时，光伏组件产生的直流电，流经带最大功率跟踪的控制器后，可确保光伏组件时刻工作在最大功率点上，输出功率始终保持最大。当辐照度没有达到压缩机启动条件时，此时控制器将全部电流分配给蓄电池为蓄电池充电，随着辐照度的增加，电路中电流逐步增加，当电流达到可供用电负载值后，控制器会按照设定好的控制策略分配一部分额定电流给蓄电池充电，剩下的电流分配给负载，且随着太阳辐照强度的增加，供给用电负载的电流值也会逐步增加；电流流经压缩机控制器后，压缩机控制器通过检测电路的电流和电压，当达到压缩机I启动值后，启动压缩机1，驱动制冷工质均匀流向4个蒸发器开始制冰。随着电流增加，压缩机I转速也逐步增加，输出功率也相应增加，当达到启动压缩机2工作条件时一一启动压缩机2后压缩机I正好工作在最大功率转速。压缩机控制器启动压缩机2，驱动制冷工质均匀流向4个蒸发器制冷。此时控制器分配给压缩机I的电流值锁定，随着辐照值增加，压缩机I工作电流保持不变仍为最大功率电流值，增加的电流值全部流向压缩机2，提高压缩机2转速，当达到启动压缩机3工作条件一一启动压缩机3后压缩机I和2正好工作在最大功率转速。压缩机控制器启动压缩机3，驱动制冷工质均匀流向4个蒸发器制冷。此时控制器分配给压缩机I和2的电流值锁定，随着辐照值增加，压缩机I和2工作电流保持不变仍为最大功率电流值，增加的电流值全部流向压缩机3，提高压缩机3转速，当达到启动压缩机4工作条件一一启动压缩机3后压缩机1、2和3正好工作在最大功率转速。压缩机控制器启动压缩机4，驱动制冷工质均匀流向4个蒸发器制冷。此时控制器分配给压缩机1、2和3的电流值锁定，随着辐照值增加，压缩机1、2和3的工作电流保持不变仍为最大功率电流值，增加的电流值全部流向压缩机4，提高压缩机4转速，直到压缩机4也工作在最佳转速，此时辐照值已达到一天的最大值，此时蓄电池也处于充满状态。此时，太阳辐照度会逐渐减小，太阳能辐照度已不能保证4个压缩机全部工作在最大功率点，此时控制器通过控制策略侦测到这一趋势，会调配蓄电池能量供给压缩机，确保4个压缩机均工作在最大功率点上，采取智能的按需调配手段，减少能量浪费。到晚上无太阳时，此时压缩机的全部能量均由蓄电池供给，确保4个压缩机均工作在最大功率点，直到用户无制冰需求后，关停制冰系统。
[0014]当遇到阴雨天或蓄电池能量不能确保4个压缩机均工作在最大功率点时，压缩机控制器采取特定控制策略，确保压缩机1、2和3能工作在最大功率点，驱动制冷剂均匀流到4个蒸发器制冷，逐步减少压缩机4供能，直到关停压缩机4 ;当压缩机4关停后，蓄电池能量还在继续减少，达到不能确保3个压缩机工作在最大功率点时，此时控制器会确保压缩机I和2能工作在最大功率点，驱动制冷剂均匀流到4个蒸发器制冷，逐步减少压缩机3供能，直到关停压缩机3 ;当压缩机3关停后，蓄电池能量还在继续减少，达到不能确保2个压缩机工作在最大功率点时，此时控制器会确保压缩机I工作在最大功率点，驱动制冷剂均匀流到4个蒸发器制冷，逐步减少压缩机2供能，直到关停压缩机2，最后直到关停压缩机1，制冰系统停止制冰，此时蓄电池已无输出能量能力，直到太阳出来，开始新的循环。
[0015]实施例2
采用直流压缩机的制冰机系统可直接采用分布式能源系统提供的直流电驱动，电路中不需要逆变器将直流电逆变为交流电，整个实施过程无逆变器将直流电逆变为交流电这一环节，其他过程与实施例1相同。
【主权项】
1.分布式光伏独立供能制冰系统，其特征在于采用分布式光伏独立供能驱动制冰系统，为减少能量损失，提高制冰效率，对供能、蓄能及用能负载匹配进行优化，同时也对制冰机的压缩机和蒸发器结构进行改造优化。
2.根据权利要求1所述的分布式光伏独立供能的制冰系统供能、蓄能及用能负载匹配优化，其特征在于根据冰块需求量，确定制冷功率，选择合适的光伏组件供能及容量相当的蓄电池储能，同时采用带最大功率跟踪策略的控制器，保证光伏组件始终工作在最大功率状态，智能控制器可合理智能分配光伏组件所产生的及蓄电池所储备的能量，确保制冰系统能离网正常运行，同时可减少能量浪费。
3.根据权利要求1所述的分布式光伏独立供能的制冰系统压缩机结构改造优化，其特征在于将原来的单一压缩机改为四个小型压缩机并联组成压缩机系统，可最大限度利用分布式光伏供能系统提供的功率；采用四个压缩机并联组成的压缩机系统后，降低了制冰机的辐照度阈值下限，将原来单一压缩机启动的辐照值由不少于400W/m2减少到现在并联压缩机系统的150W/m2，将辐照度阈值下限降低了近三分之二，且并联压缩机系统的压缩机启动功率只有原来单一压缩机启动功率的一半。
4.根据权利要求1和3所述的分布式光伏独立供能的制冰系统压缩机结构改造优化，其特征在于首先应开启转速范围最宽的压缩机，开启顺序为先开启转速范围较广的压缩机1，接着开启压缩机2，然后开启压缩机3，最后开启转速范围较窄的压缩机4 ;随着辐照度升高，压缩机I转速逐渐增加，当达到一定转速时，开启压缩机2，此时因为压缩机2开启，电路电流分流，导致压缩机I电流减少，压缩机转速降低，采取特定控制策略，确保压缩机2开启后，压缩机I正好工作在输出功率最大转速，此后辐照度的增加，电流只流向压缩机2，提升压缩机2转速，压缩机I电流不变，始终工作在最大转速；依照此控制策略，依次开启压缩机3和压缩机4，直到辐照度达到最大值；当辐照度减少时，可依靠蓄电池补充能量维持压缩机运行，当晚上无辐照度时，完全靠蓄电池供能支撑压缩机运行，当蓄电池供能不足时，控制器应执行控制策略的逆过程，依次关停压缩机4、3、2和I ;若蓄电池容量足够大，则可实现压缩机不停机，直到第二天开始重复循环。
5.根据权利要求1所述的分布式光伏独立供能制冰系统蒸发器结构改造优化，压缩机的控制策略其特征在于减缓制冰机过冷现象，对制冰机蒸发器进行优化:缩减蒸发器盛水尺寸，减少冰块厚度，同时，为确保制冰总量不变，可将原来蒸发器改造为几个小型蒸发器，并联分布在不同地方同时产冰，减缓过冷冰现象，减少能量浪费，提高制冰效率。
6.根据权利要求1、2、3、4和5所述的分布式光伏独立供能制冰系统可工作于离网型分布式光伏能源系统，在辐照度低至150W/m2时，制冰机都可运行工作；采用智能控制系统后，减少能量浪费，提高制冰效率；对制冰机蒸发器进行优化后，缓解过冷冰现象，提高能量利用率。
【专利摘要】本发明公开了一种分布式光伏独立供能的制冰系统，该制冰系统采用分布式光伏独立供能驱动。为实现太阳能最大化利用，采用了具有最大功率跟踪策略的控制器，并对制冰系统压缩机进行了改造优化，将原来单一压缩机改为四个压缩机并联的压缩系统，降低制冰系统的辐照度阈值下限，原来单一压缩机启动的辐照值不少于400W/m2，降低到现在的150W/m2左右的压缩系统启动辐照值，拓宽太阳能辐照度利用范围，提高太阳能利用率。为缓解过冷冰现象，避免能源浪费，对制冰系统蒸发器结构进行改造，缩小原有蒸发器盛水容器的尺寸，降低冰块厚度，可缓解制冷现象，另外也把原来单一蒸发器改为四个并联蒸发器分布在制冰系统内壁的不同地方同时制冰，确保制冰总量同时，提高制冰效率。
【IPC分类】F25B31-00, F25C1-00, F25B5-02, H02J7-35
【公开号】CN104567168
【申请号】CN201510008735
【发明人】李明, 徐永锋, 罗熙, 王云峰, 余琼粉, 曹义泽, 苏坤烨
【申请人】云南师范大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月8日