光伏空调及其双光伏输入电路的制作方法

本实用新型涉及光伏空调技术领域，具体而言，涉及一种光伏空调及其双光伏输入电路。

背景技术：

伴随着科学技术的进步，太阳能光伏产业的发展异常迅速，在可预见的未来，太阳能将会成为日趋枯竭的传统化石类能源的有效替代物。

尤其在近几年来，随着光伏行业并网逆变技术的飞速发展及光伏组件成本的持续快速下降，在部分高电价地区及缺电少电的地区，光伏发电的便利性与经济性逐步体现。政府部门通过优惠、补贴等政策来支持太阳能光伏产业的发展，完善光伏产业链，并且引导社会资本的进入，通过光伏产业生产规模的不断扩大与技术创新带来的光伏发电成本下降来推动太阳能光伏产业的发展。印度、东南亚、南美等新兴市场政策陆续出台，带动光伏整体呈现遍地开花的发展格局，为光伏新增装机提供增长。中国光伏产业的规模逐年增大，在国际市场占有率方面也开始不断提高，在某些方面具备了世界领先水平。

光伏逆变器作为光伏并网的最核心器件之一，更是发挥着日趋重要的作用。请参考图1，为了达到提高效率和降低工业制造成本的主要目的，近年来开发出多种新型的光伏逆变器拓扑结构，目前常用的变换器为H桥和中点钳位型及其衍生拓扑，为了满足不同功率等级要求，一些制造商也提供两路或多路光伏输入的逆变器。基于成本的考虑，这些厂家提供的双路光伏逆变器大多也只是两路独立的光伏输入，分别经过两个BOOST升压后，再将直流母线并联在一起以达到相应的功率等级。

而在光伏空调中，前端的光伏BOOST或者光伏汇流箱与直流母线侧的AC/DC共同构成了变流器，相当于一个光伏并网逆变器。目前市场上较常见的光伏空调产品一般情况下是单路光伏或两路独立的光伏BOOST电路，即便是两路或多路光伏BOOST由于人力、成本或研发投入难以短期内见效等原因，也只是采用各路独立的BOOST直流母线侧并联的方法，在采用这种并联的方式时，不论是单路还是两路光伏同时运行，母线侧输出电压都有较大纹波，尤其是开关频率较低时或光伏板在弱光条件下工作时更为明显，一定程度上会给压机或风机带来转矩脉动，或给并网侧带来谐波污染。

因此，如何实现不同路的光伏输入的运行模式以提高光伏利用率和改善电能质量成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种光伏空调及其双光伏输入电路和控制方法，以至少解决现有技术中光伏BOOST电路工作模式单一，无法关断电压较低的光伏输入的问题。

为解决上述技术问题，根据本公开实施例的第一方面，本发明提供了一种双光伏输入电路，包括：

第一BOOST电路，连接至第一光伏输入和直流母线之间；第二BOOST电路，连接至第二光伏输入和直流母线之间；切换开关组，分别连接在第一光伏输入和第一BOOST电路之间以及第二光伏输入和第二BOOST电路之间；切换开关组用于切换第一光伏输入和第一BOOST电路之间的开关状态，以及切换第二光伏输入和第二BOOST电路之间的开关状态。

可选地，切换开关组包括：第一开关单元，连接至第一光伏输入和第一BOOST电路之间，用于切换第一光伏输入和第一BOOST电路之间的开关状态；第二开关单元，连接至第二光伏输入和第二BOOST电路之间，用于切换第二光伏输入和第二BOOST电路之间的开关状态。

可选地，切换开关组还包括：直流接触器，连接至第一开关单元和第一BOOST电路的连接点以及第二开关单元和第二BOOST电路的连接点之间。

可选地，第一开关单元包括并联的第一开关和第三开关；第二开关单元包括并联的第二开关和第四开关。

可选地，还包括：第一限流电阻，连接在第三开关所在的支路上；第二限流电阻，连接在第四开关所在的支路上。

根据本公开实施例的第二方面，提供了一种光伏空调，包括：

风机；上述第一方面任意的双光伏输入电路，向风机提供电源。

在本发明中，由于切换开关组分别连接在第一光伏输入和第一BOOST电路之间以及第二光伏输入和第二BOOST电路之间，通过切换开关组可以分别切换第一光伏输入和第二光伏输入与BOOST电路之间的开关状态，从而，实现了第一光伏输入和第二光伏输入的单独控制，继而，能够实现不同路的光伏输入在不同工况下以最佳模式匹配运行，使光伏板发电效率最大化，同时改善了直流母线电能质量。

附图说明

图1是本现有技术中光伏BOOST电路结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种双光伏输入电路结构示意图；

图3是本实用新型实施例的一种双光伏输入电路控制方法流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

为了实现不同路的光伏输入以最佳模式运行，本实施例公开了一种双光伏输入电路，请参考图2，为该双光伏输入电路结构示意图，该双光伏输入电路包括：第一BOOST电路、第二BOOST电路和切换开关组，其中：

第一BOOST电路连接至第一光伏输入PV1+和直流母线之间。在具体实施例中，第一BOOST电路也可以通过母线侧滤波电路连接至直流母线。在具体实施例中，第一BOOST电路可以采用现有的电路来实现。具体地，请参考图2，第一BOOST电路包括：依次串联在第一光伏输入PV1+和光伏地PV-之间的电感L1和并联的三极管Q1和二极管；电感L1和第一光伏输入PV1+之间连接有存储电容C1；二极管D1串接在电感L1和三极管Q1的连接点与直流母线之间。在可选的实施例中，在第一光伏输入PV1+和电感L1之间还可以连接电流传感器AD1，以采集流过的电流。在可选的实施例中，在二极管D1和光伏地PV-之间还可以连接电容C3。

第二BOOST电路连接至第二光伏输入PV2+和直流母线之间。在具体实施例中，第二BOOST电路也可以通过母线侧滤波电路连接至直流母线。在具体实施例中，第二BOOST电路可以采用现有的电路来实现。具体地，请参考图2，第二BOOST电路包括：依次串联在第二光伏输入PV2+和光伏地PV-之间的电感L2和并联的三极管Q2和二极管；电感L2和第二光伏输入PV2+之间连接有存储电容C2；二极管D2串接在电感L2和三极管Q2的连接点与直流母线之间。在第二光伏输入PV2+和电感L2之间还可以连接电流传感器AD2，以采集流过的电流。

切换开关组分别连接在第一光伏输入PV1+和第一BOOST电路之间以及第二光伏输入PV2+和第二BOOST电路之间；切换开关组用于切换第一光伏输入PV1+和第一BOOST电路之间的开关状态，以及切换第二光伏输入PV2+和第二BOOST电路之间的开关状态。

为了便于对第一光伏输入PV1+和第二光伏输入PV2+的开关状态切换，在具体实施例中，切换开关组包括：第一开关单元和第二开关单元，其中，第一开关单元连接至第一光伏输入PV1+和第一BOOST电路之间，用于切换第一光伏输入PV1+和第一BOOST电路之间的开关状态；第二开关单元连接至第二光伏输入PV2+和第二BOOST电路之间，用于切换第二光伏输入PV2+和第二BOOST电路之间的开关状态。

请参考图2，在具体实施例中，切换开关组还包括直流接触器KM，直流接触器KM连接至第一开关单元和第一BOOST电路的连接点以及第二开关单元和第二BOOST电路的连接点之间。本实施例中，第一开关单元和第二开关单元共用直流接触器KM，由此，第一光伏输入PV1+和第二光伏输入PV2+可以公用直流接触器KM进行充电，从而，节省了元器件。

请参考图2，在具体实施例中，第一开关单元包括并联的第一开关K1和第三开关K3，从而，可以通过第一开关K1和第三开关K3分别导通第一光伏输入PV1+和第一BOOST电路。在可选的实施例中，第一开关单元还包括：第一限流电阻R1，第一限流电阻R1连接在第三开关K3所在的支路上，以抑制电流尖峰；

第二开关单元包括并联的第二开关K2和第四开关K4，从而，可以通过第二开关K2和第四开关K4分别导通第二光伏输入PV2+和第二BOOST电路。在可选的实施例中，第二开关单元还包括：第二限流电阻R2，第二限流电阻R2连接在第四开关K4所在的支路上，以抑制电流尖峰。

本实施例还公开了一种上述实施例双光伏输入电路的控制方法，请参考图3，为该双光伏输入电路控制方法流程图，该双光伏输入电路控制方法包括：

步骤S100，分别检测第一光伏输入PV1+的电信号和第二光伏输入PV2+的电信号。本实施例中，所称电信号可以是电流，也可以是电压。

步骤S200，判断得到第一光伏输入PV1+的电信号和第二光伏输入PV2+的电信号是否满足各自的启动条件的判断结果。在具体实施例中，以电信号为电压信号为例，可以将第一光伏输入PV1+的电信号与与之对应的阈值进行比较，如果第一光伏输入PV1+的电压超过阈值，则得到第一光伏输入PV1+满足启动条件的判断结果，反之，则未满足启动条件；将第二光伏输入PV2+的电信号与与之对应的阈值进行比较，如果第二光伏输入PV2+的电压超过阈值，则得到第二光伏输入PV2+满足启动条件的判断结果，反之，则未满足启动条件。

步骤S300，根据判断结果向切换开关组输出用于表征启动对应的光伏输入的开关控制信号。

在具体实施例中，在执行步骤S300时：

请参考图2，当判断结果为：第一光伏输入PV1+的电信号满足其启动条件，第二光伏输入PV2+的电信号未满足其启动条件时，开关控制信号包括：断开第一开关K1和第二开关K2，闭合第三开关K3，以对第一光伏输入PV1+的回路进行充电；在充电完成后，闭合第一开关K1和直流接触器KM，断开第三开关K3，以使第一光伏输入PV1+运行在独立升压模式。此时，第二光伏输入PV2+停止运行。本实施例中，所称充电完成可以通过采集充电回路的电信号来作为完成的标志，也可以通过预设时间到来的方式来确定充电完成。

请参考图2，当判断结果为：第二光伏输入PV2+的电信号满足其启动条件，第一光伏输入PV1+的电信号未满足其启动条件时，开关控制信号包括：断开第一开关K1和第二开关K2，闭合第四开关K4，以对第二光伏输入PV2+的回路进行充电；在充电完成后，闭合第二开关K2和直流接触器KM，断开第四开关K4，以使第二光伏输入PV2+运行在独立升压模式。此时，第一光伏输入PV1+停止运行。本实施例中，所称充电完成可以通过采集充电回路的电信号来作为完成的标志，也可以通过预设时间到来的方式来确定充电完成。

请参考图2，当判断结果为：第一光伏输入PV1+的电信号和第二光伏输入PV2+的电信号均满足各自的启动条件时，开关控制信号包括：断开第一开关K1和第二开关K2，闭合第三开关K3和第四开关K4，以对第一光伏输入PV1+的回路和第二光伏输入PV2+的回路进行充电；在充电完成后，闭合第一开关K1和第二开关K2，断开第三开关K3、第四开关K4和直流接触器KM，以使第一光伏输入PV1+和第二光伏输入PV2+运行在交错并联模式。本实施例中，所称充电完成应当是指第一光伏输入PV1+的充电回路和第二光伏输入PV2+的充电回路均已完成充电，具体完成的标志可参见上述实施例的描述。

在可选的实施例中，当判断结果为：第一光伏输入PV1+的电信号和第二光伏输入PV2+的电信号均未满足各自的启动条件时，则继续采集第一光伏输入PV1+的电信号和第二光伏输入PV2+的电信号。

本实施例还公开了一种光伏空调，包括：风机和上述实施例公开的双光伏输入电路，其中，双光伏输入电路向风机提供电源。

本实施例公开的光伏空调及其双光伏输入电路和控制方法，由于切换开关组分别连接在第一光伏输入和第一BOOST电路之间以及第二光伏输入和第二BOOST电路之间，通过切换开关组可以分别切换第一光伏输入和第二光伏输入与BOOST电路之间的开关状态，从而，实现了第一光伏输入和第二光伏输入的单独控制，继而，能够实现不同路的光伏输入在相应工况下以最佳模式运行，提高发电效率，改善了直流母线电能质量。

此外，在光伏空调正常运行的过程中，在无用户干预的情况下有四种模式：第一光伏输入PV1+运行于独立升压模式，第二光伏输入PV2+停止运行；第二光伏输入PV2+运行于独立升压模式，第一光伏输入PV1+停止运行；第一光伏输入PV1+和第二光伏输入PV2+均停止运行；第一光伏输入PV1+和第二光伏输入PV2+以交错并联模式运行。光伏空调系统在任意时刻，只运行一种模式，并在运行的过程中，实时检测两路光伏输入侧的电压、电流情况，调整相应的逻辑，可以智能地切换运行模式，以最佳模式匹配运行工况。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。