一种分布式太阳能空调控制系统的制作方法

1.本发明涉及空调控制领域，尤其涉及一种分布式太阳能空调控制系统。


背景技术：

2.随着新材料新技术的发展，太阳能光电转换率会越来越高，投资会越来越少，太阳能光伏发电应用也会越来越广。现代社会生活中高消耗电能的家用，商用空调每年数千万台，若利用太阳能光伏产生的直流电不用逆变及并网，直接应用家用商用空调则可大大降低电能损耗，最大效率的利用光伏产生的直流电。太阳能光伏发电由于受地理位置的经纬度、太阳光照强度以及云雾天气等影响，其产生的直流电极不稳定，导致光伏发电在应用时受到各种条件的限制。因此，如何在合理运用太阳能光伏直流电，并尽可能的优先使用成为首先要解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中太阳能直流电压不稳定，如何合理运用光伏直流电的问题，本发明提供了一种分布式太阳能空调控制系统来解决上述问题。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分布式太阳能空调控制系统，
5.包括光伏板、mppt控制单元、储能电池控制单元和多个负载，所述负载包括变频空调室外控制器和变频空调室内控制器，所述光伏板与mppt控制单元连接，所述mppt控制单元的输出端接到直流母线上；所述变频空调室外控制器连接在变频空调室内控制器和直流母线之间；
6.所述mppt控制单元被配置为：
7.在空载时，mppt控制单元输出370v电压；
8.当负载功率增加至光伏板的额定功率的85％时，mppt控制单元输出的电压下降至360v，变频空调室外控制器控制压缩机的运行频率进行下降；
9.当负载功率维持在额定功率的[80％,85％)，控制压缩机运行频率保持不变；
[0010]
当负载功率下降并小于额定功率的80％，mppt控制单元输出的电压上升至365v；
[0011]
当负载功率下降并小于额定功率的70％，mppt控制单元输出的电压上升至370v；
[0012]
其中，在控制压缩机运行频率下降前先检测当前的环温温差
△
t，将环温温差
△
t与预设的温差阈值进行比较。
[0013]
作为优选，所述mppt控制单元被配置为：
[0014]
当负载功率上升并大于额定功率的90％并且小于95％，mppt控制单元输出的电压下降至350v，控制压缩机的运行频率进行下降并大于等于最小运行频率；
[0015]
当负载功率下降并且小于额定功率的80％，控制压缩机的运行频率进行上升，mppt控制单元输出的电压上升至355v；
[0016]
其中，在控制压缩机运行频率下降前先检测当前的环温温差
△
t，将环温温差
△
t
与预设的温差阈值进行比较。
[0017]
作为优选，所述mppt控制单元被配置为：
[0018]
当负载功率上升并大于额定功率的95％，停止至少一个负载，控制未停止负载的压缩机的运行频率下降；
[0019]
其中，在控制压缩机运行频率下降前先检测当前的环温温差
△
t，将环温温差
△
t与预设的温差阈值进行比较。
[0020]
作为优选，当
△
t≤
△
t4时，一旦检测直流母线上的电压值下降，控制压缩机运行频率下降，持续时间t4；
[0021]
持续时间t4后仍然需要下降压缩机运行频率时，若
△
t4＜
△
t≤
△
t3，控制压缩机运行频率下降，持续时间t3；
[0022]
持续时间t3后仍然需要下降压缩机运行频率时，若
△
t3＜
△
t≤
△
t2，控制压缩机运行频率下降，持续时间t2；
[0023]
持续时间t2后仍然需要下降压缩机运行频率时，若
△
t2＜
△
t≤
△
t1，控制压缩机运行频率下降，持续时间t1。
[0024]
作为优选，所述mppt控制单元串联于扰动电阻r和场效应管mosfet。
[0025]
作为优选，还包括交流输入端、整流模块、boost电路和总控制器，所述整流模块被配置为对交流输入端输入的交流电压进行整流；
[0026]
所述boost电路与整流模块连接并被配置为对整流模块输出的脉动直流电压进行功率因数校正；
[0027]
所述boost电路通过直流母线与变频空调室外控制器连接；
[0028]
所述总控制器还分别与mppt控制单元和boost电路连接；
[0029]
所述总控制器被配置为：
[0030]
检测所述mppt控制单元输出的电压值，当mppt控制单元输出的电压值大于等于预设的电压阈值时，关闭boost电路，使boost电路储能，当mppt控制单元输出的电压值小于预设的电压阈值时，开启boost电路，使boost电路放电，此时mppt控制单元、整流模块和boost电路一同向负载供电。
[0031]
作为优选，所述总控制器被配置为通过调节占空比du来控制boost电路的输出电压值。
[0032]
作为优选，所述boost电路包括储能电感l、绝缘栅双极型晶体管igbt、调节器ic和功率管d，所述绝缘栅双极型晶体管igbt的集电极连接在储能电感l和功率管d之间，发射极和储能电感l与整流模块连接，门极与调节器ic连接，调节器ic与总控制器连接，所述功率管d连接在直流母线上。
[0033]
作为优选，所述滤波模块包括并联在直流母线上的电容c1、电容c2和电容c3。
[0034]
本发明的有益效果是，这种分布式太阳能空调控制系统根据光伏板的额定功率和环境温差来调节负载的运行功率，既保证了充分利用光伏直流电，也能够满足用户的需求。
附图说明
[0035]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0036]
图1是本发明的一种分布式太阳能空调控制系统的最优实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0037]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0038]
如图1所示，本发明提供了一种分布式太阳能空调控制系统的实施例，包括光伏板、mppt控制单元、储能电池控制单元、交流输入端、整流模块、boost电路、总控制器和多个负载，负载包括变频空调室外控制器和变频空调室内控制器，光伏板与mppt控制单元连接，mppt控制单元的输出端接到直流母线上，mppt控制单元串联于扰动电阻r和场效应管mosfet，在输出电压基本稳定的情况下，通过改变mosfet的占空比，来改变通过扰动电阻r的平均电流，因此产生了电流的扰动。同时也会影响光伏电池的输出电流、电压，通过测量此时的变化，以决定下一周期的扰动方向。如果扰动方向正确时，太阳能光能板输出功率增加，下周期继续朝同一方向扰动，反之，朝反方向扰动，如此反复，使输出达最大功率点。变频空调室外控制器连接在变频空调室内控制器和直流母线之间。整流模块被配置为对交流输入端输入的交流电压进行整流；boost电路与整流模块连接并被配置为对整流模块输出的脉动直流电压进行功率因数校正；boost电路通过直流母线与变频空调室外控制器连接；总控制器还分别与mppt控制单元和boost电路连接。
[0039]
boost电路包括储能电感l、绝缘栅双极型晶体管igbt、调节器ic和功率管d，绝缘栅双极型晶体管igbt的集电极连接在储能电感l和功率管d之间，发射极和储能电感l与整流模块连接，门极与调节器ic连接，调节器ic与总控制器连接，功率管d连接在直流母线上。滤波模块包括并联在直流母线上的电容c1、电容c2和电容c3。
[0040]
总控制器被配置为：
[0041]
检测mppt控制单元输出的电压值，当mppt控制单元的电压值大于等于预设的电压阈值时，通过调节器ic闭合绝缘栅双极型晶体管igbt，从而关闭boost电路，使储能电感l储能，当mppt控制单元输出的电压值小于预设的电压阈值时，断开绝缘栅双极型晶体管igbt，开启boost电路，使boost电路放电，此时光mppt控制单元、整流模块和boost电路一同向负载供电。由于igbt的导通时间＝占空比*开关周期＝du*t，当igbt断开时，储能电感l经功率管d给负载放电，同时整流后的直流电也会向负载放电，二者叠加，实现升压，放电时间d
t
＝(1-占空比)*开关周期＝(1-du)*t。在igbt断开与闭合的两个时间内，储能电感l的充电与放电基本上是一样的。则(v
in
*du*t)/l＝{(v
out-v
in
)*(1-du)*t}/l；则v
out
＝v
in
/(1-du)，所以提升后的直流电压值取决于igbt的占空比du。其中v
in
为整流后直流电压，v
out
为提升后的直流电压，l为储能电感量，du为占空比，t为开关周期。总控制器通过调节占空比du来控制boost电路的输出电压值v
out
。光伏发电部分缺多少就可以补多少。
[0042]
mppt控制单元被配置为：
[0043]
在空载时，mppt控制单元输出370v电压；
[0044]
在a区间，当负载功率增加至光伏板的额定功率的85％时，mppt控制单元输出的电压下降至360v，变频空调室外控制器控制压缩机的运行频率进行下降；
[0045]
当负载功率维持在额定功率的[80％,85％)，控制压缩机运行频率保持不变；
[0046]
当负载功率下降并小于额定功率的80％，mppt控制单元输出的电压上升至365v；
[0047]
当负载功率下降并小于额定功率的70％，mppt控制单元输出的电压上升至370v；
[0048]
在b区间，当负载功率上升并大于额定功率的90％并且小于95％，mppt控制单元输出的电压下降至350v，控制压缩机的运行频率进行下降并大于等于最小运行频率；
[0049]
当负载功率下降并且小于额定功率的80％，控制压缩机的运行频率进行上升，mppt控制单元输出的电压上升至355v；此时进行持续负载稳定性保持，保持时间大于5分钟后，进行a区间判定。
[0050]
在c区间，当负载功率上升并大于额定功率的95％，停止至少一个负载，而且不允许新的负载运行，控制未停止负载的压缩机的运行频率下降，直到负载功率小于额定功率的90％；
[0051]
其中，在控制压缩机运行频率下降前先检测当前的环温温差
△
t，将环温温差
△
t与预设的温差阈值进行比较。
[0052]
当
△
t≤
△
t4时，一旦检测直流母线上的电压值下降，控制压缩机运行频率下降，持续时间t4；
[0053]
持续时间t4后仍然需要下降压缩机运行频率时，若
△
t4＜
△
t≤
△
t3，控制压缩机运行频率下降，持续时间t3；
[0054]
持续时间t3后仍然需要下降压缩机运行频率时，若
△
t3＜
△
t≤
△
t2，控制压缩机运行频率下降，持续时间t2；
[0055]
持续时间t2后仍然需要下降压缩机运行频率时，若
△
t2＜
△
t≤
△
t1，控制压缩机运行频率下降，持续时间t1。
[0056]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0057]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。