一种用于光伏空调的智能供电系统及供电方法_2

文档序号:9550373阅读:来源:国知局
网取电进行整流后输出给逆变模块3或从光伏系统4取电进行逆变后回馈给电网。
[0024]采用上述结构,通过控制模块1将光伏逆变器控制系统和空调变频器控制系统的功能合二为一,整个供电系统相较于传统光伏空调省去了一个控制系统,有效降低了系统所需的成本,同时通过控制模块1根据光伏系统4、空调机组的工作状态控制能量在光伏系统4、电机负载以及电网之间的流动,从而将光伏发电与空调供电两个过程结合起来实现多种供电模式,提高了供电效率以及供电稳定性。
[0025]本实施例双向AC/DC变流模块2具体为四象限整流器,由四象限整流器实现能量的双向流动,即由电网的电能传输至空调负载以及光伏系统4输出电能回馈至电网(或其他用电设备)。本实施例电网具体为380V三相交流电网,经过变压器降压为340V提供给双向AC/DC变流模块2 ;控制模块1具体通过RS485接口与空调主控制器通讯以执行modbus协议,接收空调机组工作需要驱动负载的控制指令。
[0026]参见图1,本实施例上述智能供电系统中,通过控制模块1可以控制光伏系统4的输出电能经过逆变模块3提供给电机负载或经过双向AC/DC变流模块2回馈给电网,也可以控制电网的电能经过双向AC/DC变流模块2、逆变模块3提供给电机负载,即光伏系统4到空调机组、电网的流动是单向的,电网和空调机组之间的能量流动则是双向的。控制模块1是根据光伏系统4、空调机组的工作状态来控制能量的流动,具体当光伏系统4的输出电能不能满足空调机组所需电能需求时,控制模块1控制空调机组的变频器从电网中取电以补足所需功率;当光伏系统4的输出电能大于空调机组的所需电能需求时,控制模块1则控制将多余能量回馈至电网(或供给本地其他用电设备),结合光伏发电以及空调机组的实际工况实现了最优供电模式以及能量的最佳管理。
[0027]如图2所示,本发明具体实施例中光伏系统4具体包括光伏电池阵列以及汇流单元,汇流单元通过直流母线分别与双向AC/DC变流模块2、逆变模块3连接,由双向AC/DC变流模块2进行AC/DC变换,逆变模块3执行DC/AC变换,双向AC/DC变流模块2、逆变模块3具体为空调机载换流器。本实施例控制模块1具体通过检测光伏系统4的中间电压、中间电流等相关信息,判断光伏系统4、空调机组的工作状态,以控制光伏系4的接入与退出,具体包括以下四种工作模式:
模式1:当系统工作在夜间或者光伏系统4中光伏电池阵列因故障切出时,空调负载所需电能完全由电网提供;
模式2:当空调机组不工作时,系统处于光伏发电以及并网逆变状态;
模式3:若光伏系统4中光伏电池阵列输出电能大于空调负载所消耗的电能,则多余电能回馈电网;
模式4:若光伏系统4中光伏电池阵列输出电能小于空调负载所消耗的电能,则从电网取电以补充电能;
通过具备上述四种工作模式功能,本实施例智能供电系统可实现光伏系统4的平稳投切以及供电模式的智能、平稳切换,当处于模式1时,即夜间以及光伏电池阵列故障时,控制模块1控制接入电网以及启动双向AC/DC变流模块2、逆变模块3,则完全由电网向空调负载供电;当处于模式2时,即空调机组不工作时,控制模块1控制接入光伏系统4以及启动逆变模块3,以进行并网逆变;当处于模式3时,即由光伏系统4向负载供电,同时输出电能大于空调负载所需消耗的电能,即光伏系统4提供的电能有余,控制模块1控制接入光伏系统4、启动逆变模块3,同时启动双向AC/DC变流模块2以将多余电能进行回馈;当处于模式4时,即由光伏系统4向负载供电,但输出电能小于空调负载所需消耗的电能,即光伏系统4提供的电能不足,控制模块1控制接入光伏系统4、启动逆变模块3的同时,接入电网、启动双向AC/DC变流模块2以接入电网补充不足的电能。
[0028]本实施例中,光伏系统4的输出端还设置有第一接入开关7以及第一滤波器6,光伏系统4通过第一接入开关7、第一滤波器6分别连接双向AC/DC变流模块2、逆变模块3 ;双向AC/DC变流模块2的交流侧设置有第二滤波器8、第二接入开关9,双向AC/DC变流模块2通过第二滤波器8、第二接入开关9接入电网。通过第一接入开关7接入或断开光伏系统4,当第一接入开关7闭合时,光伏系统4输出的直流电能经过第一滤波器6的滤波后输出至双向AC/DC变流模块2、逆变模块3 ;通过第二接入开关9控制接入或断开电网,当第二接入开关9闭合时,电网电压380V经过降压及第二滤波器8的滤波后提供给双向AC/DC变流模块2。第一接入开关7、第二接入开关9具体采用断路器。
[0029]如图3所示,本发明具体实施例中控制模块1的控制系统初始化后,若满足上电需求则启动控制模块1进行待机模式,接收空调上位机是否启动逆变的控制指令,若需要启动逆变,即空调机组工作需要驱动空调负载,控制模块1控制启动双向AC/DC变流模块2、逆变模块3,其中若光伏系统4输出的电能大于空调负载所消耗的电能,则控制通过双向AC/DC变流模块2将多余的电能回馈至电网以进行发电,否则控制通过双向AC/DC变流模块2从电网取电;若不需要启动逆变,即空调机组不工作,控制模块1控制光伏系统4进行并网逆变,其中当中间电压连续第一时间段(本实施例具体取7min)内大于最大电压阈值(本实施例取570V)时,即光伏系统4处于白天且正常工作状态,启动双向AC/DC变流模块2以执行纯发电模式,当中间电流连续第二时间段(本实施例取3min)内小于最小电流阈值(本实施例取10A)时,即光伏系统4处于夜间或故障状态,控制模块1返回待机模式。
[0030]如图4所示,本实施例中控制模块1包括模式控制单元(图中未示出)以及分别与模式控制单元连接的整流控制单元11、逆变控制单元12,模式控制单元根据光伏系统4、空调机组的工作状态控制接入光伏系统4、电网,以及通过整流控制单元11控制启动双向AC/DC变流模块2、通过逆变控制单元12控制启动逆变模块3。整流控制单元11实现双向变流控制,逆变控制单元12实现逆变控制,模式控制单元通过控制光伏系统4、电网的接入以及整流控制单元11、逆变控制单元12的启动控制即可实现上述各工作模式。
[0031]本实施例中,模式控制单元包括数据采集单元以及时序控制单元,数据采集单元分别采集所述光伏系统4、空调机组的状态信息,输出至时序控制单元;时序控制单元接收所述状态信息进行判断,根据状态判断结果控制接入光伏系统4、电网以及启动整流控制单元11、逆变控制单元12的时序。时序控制单元的具体时序控制逻辑如上四种工作模式所不ο
[0032]本实施例中,时序控制单元米用FPGA (Field-Programmable Gate Array,现场可编程门列阵),整流控制单元11、逆变控制单元12分别采用OMAP (Open MultimediaApplicat1n Platform,开放式多媒体应用平台)。如图4所示,在控制模块1的子板上分别设置有MCU1和MCU2,分别对应实现整流控制单元11、逆变控制单元12功能,从而与FPGA(实现时序控制单元功能)构成双0MAP+FPGA架构,其中由MCU1的ARM核具体完成整个系统的逻辑控制、通信管理,MCU1的DSP核具体完成逆变控制,MCU2的DSP核具体完成双向变流控制,FPGA具体执行时序控制以及其他A/D转换器控制等;在控制模块1的母板上设置有数据采集单元,具体包括数字量采集及输出电路、模拟量输入调理及A/D转换电路,其中数字量采集电路采用光耦隔离、数字量输出电路采用继电器,母板上还设置有执行光电转换功能的光电转换电路等。本实施例0ΜΑΡ与FPGA之间通过UPP通信,利用UPP通信使得双0ΜΑΡ和FPGA结构可以完成高效的内部通信。
[0033]如图5所示,本发明具体实施例中控制模块1具体设有8路24VDI输入(包括各开关状态、防雷器状态以及启动按钮等数字量输入)、8路24V D0输出(包括开关控制、指示灯控制等数字量输出、5路-10V?10V的AI输入(包括同步信号、光伏输入直流电压及电流等模拟量输入)以及6对光纤接口,通过光纤连接的外扩10板中共有12路24VD1、8路24V带LED灯的D0输出、4路24Vmos输出以及4路PT100采集,以扩展数字量输入输出资源,通过光纤连接的外扩采集盒(采集盒1,2)可采集3路-10V
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1