混合供电系统及其供电方法和电器设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及供电领域，具体而言，涉及一种混合供电系统及其供电方法和电器设备。
【背景技术】
[0002]图1是现有技术中混合供电系统的拓扑图，如图1所示，该混合供电系统主要包括:太阳能电池阵列10、B00ST1升压电路(包括电感LI’、二极管D1’和由PWMl信号控制的开关管)、交流电源AC、整流桥20、B00ST2升压电路(包括电感L2’、二极管D2’和由PWM2信号控制的开关管)、电容C、逆变器30及电机M，其中，交流电源AC为额定电压为220VAC的单相交流电(即市电)，整流桥20为单相整流桥堆。该混合供电系统的供电原理如下:
[0003]太阳能电池阵列10的输出经B00ST1升压电路接入直流母线侧，B00ST1升压电路中的开关管的PWMl信号由太阳能电池输出功率控制系统产生。
[0004]交流电源AC经整流桥20和B00ST2升压电路接入直流母线侧，B00ST2升压电路中的开关管的PWM2信号由功率因素校正控制系统提供。
[0005]上述结构的混合供电系统适用电源单一，只适用于单相电源(市电)，对于交流电源AC为三相电源的场合无法使用，电机M功率较小，只适用于家用，不适用于商用。并且，上述结构的混合供电系统存在可靠性问题和太阳能利用率低的问题，当太阳能电池阵列10的输出功率大于电机M的消耗功率时，多余的能量没有释放的路径，会导致逆变器的直流母线电容累计电量越来越高，最终导致逆变器损坏。虽然通过控制太阳能电池阵列输出功率等于空调消耗功率，可以解决此问题，但是保证不了太阳能电池阵列输出功率始终为最大，也即最大功率追踪效率(MPPT)低下，太阳能利用率达不到最优。
[0006]针对相关技术中混合供电系统适用电源单一的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0007]本发明的主要目的在于提供一种混合供电系统及其供电方法和电器设备，以解决现有技术中混合供电系统适用电源单一的问题。
[0008]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种混合供电系统。
[0009]根据本发明的混合供电系统包括:太阳能电池阵列；升压电路，输入端与太阳能电池阵列相连接；直流母线，与升压电路的输出端相连接；变流电路，与直流母线相连接，并连接三相交流电源，其中，变流电路具有三相全桥功率器件；逆变器，输入端与直流母线相连接；以及电机，与逆变器的输出端相连接。
[0010]进一步地，变流电路为双向变流电路，混合供电系统还包括:第一控制器，与变流电路相连接，用于控制变流电路处于逆变状态或整流状态；以及第二控制器，与升压电路相连接，用于通过控制升压电路调节太阳能电池阵列的输出功率。
[0011 ] 进一步地，在变流电路处于整流状态下，第一控制器还用于根据直流母线的电压参考值、直流母线的实时电压值、三相交流电源的实时相电压值和三相交流电源的实时相电流值产生三相全桥功率器件的控制信号，在变流电路处于逆变状态下，第一控制器还用于根据直流母线的电压参考值、直流母线的实时电压值、输出功率、电机的消耗功率、实时相电压值和实时相电流值产生三相全桥功率器件的控制信号。
[0012]进一步地，第一控制器包括:第一加法器，正相输入端接收直流母线的电压参考值，反相输入端接收直流母线的实时电压值；第一调节器，输入端与第一加法器的输出端相连接，用于对直流母线的电压参考值和直流母线的实时电压值的差值进行比例积分微分调节，得到功率参考值；第一乘法器，第一输入端与第一调节器的输出端相连接，第二输入端接收实时相电压值，用于将功率参考值与实时相电压值进行处理，得到相电流参考值；第二加法器，正相输入端与第一乘法器的输出端相连接，反相输入端接收实时相电流值；第二调节器，输入端与第二加法器的输出端相连接，用于将相电流参考值与实时相电流值的差值进行比例积分微分调节；第三加法器，第一正相输入端与第二调节器的输出端相连接，第二正相输入端接收实时相电压值；变换器，与第三加法器的输出端相连接，用于对第三加法器的输出结果进行变换，得到实时相电压的相电压参考值；以及第一比较器，第一输入端与变换器的输出端相连接，第二输入端接收预设载波，输出端与三相全桥功率器件相连接，用于产生三相全桥功率器件的控制信号。
[0013]进一步地，第一控制器还包括:第四加法器，正相输入端接收直流母线的电压参考值，反相输入端接收直流母线的实时电压值；第三调节器，输入端与第四加法器的输出端相连接，用于对直流母线的电压参考值和直流母线的实时电压值的差值进行比例积分调节，得到功率参考值；第二乘法器，第一输入端接收输出功率与消耗功率的差值，第二输入端与第三调节器的输出端相连接，第三输入端接收实时相电压值，用于输出相电流参考值；第五加法器，正相输入端与第二乘法器的输出端相连接，反相输入端接收实时相电流值；第四调节器，与第五加法器的输出端相连接，用于将相电流参考值与实时相电流值的差值进行比例积分调节；以及第二比较器，第一输入端与第四调节器的输出端相连接，第二输入端接收预设载波，输出端与三相全桥功率器件相连接，用于产生三相全桥功率器件的控制信号。
[0014]进一步地，升压电路包括功率开关器件，其中，第二控制器用于根据太阳能电池阵列的电压参考值、太阳能电池阵列的实时电压值和太阳能电池阵列的实时电流值产生控制功率开关器件的控制信号。
[0015]进一步地，第二控制器包括:第六加法器，正相输入端接收太阳能电池阵列的电压参考值，反相输入端接收太阳能电池阵列的实时电压值；第五调节器，与第六加法器的输出端相连接，用于对太阳能电池阵列的电压参考值和太阳能电池阵列的实时电压值的差值进行比例积分调节，得到电流参考值；第七加法器，正相输入端与第五调节器的输出端相连接，反相输入端接收实时电流值；以及第六调节器，与第七加法器的输出端相连接，用于对电流参考值和实时电流值的差值进行比例积分调节，产生功率开关器件的控制信号。
[0016]为了实现上述目的，根据本发明的第二方面，提供了一种电器设备。
[0017]根据本发明的电器设备包括:本发明上述内容所提供的任一种混合供电系统，其中，混合供电系统的电机为电器设备的驱动电机。
[0018]进一步地，电器设备为空调机组，电机为空调机组的压缩机。
[0019]为了实现上述目的，根据本发明的第三方面，提供了一种混合供电系统的供电方法。
[0020]其中，混合供电系统包括直流母线、太阳能电池阵列和具有三相全桥功率器件的变流电路，根据本发明的混合供电系统的供电方法包括:利用太阳能电池阵列向直流母线供电；以及通过变流电路连接三相交流电源向直流母线供电。
[0021]进一步地，混合供电系统还包括与太阳能电池阵列相连接的升压电路，利用太阳能电池阵列向直流母线供电包括:通过控制升压电路调节太阳能电池阵列的输出功率。
[0022]进一步地，通过控制升压电路调节太阳能电池阵列的输出功率包括:获取太阳能电池阵列的电压参考值和实时电压值；计算太阳能电池阵列的电压参考值和实时电压值的电压差值；对电压差值进行比例积分调节，得到电流参考值；获取太阳能电池阵列的实时电流值；计算电流参考值与实时电流值的电流差值；以及对电流差值进行比例积分调节，产生调节太阳能电池阵列的输出功率的控制信号。
[0023]进一步地，供电方法还包括:获取太阳能电池阵列的输出功率，并获取与直流母线相连接的电机的消耗功率；比较输出功率与消耗功率的大小；在比较出输出功率小于消耗功率的情况下，控制变流电路工作于整流状态；以及在比较出输出功率大于消耗功率的情况下，控制变流电路工作于逆变状态。
[0024]进一步地，在控制变流电路工作于整流状态下，供电方法还包括:根据直流母线的电压参考值、直流母线的实时电压值、三相交流电源的实时相电压值和三相交流电源的实时相电流值产生三相全桥功率器件的控制信号，在控制变流电路工作于逆变状态下，供电方法还包括:根据直流母线的电压参考值、直流母线的实时电压值、太阳能电池阵列的输出功率、消耗功率、实时相电压值和实时相电流值产生三相全桥功率器件的控制信号。
[0025]进一步地，根据直流母线的电压参考值、直流母线的实时电压值、三相交流电源的实时相电压值和三相交流电源的实时相电流值产生三相全桥功率器件的控制信号包括:获取直流母线的电压参考值和实时电压值；对直流母线的电压参考值和实时