一种混合供电系统的控制装置、方法和空调与流程

本发明属于空调，具体涉及一种混合供电系统的控制装置、空调及其混合供电系统的控制方法，尤其涉及一种空调用混合供电电路的控制装置、具有该混合供电电路的控制装置的空调、以及该空调的混合供电电路的控制方法。

背景技术：

1、

2、为了环保和节省能源，将清洁可再生的太阳能和可以存储的蓄电池应用于空调。相关方案中，交流市电、太阳能光伏组件和蓄电池混合供电的空调技术较多，其中，这些方案主要采用的方式是直接将光伏发电并网系统和蓄电池发电并网系统一同并入到技术成熟的空调供电系统的直流侧，与市电组成混合供电系统。

3、但是在以上方案中，交流市电、太阳能光伏组件和蓄电池都有各自单独的boost升压电路，在太阳能供电能量充足的情况下，仅太阳能光伏组件就可以支撑起空调的供电，还可以将多余的光伏电量储存到蓄电池中，此时交流市电和蓄电池的boost升压电路闲置不工作，存在电路利用率不高的问题。

4、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种混合供电系统的控制装置、空调及其混合供电系统的控制方法，以解决在交流市电、太阳能光伏组件和蓄电池混合供电的方案中，交流市电、太阳能光伏组件和蓄电池都有各自单独的boost升压电路，在太阳能光伏组件单独供电的情况下，交流市电和蓄电池的boost升压电路闲置不工作，存在电路利用率不高的问题，达到通过使太阳能光伏组件使用第一升压单元，并使蓄电池和交流市电共用第二升压单元，能够减少升压单元，提高电路利用率，且保证供电可靠性的效果。

2、本发明提供一种混合供电系统的控制装置中，所述混合供电系统的外部输入源，包括：太阳能光伏组件、蓄电池和交流市电；所述混合供电系统，包括：第一开关、第二开关、第三开关、第一升压单元、第二升压单元、整流单元、母线电容单元和逆变单元；所述太阳能光伏组件的输出端，经所述第一开关和所述第一升压单元后，连接至所述母线电容单元的输入侧；所述母线电容单元的输出侧，经所述逆变单元后，连接至用电设备的负载的供电端；所述蓄电池的输出端，经所述第二开关后，连接至所述第二升压单元的输入端；所述交流市电，经所述整流单元和所述第三开关后，连接至所述第二升压单元的输入端；所述第二升压单元的输出端，连接至所述母线电容单元的输入侧；所述混合供电系统的控制装置，包括：获取单元和控制单元；其中，所述获取单元，用于获取所述太阳能光伏组件的输出端的电压检测数据，记为所述太阳能光伏组件的当前输出电压；并获取所述蓄电池的输出端的电压检测数据，记为所述蓄电池的当前输出电压；所述控制单元，用于在所述用电设备开始启动的情况下，结合所述太阳能光伏组件的当前输出电压、以及所述蓄电池的当前输出电压，控制所述第一开关的启闭、所述第二开关的启闭和所述第三开关的启闭，并控制所述第一升压单元的工作参数和/或所述第二升压单元的工作参数，以实现对所述用电设备的启动过程的供电控制；以及，在所述用电设备启动后运行的情况下，结合所述太阳能光伏组件的当前输出电压、以及所述蓄电池的当前输出电压，控制所述第一开关的启闭、所述第二开关的启闭和所述第三开关的启闭，并控制所述第一升压单元的工作参数和/或所述第二升压单元的工作参数，以实现对所述用电设备的运行过程的供电控制。

3、在一些实施方式中，所述第一升压单元，包括：boost升压电路；所述boost升压电路，包括：第一电感、第一二极管和第一开关管；其中，所述太阳能光伏组件的输出端的第一连接端子，经所述第一开关和所述第一电感后，连接至所述第一二极管的阳极；所述第一二极管的阴极，连接至所述母线电容单元的正极；所述第一二极管的阳极，与所述第一开关管的集电极相连；所述太阳能光伏组件的输出端的第二连接端子，与所述第一开关管的发射极相连、且接地；所述第一开关管的发射极，连接至所述母线电容单元的负极。

4、在一些实施方式中，所述第二升压单元，包括：buck-boost电路；所述buck-boost电路，包括：第二电感、第二开关管和第三开关管；其中，所述蓄电池的输出端的第一连接端子，经所述第二开关和所述第二电感后，连接至所述第三开关管的发射极；所述第三开关管的集电极，连接至所述母线电容单元的正极；所述第三开关管的发射极，还与所述第二开关管的集电极相连；所述蓄电池的输出端的第二连接端子，连接至所述第二开关管的发射极、且接地；所述第二开关管的发射极，连接至所述母线电容单元的负极；所述整流单元的输出端的第一连接端子，经所述第三开关后，连接至所述第二开关与所述第二电感的公共端；所述整流单元的输出端的第二连接端子，连接至所述母线电容单元的负极。

5、与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种空调，包括：以上所述的混合供电系统的控制装置。

6、与上述空调相匹配，本发明再一方面提供一种空调的混合供电系统的控制方法，包括：获取所述太阳能光伏组件的输出端的电压检测数据，记为所述太阳能光伏组件的当前输出电压；并获取所述蓄电池的输出端的电压检测数据，记为所述蓄电池的当前输出电压；在所述用电设备开始启动的情况下，结合所述太阳能光伏组件的当前输出电压、以及所述蓄电池的当前输出电压，控制所述第一开关的启闭、所述第二开关的启闭和所述第三开关的启闭，并控制所述第一升压单元的工作参数和/或所述第二升压单元的工作参数，以实现对所述用电设备的启动过程的供电控制；以及，在所述用电设备启动后运行的情况下，结合所述太阳能光伏组件的当前输出电压、以及所述蓄电池的当前输出电压，控制所述第一开关的启闭、所述第二开关的启闭和所述第三开关的启闭，并控制所述第一升压单元的工作参数和/或所述第二升压单元的工作参数，以实现对所述用电设备的运行过程的供电控制。

7、在一些实施方式中，在所述第一升压单元包括第一开关管、且所述第二升压单元包括第二开关管和第三开关管的情况下，所述第一升压单元的工作参数，包括：所述第一开关管的开关频率和/或占空比；所述第二升压单元的工作参数，包括：所述第二开关管的开关频率和/或占空比，和/或，所述第三开关管的开关频率和/或占空比；在所述用电设备开始启动的情况下，结合所述太阳能光伏组件的当前输出电压、以及所述蓄电池的当前输出电压，控制所述第一开关的启闭、所述第二开关的启闭和所述第三开关的启闭，并控制所述第一升压单元的工作参数和/或所述第二升压单元的工作参数，以实现对所述用电设备的启动过程的供电控制，包括：在所述用电设备开始启动的情况下，确定所述太阳能光伏组件的当前输出电压是否大于或等于设定的电压阈值；若确定所述太阳能光伏组件的当前输出电压大于或等于设定的电压阈值，则控制所述第一开关闭合，以由所述太阳能光伏组件给所述空调供电；确定所述太阳能光伏组件的当前输出电压是否大于设定的电压阈值；若确定所述太阳能光伏组件的当前输出电压大于设定的电压阈值，则控制所述第二开闭合，并控制所述第三开关管的开关频率和/或开关频率，以由所述太阳能光伏组件为所述蓄电池充电；若确定所述太阳能光伏组件的当前输出电压未大于设定的电压阈值，则仅保持所述第一开关闭合，以由所述太阳能光伏组件仅给所述空调供电。

8、在一些实施方式中，在所述用电设备开始启动的情况下，结合所述太阳能光伏组件的当前输出电压、以及所述蓄电池的当前输出电压，控制所述第一开关的启闭、所述第二开关的启闭和所述第三开关的启闭，并控制所述第一升压单元的工作参数和/或所述第二升压单元的工作参数，以实现对所述用电设备的启动过程的供电控制，还包括：若确定所述太阳能光伏组件的当前输出电压大于或等于设定的电压阈值，则确定所述太阳能光伏组件的当前输出电压是否大于0；若确定所述太阳能光伏组件的当前输出电压大于0，则确定所述蓄电池的当前输出电压是否为0；若确定所述蓄电池的当前输出电压为0，则控制所述第一开关闭合，控制所述第三开关闭合，控制所述第一开关管的开关频率和/或占空比，并控制所述第二开关管的开关频率和/或占空比，以由所述太阳能光伏组件和所述交流市电一同为所述空调供电；若确定所述蓄电池的当前输出电压不为0，则控制所述第一开关闭合，控制所述第二开关闭合，控制所述第一开关管的开关频率和/或占空比，并控制所述第二开关管的开关频率和/或占空比，以由所述太阳能光伏组件和所述蓄电池一同为所述空调供电。

9、在一些实施方式中，在所述用电设备开始启动的情况下，结合所述太阳能光伏组件的当前输出电压、以及所述蓄电池的当前输出电压，控制所述第一开关的启闭、所述第二开关的启闭和所述第三开关的启闭，并控制所述第一升压单元的工作参数和/或所述第二升压单元的工作参数，以实现对所述用电设备的启动过程的供电控制，还包括：若确定所述太阳能光伏组件的当前输出电压未大于0，则确定所述蓄电池的当前输出电压是否为0；若确定所述蓄电池的当前输出电压为0，则控制所述第三开关闭合，并控制所述第二开关管的开关频率和/或占空比，以仅由所述交流市电为所述空调供电；若确定所述蓄电池的当前输出电压不为0，则控制所述第二开关闭合，并控制所述第二开关管的开关频率和/或占空比，以仅由所述蓄电池为所述空调供电。

10、在一些实施方式中，在所述第一升压单元包括第一开关管、且所述第二升压单元包括第二开关管和第三开关管的情况下，所述第一升压单元的工作参数，包括：所述第一开关管的开关频率和/或占空比；所述第二升压单元的工作参数，包括：所述第二开关管的开关频率和/或占空比，和/或，所述第三开关管的开关频率和/或占空比；在所述用电设备启动后运行的情况下，结合所述太阳能光伏组件的当前输出电压、以及所述蓄电池的当前输出电压，控制所述第一开关的启闭、所述第二开关的启闭和所述第三开关的启闭，并控制所述第一升压单元的工作参数和/或所述第二升压单元的工作参数，以实现对所述用电设备的运行过程的供电控制，包括：在所述用电设备启动后运行的情况下，确定所述太阳能光伏组件的当前输出电压、以及所述蓄电池的当前输出电压的变化情况；根据所述太阳能光伏组件的当前输出电压、以及所述蓄电池的当前输出电压的变化情况，切换所述空调的混合供电系统的工作状态。

11、在一些实施方式中，所述空调的混合供电系统的工作状态，包括：第一状态、第二状态、第三状态、第四状态和第五状态中任一状态；其中，所述第一状态，为所述太阳能光伏组件通过所述第一升压单元单独供电的工作状态；所述第二状态，为所述蓄电池通过所述第二升压单元单独供电的工作状态；所述第三状态，为所述交流市电通过所述第二升压单元单独供电的工作状态；所述第四状态，为所述太阳能光伏组件通过所述第一升压单元后，与所述蓄电池通过所述第二升压单元后一同供电的工作状态；所述第五状态，为所述太阳能光伏组件通过所述第一升压单元后，与所述交流市电经整流后再通过所述第二升压单元后一同供电的工作状态；根据所述太阳能光伏组件的当前输出电压、以及所述蓄电池的当前输出电压的变化情况，切换所述空调的混合供电系统的工作状态，包括：若所述太阳能光伏组件的当前输出电压大于或等于设定的电压阈值，则仅控制所述第一开关闭合，并控制所述第一开关管的开关频率和/或占空比，以使所述空调的混合供电系统的工作状态为第一状态；若所述太阳能光伏组件的当前输出电压大于0且小于设定的电压阈值、且所述蓄电池的当前输出电压大于0，则控制所述第一开关闭合，控制所述第二开闭合，控制所述第一开关管的开关频率和/或占空比，并控制所述第二开关管的开关频率和/或占空比，以使所述空调的混合供电系统的工作状态为第四状态；若所述太阳能光伏组件的当前输出电压大于0且小于设定的电压阈值、且所述蓄电池的当前输出电压等于0，则控制所述第一开关闭合，控制所述第三开闭合，控制所述第一开关管的开关频率和/或占空比，并控制所述第二开关管的开关频率和/或占空比，以使所述空调的混合供电系统的工作状态为第五状态；若所述太阳能光伏组件的当前输出电压等于0、且所述蓄电池的当前输出电压大于0，则仅控制所述第二开关闭合，并控制所述第二开关管的开关频率和/或占空比，以使所述空调的混合供电系统的工作状态为第二状态；若所述太阳能光伏组件的当前输出电压等于0、且所述蓄电池的当前输出电压等于0，则仅控制所述第三开关闭合，并控制所述第二开关管的开关频率和/或占空比，以使所述空调的混合供电系统的工作状态为第三状态。

12、由此，本发明的方案，通过针对由太阳能光伏组件、蓄电池和交流市电构成的混合供电系统，使太阳能光伏组件使用第一升压单元(如boost升压电路)，太阳能光伏组件的输出端经第一开关(如开关k1)后输入至第一升压单元的输入端，第一升压单元的输出端输出至直流母线侧；使蓄电池和交流市电共用第二升压单元(如buck-boost电路)，其中，蓄电池的输出端经第二开关(如开关k2)后输入至第二升压单元的输入端，交流市电经整流后的输出端经第三开关(如开关k3)后输入至第二升压单元的输入端，二升压单元的输出端输出至直流母线侧；在负载启动时和运行的过程中，控制第一开关的启闭、第二开关的启闭和第三开关的启闭，并控制第一升压单元和/或第二升压单元中相应开关管的开关频率和/或占空比，实现对负载的启动供电控制和运行过程中的供电控制；从而，通过使太阳能光伏组件使用第一升压单元，并使蓄电池和交流市电共用第二升压单元，能够减少升压单元，提高电路利用率，且保证供电可靠性。

13、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

14、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。