CN106871354B - 一种变频空调的功率控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变频空调的功率控制方法及系统，涉及空调技术领域，用于在用电高峰期控制变频空调的用电功率，使变频空调不停止运行同时起到削减电力高峰的作用。该方法包括：获取控制区域的总用电功率并判断总用电功率是否大于限定用电功率；若是，获取用电区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率；根据控制区域的总用电功率、限定用电功率、变频空调的总数以及变频空调的总用电功率获取每一台空调的限额用电功率；控制任一变频空调的用电功率小于或等于限额用电功率。本发明用于空调的控制。

Description

一种变频空调的功率控制方法及系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种变频空调的功率控制方法及系统。

背景技术

目前，峰谷电现象在用电国家已广泛存在，其目的在于鼓励居民利用低谷电价的优惠条件大量消费低谷电力，比如电热水器、空调和其他电器设备，既缓解了高峰电力供需缺口，又促进了电力资源的优化配置。作为家庭中耗电最大的家用电器，如何在用电高峰期控制空调的用电功率从而削减电力高峰成为主要问题。

现有技术中，国内外普遍采用改变变频空调压缩机的频率和设定温度的方法来控制变频空调的用电功率，然而因为变频空调压缩机的工作频率与它的功率是非线性的，并且每个空调的压缩机频率不同，其用电功率也不同，所以通过改变频率的方法不能较好的控制空调的功率。另外，普通变频空调的压缩机功率是由设定温度与室内温度的差值以及室内温度的变化情况决定的，室内温度会受到室外温度，室内人员多少以及是否有室内加热器等外部因素的影响而造成变化，导致压缩机的运行功率也随之变化，造成变频空调的用电功率并不是恒定的。当改变设定温度(制冷时提高设定温度，制热时降低设定温度)，会使温差变小，压缩机的运行频率降低，用电功率下降，但随着室内温度的变化，如果温差变大，压缩机的运行频率亦会增大导致空调功率变大，所以通过改变空调的设定温度也不能较好的控制空调的功率。因此如何在用电高峰期控制变频空调的用电功率，使变频空调不停止运行同时起到削减电力高峰的作用成为待解决的问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种变频空调的功率控制方法及系统，用于在用电高峰期控制变频空调的用电功率，使变频空调不停止运行同时起到削减电力高峰的作用。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种变频空调的功率控制方法，该方法包括：

获取控制区域的总用电功率并判断总用电功率是否大于限定用电功率；

若是，获取用电区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率；

根据控制区域的总用电功率、限定用电功率、变频空调的总数以及变频空调的总用电功率获取每一台空调的限额用电功率；

控制任一变频空调的用电功率小于或等于限额用电功率。

第二方面，提供一种变频空调的功率控制系统，该系统包括：

电力云端控制器，用于获取控制区域的总用电功率并判断所述总用电功率是否大于限定用电功率；

若是，电力云端控制器还用于获取所述用电区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率；

电力云端控制器还用于根据所述控制区域的总用电功率、所述限定用电功率、所述变频空调的总数以及变频空调的总用电功率获取每一台空调的限额用电功率；

功率调节装置，用于控制任一所述变频空调的用电功率小于或等于所述限额用电功率。

本发明实施例提供的变频空调的功率控制方法，该方法包括：获取控制区域的总用电功率并判断总用电功率是否大于限定用电功率；通过判断总用电功率是否大于限定用电功率可以确定该控制区域的用电量是否达到电力高峰，若是，获取用电区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率；根据控制区域的总用电功率、限定用电功率、变频空调的总数以及变频空调的总用电功率获取每一台空调的限额用电功率；通过获取限额用电功率可以对变频空调的功率进行限制，控制任一变频空调的用电功率小于或等于限额用电功率。通过上述方法可以在用电高峰期对变频空调的用电功率进行控制和调节，使变频空调在不停止运行的同时起到削减电力高峰的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的变频空调的功率控制方法流程图之一；

图2为本发明的实施例提供的变频空调闭环负反馈电控制原理图；

图3为本发明的实施例提供的变频空调功率控制方法流程图之二；

图4为本发明的实施例提供的变频空调的功率控制方法流程图之三；

图5为本发明的实施例提供的变频空调的功率检测装置示意图；

图6为本发明的实施例提供的变频空调结构示意图之一；

图7为本发明的实施例提供的变频空调结构示意图之二；

图8为本发明的实施例提供的变频空调用电功率随时间变化的曲线图之一；

图9为本发明的实施例提供的变频空调用电功率随时间变化的曲线图之二；

图10为本发明的实施例提供的变频空调的功率控制系统示意图；

图11为本发明的实施例提供的开启用电功率控制和停止控制的转换逻辑图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请中的“A和/或B”表示三种选择：A，或者，B，或者，A和B。也即“和/或”即可以表示“和“的关系，也可以表示“或”的关系。

还需要说明的是，本申请中的“第一”、“第二”等字样仅仅是为了对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。

本发明的实施例提供一种变频空调的功率控制方法，参照图1所示，该方法包括：

S01、获取控制区域的总用电功率。

示例性的，电力云端控制器通过与通信设备互相通信的控制区域的用电功率检测装置获取控制区域的总用电功率，其中该控制区域的用电功率检测装置实时检测控制区域的总用电功率。

S02、判断总用电功率是否大于限定用电功率。

示例性的，电力云端控制器通过与通信设备互相通信的控制区域的用电功率检测装置获取控制区域的总用电功率，电力云端控制器通过电力云中该地区的配额用电功率进行综合处理得出限定用电功率，之后电力云端控制器判断总用电功率是否大于限定用电功率，若控制区域的总用电功率大于限定用电功率，则可以确定控制区域的用电量达到用电高峰，此时执行步骤S03。

S03、获取用电区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率。

示例性的，在每台变频空调上设置功率检测装置和通信装置，该通信装置与电力云端控制器可以进行信息的传输，每台变频空调上设置的功率检测装置检测对应的变频空调的功率，电力云端控制器通过变频空调上的通信设备获取用电区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率信息。

S04、根据控制区域的总用电功率、限定用电功率、变频空调的总数以及变频空调的总用电功率获取每一台空调的限额用电功率。

示例性的，电力云端控制器的处理系统根据控制区域的总用电功率、控制区域的限定用电功率、变频空调的总数以及变频空调的总用电功率获取每一台空调的限额用电功率具体可以为：电力云端控制器的处理系统获取控制区域的总用电功率与控制区域的限定用电功率的差值，该差值即为变频空调的总用电功率需要下调的功率值，电力云端控制器的处理系统将变频空调的总用电功率值减去需要下调的功率值得出变频空调下调后的用电功率值，并将该变频空调下调后的用电功率值除以控制区域的变频空调的总数得出每一台空调的限额用电功率。

示例性的，若电力云端控制器检测到控制区域的总用电功率为22KW，其中控制区域的限定用电功率为20KW，变频空调的总数为10台，变频空调的总用电功率为10KW，则可以判断出控制区域的用电功率超出了限定用电功率2KW，为了使总用电功率小于或等于控制区域的限定用电功率，则应使变频空调的总用电功率从10KW下降到8KW，因为变频空调的总数为10台，所以平均每台变频空调的功率应限制在800W以下，因此变频空调的限额用电功率应为800W。

S05、控制任一变频空调的用电功率小于或等于限额用电功率。

示例性的，若变频空调的用电功率大于限额用电功率，则说明变频空调的用电功率超出了限额功率，需要对变频空调的用电功率进行调节，电力云端控制器的处理系统通过计算出的变频空调的限额功率，并将此限额功率值发送至变频空调的电控器中，变频空调的电控器中的微处理器通过该限额功率对变频空调的功率大小进行调节，使变频空调的用电功率小于或等于限额用电功率。若变频空调的用电功率小于限额用电功率，则变频空调的电控器中的微处理器通过该限额功率对变频空调的功率产生限制，使变频空调的用电功率不大于限额用电功率的情况下稳定运行。

本发明实施例提供的变频空调的功率控制方法，该方法包括：获取控制区域的总用电功率并判断总用电功率是否大于限定用电功率；通过判断总用电功率是否大于限定用电功率可以确定该控制区域的用电量是否达到电力高峰，若是，获取用电区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率；根据控制区域的总用电功率、限定用电功率、变频空调的总数以及变频空调的总用电功率获取每一台空调的限额用电功率；通过获取限额用电功率可以对变频空调的功率进行限制，控制任一变频空调的用电功率小于或等于限额用电功率。通过上述方法可以在用电高峰期对变频空调的用电功率进行控制和调节，使变频空调在不停止运行的同时起到削减电力高峰的作用。

可选的，参照图2所示为变频空调闭环负反馈电控制原理图，本发明实施例提供的变频空调的功率控制方法中控制任一变频空调的用电功率小于或等于限额用电功率包括：任一变频空调通过闭环负反馈控制自身用电功率小于或等于限额用电功率。

具体的，闭环控制系统的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统给定值信号相反，则称为负反馈，若极性相同，则称为正反馈，一般闭环控制系统均采用负反馈，又称闭环负反馈控制系统。

需要说明的是，变频空调中的功率调节装置包括变频空调电控器内的微处理器，变频空调电控器内的微处理器对变频空调内部的功率以及各项参数进行调节。

进一步的，本发明实施例提供的变频空调的功率控制方法，参照图3所示，变频空调通过闭环负反馈控制自身用电功率小于等于限额用电功率包括以下步骤：

S11、获取第一温差，根据第一温差获取第二温差。

其中，第一温差为设定温度与室内温度的差值，当空调工作模式为制热时，第一温差与第二温差同为正数或同为负数，第一温差与第二温差正相关；当空调工作模式为制冷时，若第一温差为正数，则第二温差为负数，若第一温差为负数，则第二温差为正数，第一温差的绝对值与第二温差的绝对值正相关。

具体的，当变频空调的用电功率大于限额用电功率时，变频空调获取控制区域内的室内温度Troom与设定温度Tset，并计算设定温度Tset与室内温度Troom的差值，即第一温差Te，通过第一算法将第一温差Te转换为第二温差Te2，其中第一算法为第一温差Te和温度闭环的校正传递函数的乘积，温度闭环的校正函数G1(S)的表达式为G1(S)＝k11*k12*(T11*S+1)/S，表达式中，K11是制热、制冷变换系数。制热时k11＝1，制冷时k11＝-1，K12是比例系数，由G1(S)的表达式可明确该控制方法的结果为：当空调工作模式为制热时，第一温差Te与第二温差Te2同为正数或同为负数，第一温差Te与第二温差Te2正相关，当空调工作模式为制冷时，若第一温差Te为正数，则第二温差Te2为负数，若第一温差Te为负数，则第二温差Te2为正数，第一温差Te的绝对值与第二温差Te2的绝对值正相关。

需要说明的是，不同型号变频空调的k12存在差异，k12由变频空调电控器中的微处理器自适应调整，T11是微分系数，不同型号变频空调的T11也存在差异，T11也由变频空调电控器中的微处理器自适应调整。

进一步的，由于，G1(S)＝k11*k12*(T11*S+1)/S是比例积分微分运算表达式，所以，G1(S)称为PID运算。又因为系数k12和T11是自适应的，所以，G1(S)又称为自适应PID算法。

S12、获取第一功率差，根据第一功率差获取第二功率差。

其中，第一功率差为限额用电功率与变频空调的用电功率的差值并且第一功率差与第二功率差正相关。

具体的，变频空调的电控器获取限额用电功率Pset与变频空调的用电功率Pa的差值，即第一功率差Pe，此时因为电力云端控制器检测到被控区域用电总功率大于限定用电功率，所以存在变频空调的用电功率Pa大于限额用电功率Pset，第一功率差Pe为负值，经G2(S)的比例微分运算或比例运算后，Pe2也为负。其中第二算法为对限额用电功率Pset与变频空调的用电功率Pa的差值进行比例微分运算或比例运算，该运算在比例微分运算时，G2(S)＝k2(T2*S+1)；在比例运算时，G2(S)＝k2，k2>1。其中，大多数变频空调需采用比例微分运算，G2(S)是变频空调的电控器中微处理器对第一功率差Pe进行比例微分运算或比例运算的运算函数。第一功率差Pe的绝对值与第二功率差Pe2的绝对值成正比，当限额用电功率Pset与变频空调的用电功率Pa的差值为负值时，第二功率差Pe2＝G2(S)*Pe＝k2(T2*S+1)*Pe，或Pe2＝G2(S)*Pe＝k2*Pe。

S13、根据第二功率差获取衰减系数。

需要说明的是，当第二温差Te2为正数且第二功率差Pe2为正数时，衰减系数K13增大；当第二温差Te2为正数且第二功率差Pe2为负数时衰减系数K13减小；当第二温差Te2为正数且第二功率差Pe2为零时，衰减系数K13保持不变；当第二温差Te2为负数或零时，衰减系数K13为1；衰减系数K13增大或减小的速度与第二功率差Pe2的绝对值的大小正相关；衰减系数K13大于0且小于或等于1。

S14、获取第三温差，根据第三温差控制变频空调进行工作产生变频空调的用电功率并对室内温度进行调节。

示例性的，衰减系数K13的具体变化由变频空调的电控器中的虚拟装置电子电位器RW实现，电子电位器RW用于调节第三温差Te3的大小，第三温差Te3为第二温差Te2与衰减系数K13的乘积，即通过公式Te3＝k13*Te2对Te3的大小进行调节。k13为衰减系数，其取值范围为[0，1]的闭区间，当k13＝0时，变频空调就停止运行。但实际上在电力限制的区域，往往是不允许变频空调停止运行的。所以，一般情况下，衰减系数k13的范围为[a，1]。a的数值为：0<a<1，由具体的变频空调根据自身情况确定。同时，a确定了该变频空调的最小运行功率Pamin，若设变频空调的额定功率为Prate，则Pamin＝a*Prate。

需要说明的是，在第二温差Te2大于0的情况下，当第二功率差Pe2为负时，变频空调的电控器中的微处理器将电子电位器RW的滑动端往取值范围[a，1]的“a”端调节，使第三温差Te3变小，从而减小压缩机功率，使变频空调的用电功率Pa小于或等于限额用电功率Pset。

当第二功率差Pe2为正时，变频空调的电控器中的微处理器将电子电位器RW的滑动端往取值范围[a，1]的“1”端调节，使第三温差Te3变大，增加压缩机功率，在变频空调的用电功率Pa小于或等于限额用电功率Pset的情况下，增强变频空调的制冷或制热能力，使室内温度尽快地达到用户的希望温度。

当第二功率差Pe2为0时，变频空调的电控器中的微处理器不调节电子电位器RW的滑动端，使功率可控变频空调按照限额用电功率Pset进行制冷或制热，保持现有的压缩机功率。

进一步的，当第二温差Te2小于等于0时，无论第二功率差Pe2为何值，变频空调的电控器中的微处理器都将电子电位器RW的滑动端置于“1”端。因为，Te2＝0时，表示室内温度Troom等于用户设定的温度Tset，压缩机运行在最小功率Pamin上；而Te2<0时，表示室内温度Troom过调了，不需要空调输出功率了，所以，可以保持最小功率Pamin运行并将电子电位器RW的滑动端置于“1”端。

根据第三温差Te3控制变频空调进行工作产生变频空调的用电功率并对室内温度进行调节，其中当第三温差Te3为减小时，通过第一控制参数控制变频空调的用电功率减小，G3(S)为变频空调的控制算法，其对第三温差Te3进行比例微分运算，G3(S)表达式为：G3(S)＝k3*(T31*S+1)/(T32*S+1)，其中，K3是比例系数。

需要说明的是，不同型号变频空调的k3存在差异，所以k3由变频空调内的电控器中的微处理器自适应调整，T31是微分系数，不同型号变频空调的T31存在差异，所以T31也由变频空调内的电控器中的微处理器自适应调整。T32是惯性系数，其同样由变频空调内的电控器中的微处理器自适应调整。即，G3(S)也是自适应PID算法。

变频空调的电控器内的微处理器通过将第三温差Te3的变化进行比例积分微分运算得出一系列的变参数值。这些变量参数值包括压缩机频率、直流电压脉冲宽度调制值以及压缩机电流，并通过这些参数值控制压缩机的运行，实现对压缩机的功率进行调节。也就是，G3(S)的输出值经过“直流交流逆变器、压缩机、直流滤波电路、功率因素校正器、交流整流电路和交流滤波电路”构成的G4(S)传递函数后，形成变频空调的用电功率Pa,通过变频空调电控器中微处理器的采集，形成变频空调的功率闭环负反馈控制。

可选的，变频空调的用电功率Pa经过“直流滤波电路、功率因素校正器、交流整流电路和交流滤波电路”构成的倒传递函数后再与变频空调中“冷凝器、蒸发器、连接管、风扇风道系统、毛细管或电子膨胀阀、室内空气总质量和热力学性质、室外空气环境和热力学性质”等的综合传递函数一起构成的G5(S)传递函数后，输出室内温度Troom，并形成温度外环负反馈控制。

通过上述实施例中的变频空调功率闭环负反馈系统正相关地改变温度外环负反馈的第二温差的衰减比例，从而使变频空调的用电功率不超过电力云端控制器给定的限额功率值，配合电力云平台实现监控用电区域的用电削峰，保证电力系统的安全正常可靠运行。

可选的，本发明实施例提供的变频空调的功率控制方法，参照图4所示，当总用电功率小于或等于限定用电功率时，执行步骤S06。

S06、判断是否在电力云端控制器对变频空调进行控制中。

具体的，当在电力云端控制器对变频空调进行控制时，执行步骤S07。

S07、进行回差运算和回差值自学习优化。

S08、判断总用电功率是否小于限定用电功率并达到“限定用电功率减去回差值”。

若是，执行步骤S09,具体的，当总用电功率小于限定用电功率、并达到“限定用电功率减去回差值”时，停止对变频空调的用电功率进行控制。当总用电功率等于限定用电功率时，保持原有的功率控制状态；当总用电功率小于限定用电功率并且未达到“限定用电功率减去回差值”时，保持原有的功率控制状态；其中，开启对变频空调的用电功率的控制到停止对变频空调的用电功率的控制的转换采用回差法，其中，回差法的上限值为限定用电功率，回差法的下限值为“限定用电功率减去回差值”的数值。回差值由初始值给定，并由电力云根据被控区域的情况不断地进行自学习优化。

S09、停止对变频空调的用电功率进行控制。

具体的，当与控制区域的变频空调互相通信的电力云端控制器接收到总用电功率小于限定用电功率的信息并达到“限定用电功率减去回差值”时，停止对控制区域的变频空调的用电功率进行控制。进一步的，因电力云端控制器始终都在往复查询处理中，当停止对变频空调的用电功率进行控制后，电力云端控制器还用于在一段时间后重新获取总用电功率等参数进行下一步的变频空调的用电功率控制。

可选的，本发明实施例提供的变频空调的功率控制方法在变频空调上设置通信装置以及在变频空调的电源输入端处设置功率检测装置，通过功率检测装置检测对应变频空调的用电功率，通过通信装置将对应变频空调的用电功率发送至电力云端控制器，电力云端控制器根据通信装置发送的变频空调的用电功率获取用电区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率。

参照图5所示，不论电源线接入室内机还是室外机，为了保证空调电源功率计量的准确性，功率检测装置01都安装在空调电源的输入端处，其可以与室内机主控板02相连，也可以与室外机主控板03相连，功率检测装置01可以是单独的装置，也可以是嵌入室内机或室外机控制板中的电路，其与室内机控制板或室外机控制板组成一个完整的控制板。

进一步的，为了实现变频空调与电力云端控制器的通信，变频空调在室内机上增加了网络通信模块。其中参照图6所示为当电源接线处位于室内机时，变频空调的结构示意图，参照图7所示为当电源接线处位于室外机时，变频空调的结构示意图，该变频空调包括功率检测装置01、室内机主控板02、室外机主控板03、室内机04、室外机05、冷凝器06、室外风机07、压缩机08、四通阀09、电子膨胀阀或毛细管10、室内外机电源线与通信线11、室内风扇12、蒸发器13、网络通信模块14。

需要说明的是，该网络通信模块可以是无线通信模块，也可以是有线通信模块或其它能与电力云端控制器连接的通信模块，该网络通信模块可以是单独的模块，也可以是嵌入室内机控制板的电路，与室内机主控板组成一个完整的控制板。

为了使本领域的技术人员更好的理解上述方案，下面结合附图和具体实施例对本发明实施例中的变频空调的功率控制方法作进一步的说明。

示例性的，参照图8所示的变频空调用电功率随时间变化的曲线图，在制热模式下，第一温差Te＝3℃，或在制冷模式下，第一温差Te＝-3℃，第二温差Te2进入饱和值，使变频空调在额定功率Prate下运行。在A时刻，电力云端控制器向变频空调发来了限额功率的控制情况。

可选的，设置电力云端控制器发来的限额功率Pset为变频空调的额定功率Prate的一半，即Pset＝Prate/2。

由于第一功率差Pe＝Pset-Prate＝-Prate/2，并且，经G2(S)的比例微分运算或比例运算后，第二功率差Pe2为负。所以，变频空调的电控器中的微处理器以较快的速度调节电子电位器RW往[a，1]的“a”方向，此时衰减系数K13下降，由于此时第二温差Te2为饱和值保持不变，因此第三温差Te3下降，经G3(S)运算后，使变频空调的用电功率Pa快速从额定功率Prate降到接近电力云端控制器的设定值Pset＝Prate/2，参照图8所示的AB段。当空调的用电功率Pa接近设定功率Pset＝Pa/2时，由于第一功率差Pe变得比较小，经比例微分运算后，第二功率差Pe2近似于0，或经比例运算后，Pe2接近0，此时变频空调的电控器中的微处理器调节电子电位器RW往[a，1]的“a”方向的速度变得缓慢，使第三温差Te3缓慢下降，经G3(S)运算后，使变频空调的用电功率Pa缓慢降到电力云端控制器的限额功率值Pset＝Prate/2，参照图8所示的BC段。当空调的用电功率Pa等于设定功率Pset＝Pa/2时，第一功率差Pe和第二功率差Pe2都等于0，变频空调的电控器中的微处理器不再调节电子电位器RW，使空调保持电力云端控制器的设定值Pset＝Prate/2运行，参照图8所示的CD段。

当室内温度接近设定温度时，第二温差Te2退出饱和值并下降，第三温差Te3也下降，导致压缩机功率下降，第一功率差Pe和第二功率差Pe2从0变成正值，变频空调的电控器中的微处理器调节电子电位器RW的滑动端往取值范围[a，1]的“1”处移动。这个过程随室内温度缓慢地逐步逼近设定温度，而使电子电位器RW缓慢地逐步逼近“1”处。在电子电位器RW缓慢地逐步逼近“1”处的时期内，变频空调就以接近但小于电力云端控制器给定的限额功率Pset运行。参照图8所示的DE段。当电子电位器RW达到“1”处时，变频空调的电控器中的微处理器就不再调节电子电位器RW了，此时，随着室内温度进一步接近设定温度值，第一温差Te、第二温差Te2和第三温差Te3都进一步减小，变频空调的用电功率Pa也进一步下降，从而使功率差值Pe和Pe2进一步增大。但电子电位器RW已达到“1”处，不会再超越“1”。所以，此时，随着室内温度接近设定温度，变频空调的用电功率Pa也快速下降。参照图8所示的EF段。当室内温度进一步逼近设定温度时，第一温差Te逐步趋于0，经G1(S)＝k11*k12*(T11*S+1)/S运算后，第二温差Te2和第三温差Te3逐步接近最小值，再经G3(S)运算后，压缩机逐步降低运行功率，参照图8所示的FG段。

当室内温度达到设定温度时，第一温差Te为0，经G1(S)＝k11*k12*(T11*S+1)/S运算后，第二温差Te2和第三温差Te3保持最小值，再经G3(S)运算后，压缩机保持最小功率运行，变频空调消耗最少的电源有功功率，保持变频空调输出的能量与使人体吸收的能量和房间对外散发的能量实现平衡，参照图8所示的GH段。

示例性的，参照图9所示，在电力云端控制器给定限定功率Pset的开机运行控制情况下，因为空调停机后有3分钟的停机保护，所以，再次启动时空调的功率从0开始运行，假设在制冷时，室内温度Troom远高于设定温度Tset，在制热时，室内温度Troom远低于设定温度Tset，限定功率Pset为该变频空调额定功率Prate的一半功率，即，限定功率Pset＝Prate/2。

变频空调在通电时，变频空调中电控器内的微处理器将电子电位器RW的滑动端自动设置在取值范围[a，1]的“1”处，即衰减系数K13为1，此时第三温差Te3等于第二温差Te2，因为设定温度Tset与室内温度Troom的温度差值，即第一温差Te较大，经G1(S)运算后，第二温差Te2达到最大饱和值，并且因为第三温差Te3等于第二温差Te2，所以Te3也是饱和值，第三温差Te3经G3(S)运算后，使压缩机运行功率从0快速上升，变频空调的用电功率Pa也快速上升。参照图9所示的A1B1段。当变频空调的用电功率Pa上升到电力云端控制器的限额功率Pset附近时，导致第一功率差Pe＝Pset-Pa经G2(S)运算后的第二功率差Pe2预计为负值，此时G2(S)为比例微分传递函数，变频空调内的电控器中的微处理器就调节电子电位器RW的滑动端往取值范围[a，1]的“a”处移动，此时虽然衰减系数K13下降，Te3下降。但调节器G3(S)的惯性函数使功率继续上升，但Te3的下降和G3(S)中的微分函数综合作用，使上升速度变慢，参照图9所示的B1C1段。

经过B1C1时间后，电子电位器RW的滑动端移动到了取值范围[a，1]中的某处，第一功率差Pe＝Pset-Pa＝0，第二功率差Pe2也为0，变频空调内的电控器中的微处理器停止调节电子电位器RW的滑动端，变频空调保持电力云端控制器给定的限定功率值Pset运行。参照图9中的水平线C1D1段。

再经过A1D1时间的运行后室内温度接近设定温度，第二温差Te2退出饱和值并下降，第三温差Te3也下降，导致压缩机功率下降，第一功率差Pe和第二功率差Pe2从0变成正值，变频空调内的电控器中的微处理器调节电子电位器RW的滑动端往取值范围[a，1]的“1”处移动。这个过程随室内温度缓慢地逐步逼近设定温度，而使电子电位器RW缓慢地逐步逼近“1”处。在电子电位器RW缓慢地逐步逼近“1”处的时期内，变频空调就以接近但小于电力云端控制器给定的限定功率Pset运行。参照图9中D1E1段。当电子电位器RW达到“1”处时，变频空调内的电控器中的微处理器就不再调节电子电位器RW了，此时，随着室内温度进一步接近设定温度值，第一温差Te、第二温差Te2和第三温差Te3都进一步减小，变频空调的用电功率Pa也进一步下降，使第一功率差Pe和第二功率差Pe2进一步增大。但此时电子电位器RW已达到“1”处，不会再超越“1”。所以，随着室内温度接近设定温度，变频空调的用电功率Pa也快速下降，参照图9中E1F1段。当室内温度进一步逼近设定温度时，第一温差Te逐步趋近于0，经G1(S)＝k11*k12*(T11*S+1)/S运算后，第二温差Te2和第三温差Te3逐步接近最小值，再经G3(S)运算后，压缩机逐步降低运行功率，参照图9中F1G1段。

当室内温度达到设定温度时，即第一温差Te为0，经G1(S)＝k11*k12*(T11*S+1)/S运算后，第二温差Te2和第三温差Te3保持最小值，再经G3(S)运算后，压缩机保持最小功率运行，变频空调消耗最少的电源有功功率，保持变频空调输出的能量与使人体散发的能量和房间对外散发的能量实现平衡，参照图9中G1H1段。

本发明再一实施例提供一种变频空调的功率控制系统，参照图10所示，该系统200包括：

电力云端控制器21，用于获取控制区域的总用电功率并判断总用电功率是否大于限定用电功率。

若是，电力云端控制器21还用于获取用电区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率。

电力云端控制器21还用于根据控制区域的总用电功率、限定用电功率、变频空调的总数以及变频空调的总用电功率获取每一台空调的限额用电功率。

功率调节装置22，用于控制任一变频空调的用电功率小于或等于限额用电功率。

本发明实施例提供的变频空调的功率控制系统，该系统包括：电力云端控制器用于获取控制区域的总用电功率并判断总用电功率是否大于限定用电功率；电力云端控制器通过判断总用电功率是否大于限定用电功率可以确定该控制区域的用电量是否达到电力高峰，若是，电力云端控制器还用于获取用电区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率；根据控制区域的总用电功率、限定用电功率、变频空调的总数以及变频空调的总用电功率获取每一台空调的限额用电功率；电力云端控制器通过获取限额用电功率可以对变频空调的功率进行限制，功率调节装置用于控制任一变频空调的用电功率小于或等于限额用电功率。通过上述系统可以在用电高峰期对变频空调的用电功率进行控制和调节，使变频空调在不停止运行的同时起到削减电力高峰的作用。

可选的，本发明实施例提供的变频空调的功率控制系统中功率调节装置还用于控制任一变频空调通过闭环负反馈控制自身用电功率小于或等于限额用电功率。

进一步的，本发明实施例提供的变频空调的功率控制系统中功率调节装置还用于获取第一温差，第一温差为设定温度与室内温度的差值。

功率调节装置还用于根据第一温差获取第二温差；其中，当空调工作模式为制热时，第一温差与第二温差同为正数或同为负数，第一温差与第二温差正相关；当空调工作模式为制冷时，若第一温差为正数，则第二温差为负数，若第一温差为负数，则第二温差为正数，第一温差的绝对值与第二温差的绝对值正相关。

功率调节装置还用于获取第一功率差，第一功率差为限额用电功率与变频空调的用电功率的差值。

功率调节装置还用于根据第一功率差获取第二功率差；第一功率差与第二功率差正相关。

功率调节装置还用于根据第二功率差获取衰减系数；其中，当第二温差为正数且第二功率差为正数时，衰减系数增大；当第二温差为正数且第二功率差为负数时衰减系数减小；当第二温差为正数且第二功率差为零时，衰减系数保持不变；当第二温差为负数或零时，衰减系数为1；衰减系数增大或减小的速度与第二功率差的绝对值的大小正相关；衰减系数大于0且小于或等于1。

功率调节装置还用于获取第三温差，其中第三温差为第二温差与衰减系数的乘积。

功率调节装置还用于根据第三温差控制变频空调进行工作产生变频空调的用电功率并对室内温度进行调节。

通过上述实施例中的变频空调功率控制系统中的闭环负反馈系统正相关地改变温度外环负反馈的第二温差的衰减比例，从而使变频空调的用电功率不超过电力云端控制器给定的限额功率值，配合电力云平台实现监控用电区域的用电削峰，保证电力系统的安全正常可靠运行。

可选的，本发明实施例提供的变频空调的功率控制系统还包括：

通信装置以及在变频空调的电源输入端处设置的功率检测装置。

功率检测装置用于检测对应变频空调的用电功率。

通信装置用于将对应变频空调的用电功率发送至电力云端控制器并接收电力云发送给变频空调的限额用电功率等数据和控制命令。

电力云端控制器还用于根据通信装置发送的变频空调的用电功率获取用电区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率。

可选的，参照图11所示，本发明实施例提供的变频空调的功率控制系统中电力云端控制器还用于当总用电功率小于或等于限定用电功率时，按照图11方法进行控制：

在电力云端控制器对变频空调实施限额功率控制时，当总用电功率小于所述限定用电功率、并达到“限定用电功率减去回差值”时，停止对所述变频空调的用电功率进行控制。

总用电功率等于所述限定用电功率时，保持原有的功率控制状态或保持原有的功率不控制状态。

总用电功率虽小于所述限定用电功率但未达到“限定用电功率减去回差值”时，保持原有的功率控制状态或保持原有的功率不控制状态。

开启对所述变频空调的用电功率进行控制和停止对所述变频空调的用电功率进行控制的转换采用回差法，并且，该回差的上限值始终为所述限定用电功率，下限值是“限定用电功率减去回差值”的数值。而回差值由初始值给定，并由电力云端控制器根据被控区域的情况不断地进行自学习优化。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种变频空调的功率控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取控制区域的总用电功率并判断所述总用电功率是否大于限定用电功率；

若是，获取所述控制区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率；

根据所述控制区域的总用电功率、所述限定用电功率、所述变频空调的总数以及变频空调的总用电功率获取每一台空调的限额用电功率；

控制任一所述变频空调的用电功率小于或等于所述限额用电功率；

所述控制任一所述变频空调的用电功率小于或等于所述限额用电功率，包括：

任一所述变频空调通过闭环负反馈控制自身用电功率小于或等于所述限额用电功率，包括：获取第一温差，所述第一温差为设定温度与室内温度的差值；

根据所述第一温差获取第二温差；所述第二温差为所述第一温差经正负数处理后的温度差值；第二温差为第一温差和温度闭环的校正函数的乘积，温度闭环的校正函数G1(S)的表达式为G1(S)＝k11*k12*(T11*S+1)/S，其中，K11是制热、制冷变换系数，制热时k11＝1，制冷时k11＝-1，K12是比例系数，T11是微分系数；其中，当所述空调工作模式为制热时，所述第一温差与所述第二温差同为正数或同为负数，第一温差与所述第二温差正相关；当所述空调工作模式为制冷时，若所述第一温差为正数，则所述第二温差为负数，若所述第一温差为负数，则所述第二温差为正数，第一温差的绝对值与所述第二温差的绝对值正相关；

获取第一功率差，所述第一功率差为所述限额用电功率与所述变频空调的用电功率的差值；

根据所述第一功率差获取第二功率差；所述第二功率差为另一种功率差值的表达形式；所述第二功率为变频空调的电控器中微处理器对第一功率差进行比例微分运算或比例运算的运算函数G2(S)与第一功率差的乘积，其中在比例微分运算时G2(S)＝k2(T2*S+1)，T2是微分系数，在比例运算时G2(S)＝k2，k2是比例系数，k2>1；所述第一功率差与所述第二功率差正相关；

根据所述第二功率差获取衰减系数；其中，当所述第二温差为正数且所述第二功率差为正数时，所述衰减系数增大；当所述第二温差为正数且所述第二功率差为负数时所述衰减系数减小；当所述第二温差为正数且所述第二功率差为零时，所述衰减系数保持不变；当所述第二温差为负数或零时，所述衰减系数为a；所述衰减系数增大或减小的速度与所述第二功率差的绝对值的大小正相关；所述衰减系数的取值范围为[a，1]，其中a的数值为：0<a<1，由具体的变频空调根据自身情况确定；

获取第三温差，其中所述第三温差为所述第二温差与所述衰减系数的乘积；

根据所述第三温差控制所述变频空调进行工作产生所述变频空调的用电功率并对所述室内温度进行调节。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述控制区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率，包括：

在所述变频空调上设置通信装置以及在所述变频空调的电源输入端处设置功率检测装置；

通过所述功率检测装置检测对应变频空调的用电功率；

通过所述通信装置将对应变频空调的用电功率发送至电力云端控制器并接收电力云端控制器发送给变频空调的限额用电功率和控制命令；

所述电力云端控制器根据所述通信装置发送的变频空调的用电功率获取所述控制区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述总用电功率小于或等于所述限定用电功率时，所述方法还包括：

在电力云端控制器对变频空调进行控制时，

当所述总用电功率小于所述限定用电功率、并达到“限定用电功率减去回差值”时，停止对所述变频空调的用电功率进行控制；

当所述总用电功率等于所述限定用电功率时，保持原有的功率控制状态；

当所述总用电功率小于所述限定用电功率并且未达到“限定用电功率减去回差值”时，保持原有的功率控制状态；

开启对所述变频空调的用电功率的控制到停止对所述变频空调的用电功率的控制的转换采用回差法，其中，所述回差法的上限值为所述限定用电功率，所述回差法的下限值为所述“限定用电功率减去回差值”的数值。

4.一种变频空调的功率控制系统，其特征在于，包括：

电力云端控制器，用于获取控制区域的总用电功率并判断所述总用电功率是否大于限定用电功率；

若是，电力云端控制器还用于获取所述控制区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率；

电力云端控制器还用于根据所述控制区域的总用电功率、所述限定用电功率、所述变频空调的总数以及变频空调的总用电功率获取每一台空调的限额用电功率；

功率调节装置，用于控制任一所述变频空调的用电功率小于或等于所述限额用电功率；

所述功率调节装置还用于控制任一所述变频空调通过闭环负反馈控制自身用电功率小于或等于所述限额用电功率；

所述功率调节装置还用于获取第一温差，所述第一温差为设定温度与室内温度的差值；

所述功率调节装置还用于根据所述第一温差获取第二温差；所述第二温差为所述第一温差经正负数处理后的温度差值；第二温差为第一温差和温度闭环的校正函数的乘积，温度闭环的校正函数G1(S)的表达式为G1(S)＝k11*k12*(T11*S+1)/S，其中，K11是制热、制冷变换系数，制热时k11＝1，制冷时k11＝-1，K12是比例系数，T11是微分系数；其中，当所述空调工作模式为制热时，所述第一温差与所述第二温差同为正数或同为负数，第一温差与所述第二温差正相关；当所述空调工作模式为制冷时，若所述第一温差为正数，则所述第二温差为负数，若所述第一温差为负数，则所述第二温差为正数，第一温差的绝对值与所述第二温差的绝对值正相关；

所述功率调节装置还用于获取第一功率差，所述第一功率差为所述限额用电功率与所述变频空调的用电功率的差值；

所述功率调节装置还用于根据所述第一功率差获取第二功率差；所述第二功率差为另一种功率差值的表达形式；所述第二功率为变频空调的电控器中微处理器对第一功率差进行比例微分运算或比例运算的运算函数G2(S)与第一功率差的乘积，其中在比例微分运算时G2(S)＝k2(T2*S+1)，T2是微分系数，在比例运算时G2(S)＝k2，k2是比例系数，k2>1；所述第一功率差与所述第二功率差正相关；

所述功率调节装置还用于根据所述第二功率差获取衰减系数；其中，当所述第二温差为正数且所述第二功率差为正数时，所述衰减系数增大；当所述第二温差为正数且所述第二功率差为负数时所述衰减系数减小；当所述第二温差为正数且所述第二功率差为零时，所述衰减系数保持不变；当所述第二温差为负数或零时，所述衰减系数为a；所述衰减系数增大或减小的速度与所述第二功率差的绝对值的大小正相关；所述衰减系数的取值范围为[a，1]，其中a的数值为：0<a<1，由具体的变频空调根据自身情况确定；

所述功率调节装置还用于获取第三温差，其中所述第三温差为所述第二温差与所述衰减系数的乘积；

所述功率调节装置还用于根据所述第三温差控制所述变频空调进行工作产生所述变频空调的用电功率并对所述室内温度进行调节。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

通信装置以及在所述变频空调的电源输入端处设置的功率检测装置；

所述功率检测装置用于检测对应变频空调的用电功率；

所述通信装置用于将对应变频空调的用电功率发送至所述电力云端控制器并接收所述电力云端控制器发送给变频空调的限额用电功率和控制命令；

所述电力云端控制器还用于根据所述通信装置发送的变频空调的用电功率获取所述控制区域内变频空调的总数以及变频空调的总用电功率。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电力云端控制器还用于当所述总用电功率小于或等于所述限定用电功率时，

当所述总用电功率小于所述限定用电功率、并达到“限定用电功率减去回差值”时，停止对所述变频空调的用电功率进行控制；

当所述总用电功率等于所述限定用电功率时，保持原有的功率控制状态；

当所述总用电功率小于所述限定用电功率并且未达到“限定用电功率减去回差值”时，保持原有的功率控制状态；

所述电力云端控制器还用于开启对所述变频空调的用电功率的控制到停止对所述变频空调的用电功率的控制的转换采用回差法，其中，所述回差法的上限值为所述限定用电功率，所述回差法的下限值为所述“限定用电功率减去回差值”的数值。