配置的移动速度数据和预配置的移动能源尺寸数据；

[0173] 速率计算子单元，配置用于根据所述移动能源尺寸数据和所述移动速度数据计算环境变化速率。

[0174] 其中，负载电能容量计算单元，包括：

[0175] 第二数据获取子单元，配置用于获取预配置的负载充电时长数据；

[0176] 电能容量计算子单元，配置用于根据所述功率转换装置额定功率与所述负载充电时长数据计算负载电能容量。

[0177] 其中，光照变化曲线设定单元，包括：

[0178] 曲线获取子单元，配置用于获取预配置的标准光照强度变化曲线；

[0179] 步长设置子单元，配置用于将步长设置为所述标准光照强度变化曲线中步长的S倍；

[0180] 时间设置子单元，配置用于将时间设置为所述标准光照强度变化曲线中时间的1/S倍；

[0181] 采样间隔设置子单元，配置用于将采样间隔设置为所述标准光照强度变化曲线中采样间隔的1/S倍。

[0182] 其中，跟踪效率测试单元，包括：

[0183] 循环测试子单元：配置用于根据所述光照强度变化曲线进行循环测试，取消循环次数限制，当负载充电电量达到负载电能容量时测试终止；

[0184] 所述跟踪效率测试单元所依据的公式为：

[0185]

[0186] 其中，ηmobile_mppt为移动能源最大功率点跟踪效率；

[0187] ΔT_i为采样间隔；

[0188] Upv_i为移动能源中太阳能发电装置的实时输出电压；

[0189] Ipv_i为移动能源中太阳能发电装置的实时输出电流；

[0190] Pmpp_i为移动能源实时最大功率点功率。

[0191] 本实施例提供的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置还包括：

[0192] 太阳能发电装置功率获取单元，配置用于根据所述功率转换装置额定功率确定太阳能发电装置的最大功率值。

[0193] 本实施例提供的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置还包括：

[0194] 移动速度获取单元，配置用于获取各种应用场景下若干组移动能源的移动速度数据；

[0195] 和/或

[0196] 能源尺寸获取单元，配置用于获取各种移动能源的若干组尺寸数据；

[0197] 和/或

[0198] 充电时长获取单元，配置用于获取各种类型负载的若干组负载充电时长数据；

[0199] 和/或

[0200] 抑制指数获取单元，配置用于获取各种类型负载电池的若干组负载电池功率限制的抑制指数。

[0201] 本实施例示例的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置，通过设置环境变化速率计算单元、逆变器额定功率获取单元、负载电能容量计算单元、光照变化曲线设定单元以及跟踪效率测试单元，能够基于新型移动能源的使用环境范围，重新设定测试环境条件；基于新型移动能源的负载特点，重新设定负载特性；基于新型移动能源的测试要求，重新设定测试精确要求；从而实现对新型移动能源实际应用时最大功率点跟踪效率进行准确、高效的测试。

[0202] 本实施例还提供了一种移动能源最大功率点跟踪效率测试设备，所述设备包括：

[0203] 一个或多个处理器；

[0204] 数据存储器，用于存储若干组移动能源的移动速度数据、若干组移动能源的尺寸数据、若干组负载充电时长数据、若干组负载电池功率限制的抑制指数以及一个或多个程序；

[0205] 当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上述任一项所述的方法。

[0206] 本实施例还提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，该程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的方法。

[0207] 如图2所示，本实施例还提供了一种移动能源最大功率点跟踪效率测试系统，包括太阳能发电装置、功率转换装置、负载及如上述任一项所述的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置。

[0208] 在本实施例示例的测试系统中，太阳能发电装置，用于模拟移动能源各个光照条件下的太阳能组件输出；功率转换装置(即DC-DC MPPT变换器)，用于追踪移动能源太阳能组件的最大功率输出工作点；负载，用于模拟移动能源应用中负载在不同条件下的功率上限；移动能源最大功率点跟踪效率测试装置，用于控制太阳能发电装置的工作条件和电子负载的功率上限，检测功率转换装置的输入输出电流，并计算移动能源最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，简称MPPT)效率与转换效率。

[0209] 在图2中，Pmpp为太阳能最大功率点功率；Vpv为太阳能发电装置输出电压；Ipv为太阳能发电装置输出电流；Vload为负载电压；Iload为负载电流，Pload为负载功率。

[0210] 本实施例示例的移动能源最大功率点跟踪效率测试系统，通过设置太阳能发电装置及负载，模拟太阳能发电装置和负载的特性，提高了移动能源最大功率点跟踪效率测试装置获得的测试结果的准确性，使测试系统更加科学、可靠，同时也大大提升了测试系统的可实施性。

[0211] 实施例二：

[0212] 本实施例与实施例一相同的特征不再赘述，本实施例与实施例一不同的特征在于：

[0213] 本实施例提供的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法还包括：

[0214] 获取负载充电功率步骤：根据所述负载电能容量计算负载最大充电功率。

[0215] 其中，根据所述负载电能容量计算负载最大充电功率，包括：

[0216] 负载充电电量比例小于或等于负载电量阈值，负载最大充电功率与所述功率转换装置额定功率等同；

[0217] 负载充电电量比例大于负载电量阈值，根据所述功率转换装置额定功率计算负载最大充电功率，得出负载最大充电功率所依据的公式为：

[0218] Pload＝Prated*e∧[-K*(Echarged/Eload-M)]

[0219] 其中，Pload为负载最大充电功率，P:功率，load：负载；

[0220] Prated为功率转换装置额定功率，rated：额定；

[0221] e为自然对数；

[0222] K为预配置的负载电池功率限制的抑制指数；

[0223] Echarged/Eload为负载充电电量比例，charged：充电的；

[0224] M为负载电量阈值。

[0225] 上述步骤可以用于模拟移动能源应用场景中的负载特性，如手机、充电宝等种类的负载。在移动能源最大功率点跟踪效率的测试中，移动能源与负载之间的特性是相互影响的。本实施例示例的测试方法通过模拟负载的特性，进一步提高了测试的准确性，使测试方法更加具有科学性、可靠性，同时可实施性大幅提升。

[0226] 本实施例提供的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置还包括：

[0227] 负载充电功率获取单元，配置用于根据所述负载电能容量计算负载的最大充电功率。

[0228] 其中，负载充电功率获取单元，包括：

[0229] 电量比较子单元，配置用于将负载充电电量比例与负载电量阈值比较；

[0230] 负载充电功率计算子单元，配置用于根据所述负载电能容量计算负载最大充电功率。

[0231] 实施例三：

[0232] 本实施例提供的移动能源最大功率点跟踪效率测试方法还包括：

[0233] 获取太阳能发电装置功率步骤：根据所述功率转换装置额定功率确定太阳能发电装置的最大功率值；

[0234] 和

[0235] 获取负载充电功率步骤：根据所述负载电能容量计算负载最大充电功率。

[0236] 其中，根据所述负载电能容量计算负载最大充电功率，包括：

[0237] 负载充电电量比例小于或等于负载电量阈值，负载最大充电功率与所述功率转换装置额定功率等同；

[0238] 负载充电电量比例大于负载电量阈值，根据所述功率转换装置额定功率计算负载最大充电功率，得出负载最大充电功率所依据的公式为：

[0239] Pload＝Prated*e∧[-K*(Echarged/Eload-M)]

[0240] 其中，Pload为负载最大充电功率；

[0241] Prated为功率转换装置额定功率；

[0242] e为自然对数；

[0243] K为预配置的负载电池功率限制的抑制指数；

[0244] Echarged/Eload为负载充电电量比例；

[0245] M为负载电量阈值。

[0246] 本实施例示例的测试方法，不仅能够测试移动能源的最大功率点跟踪效率，还可以根据不同的应用场景进一步的模拟太阳能发电装置和负载的特性，在移动能源最大功率点跟踪效率的测试中，移动能源与太阳能发电装置及负载它们之间的特性是相互影响的。因此本实施例示例的测试方法通过模拟太阳能发电装置和负载的特性，进一步提高了测试的准确性，使测试方法更加具有科学性、可靠性，同时可实施性大幅提升。

[0247] 如图3所示，本实施例提供的移动能源最大功率点跟踪效率测试装置还包括：

[0248] 太阳能发电装置功率获取单元，配置用于根据所述功率转换装置额定功率确定太阳能发电装置的最大功率值；

[0249] 和

[0250] 负载充电功率获取单元，配置用于根据所述负载电能容量计算负载的最大充电功率。

[0251] 其中，负载充电功率获取单元，包括：

[0252] 电量比较子单元，配置用于将负载充电电量比例与负载电量阈值比较；

[0253] 负载充电功率计算子单元，配置用于根据所述负载电能容量计算负载最大充电功率。

[0254] 本实施例示例的测试装置，不仅能够测试移动能源的最大功率点跟踪效率，还可以根据不同的应用场景进一步的模拟太阳能发电装置和负载的特性，在移动能源最大功率点跟踪效率的测试中，移动能源与太阳能发电装置及负载它们之间的特性是相互影响的。因此本实施例示例的测试装置通过模拟太阳能发电装置和负载的特性，进一步提高了测试的准确性，使测试方法更加具有科学性、可靠性，同时可实施性大幅提升。

[0255] 以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术员工应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。