CN109167392A - 一种系统控制方法和光伏系统、以及空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种系统控制方法和光伏系统、以及空调系统，其中系统控制方法检测各条直流变换支路的参数信息，根据所述参数信息调整各直流变换支路的运行模式，当光伏电池板发电功率高于单路直流变换支路最大输出功率时，将各直流变换支路从独立运行模式调整为并联运行模式；本发明在一路光伏电池板输出端功率高于单路直流变换支路最大输出功率时，不需要进行限功率控制，而是将多路光伏电池板和直流变换支路并联均流运行，对光伏电池板发电量进行有效利用，减少浪费，提高光伏装置发电的收益。
Description
技术领域
本发明涉及光伏系统，尤其涉及一种系统控制方法和光伏系统、以及空调系统。
背景技术
现有空调系统如图1所示，每一路光伏输入端接口均单一对应一路光伏电池板输出端，当光伏电池板输出端发电功率高于单路直流变换支路最大输出功率时就会进行限功率控制的方式对其本身的发电功率进行限制，但光伏电池板输出端采用限功率控制会导致光伏发电多与能量的浪费，降低了光伏发电的整体收益。
为了避免光伏发电多与能量的浪费，提高光伏装置发电的收益，业内亟需开发一种系统控制方法和光伏系统、以及空调系统。
发明内容
本发明是要解决现有技术中光伏电池板能量浪费，发电收益低的问题，提出一种系统控制方法和光伏系统、以及空调系统。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是设计一种系统控制方法，所述系统具有至少两条直流变换支路，其包括以下步骤：检测各条直流变换支路的参数信息；根据所述参数信息调整各直流变换支路的运行模式。
所述参数信息包括检测直流变换支路的输入功率,所述运行模式包括独立运行模式和并联运行模式。
所述根据所述参数信息调整各直流变换支路的运行模式，包括：当输入功率高于单路直流变换支路最大输出功率时，将各直流变换支路从独立运行模式调整为并联运行模式。
所述并联运行模式包括并联均流运行模式和并联分流运行模式，在并联均流运行模式中，一条直流变换支路按电压寻优模式运行，其它直流变换支路按电流环模式运行；在并联分流运行模式中，一条直流变换支路按电压寻优模式运行，其它直流变换支路各自运行。
在根据所述参数信息调整各直流变换电路之前，所述系统控制包括以下步骤：检测各直流变换支路是否处于停止状态；如检测到直流变换支路处于停止状态，则进入并联分流运行模式；如检测到所有直流变换支路不处于停止状态，则进入并联均流运行模式。
在进入并联均流运行模式后，包括以下步骤：检测各直流变换支路的输入电压；如检测到任意两路直流变换支路输入电压的差值小于阈值时，则进入并联均流运行模式；如检测到直流变换支路输入电压任意两路之间的差值大于阈值时，退出并联均流运行模式，则进入并联分流运行模式。
在检测直流变换电路是否处于停止状态之前，检测第一条直流变换支路的绝缘阻抗是否正常，如所述绝缘阻抗不正常则故障停机，如所述绝缘阻抗正常，再执行所述检测各条直流变换支路的参数信息的步骤。
在检测完第一条直流变换支路的绝缘阻抗、并且所述绝缘阻抗正常后，检测是否满足光伏开启条件，如不满足光伏开启条件，则进入光伏弱光逻辑控制，延时一段时间后再检测是否满足光伏开启条件；如满足光伏开启条件，则进入光伏启动，光伏启动结束后，再执行所述检测各条直流变换支路的参数信息的步骤。
当所述支路变换电路处于电流环模式时，电路电流为总电流的N分之一，所述总电流为各直流变换支路输入电流的总和，所述N为所述直流变换支路的总条数。
一种光伏系统，包括至少两条直流变换支路，所以直流变换支路的输入端并联连接光伏电池板，所有直流变换支路的输出端并联连接直流母线，主控制器根据各检测电路发来的参数信息调整各直流变换支路的运行模式。
所述直流变换支路包括依次串联的检测电路和DCDC变换器，所有的检测电路和所有的DCDC变换器连接主控制器，检测电路检测直流变换支路的输入功率,当输入功率高于单路直流变换支路最大输出功率时，将各直流变换支路从独立运行模式调整为并联运行模式。
所述直流母线连接DCAC变换器和/或直流负载，所述DCAC变换器连接交流负载。
所述直流母线依次通过双向逆变器、交流端检测电路连接交流电网，所述双向逆变器和交流端检测电路连接主控制器，主控制器根据交流端检测电路发来的检测信息控制双向逆变器工作。
本发明还设计一种空调系统，所述空调系统采用上述的系统控制方法。
本发明还设计一种空调系统，所述空调系统的电源系统采用上述的光伏系统。
本发明的有益效果是：采用了本光伏系统，当一路光伏电池板输出端功率高于单路直流变换支路最大输出功率时，不需要进行限功率控制，而是将多路光伏电池板和直流变换支路并联均流运行，对光伏电池板发电量进行有效利用，减少浪费，提高光伏装置发电的收益。
附图说明
图1为现有技术独立运行原理图；
图2为本发明并联运行原理图；
图3为较佳实施例并联运行原理图；
图4为较佳实施例控制流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明在一路光伏电池板输出端功率高于单路直流变换支路最大输出功率时不需要进行限功率控制，而是将两路甚至多路直流变换支路并联到光伏电池板输出端，对光伏电池板发电量进行有效利用，较少浪费。
本发明公开了一种系统控制方法，所述系统具有至少两条直流变换支路，包括以下步骤：检测各条直流变换支路的参数信息；根据所述参数信息调整各直流变换支路的运行模式。在较佳实施例中所述参数信息包括检测直流变换支路的输入功率,所述运行模式包括独立运行模式和并联运行模式。所述根据所述参数信息调整各直流变换支路的运行模式，包括：当输入功率高于单路直流变换支路最大输出功率时，将各直流变换支路从独立运行模式调整为并联运行模式。参看图2示出的运行原理图，所述参数信息包括检测直流变换支路所连接的光伏电池板的发电功率（可以通过上位机监测运行状态获得该参数信息），当光伏电池板发电功率高于单路直流变换支路最大输出功率时，手动（或电控装置）将各直流变换支路的输入端并联到光伏电池板上，控制器将各直流变换支路从独立运行模式调整为并联运行模式。藉此结构可以对光伏电池板发电量进行有效利用，减少浪费，提高光伏装置发电的收益。
所述并联运行模式中个直流变换支路的输入端并联连接光伏电池板、输出端并联连接直流母线。所述并联运行模式包括并联均流运行模式和并联分流运行模式，在并联均流运行模式中，一条直流变换支路按电压寻优模式运行，其它直流变换支路按电流环模式运行；在并联分流运行模式中，一条直流变换支路按电压寻优模式运行，其它直流变换支路各自运行，即是对其它直流变换支路的输出电流不再进行约定。需要指出，电压寻优模式，英文缩写MPPT，是最大功率点跟踪，能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使光伏组件以最大功率输出。一条直流变换支路按电压寻优模式运行，可以找到最优的电压值，获得最佳的发电量；其它直流变换支路按电流环模式，可以输出最优的电流，藉此结构可以对光伏电池板发电量进行有效利用，减少浪费，提高光伏装置发电的收益。
在较佳实施例中，在根据所述参数信息调整各直流变换电路之前，所述系统控制包括以下步骤：检测各直流变换支路是否处于停止状态；如检测到直流变换支路处于停止状态，则进入并联分流运行模式；如检测到所有直流变换支路不处于停止状态，则进入并联均流运行模式。
在进入并联均流运行模式后，包括以下步骤：检测各直流变换支路的输入电压；如检测到任意两路直流变换支路输入电压的差值小于阈值时，则进入并联均流运行模式；如检测到直流变换支路输入电压任意两路之间的差值大于阈值时，退出并联均流运行模式，则进入并联分流运行模式。需要指出，所述的阈值是在软件程序内事先设置好的，可根据使用时不同需求及情况进行更改与设定。
在检测直流变换电路是否处于停止状态之前，检测第一条直流变换支路的绝缘阻抗是否正常，如所述绝缘阻抗不正常则故障停机，如所述绝缘阻抗正常，再执行所述检测各条直流变换支路的参数信息的步骤。
在检测完第一条直流变换支路的绝缘阻抗、并且所述绝缘阻抗正常后，检测是否满足光伏开启条件，如不满足光伏开启条件，则进入光伏弱光逻辑控制，延时一段时间后再检测是否满足光伏开启条件；如满足光伏开启条件，则进入光伏启动，光伏启动结束后，再执行所述检测各条直流变换支路的参数信息的步骤。所述光伏弱光逻辑控制既检测到光伏不满足发电条件（外界光线不足，光伏电池板两端电压小于设定值），则会统计上一次光伏的运行时间，如果小于一定时间(一般为10S以内)则计数值加1，否则清0；计数值不大于10。下一次启动光伏DC运行间隔，不同的计数值对应不同的延时时间。隔一段延时时间后会进行重启，直到光伏DC满足发电条件可以运行。
在较佳实施例中，当所述支路变换电路处于电流环模式时，电路电流为总电流的N分之一，所述总电流为各直流变换支路输入电流的总和，所述N为所述直流变换支路的总条数。
本发明公开了一种光伏系统，包括至少两条直流变换支路，所以直流变换支路的输入端并联连接光伏电池板，所有直流变换支路的输出端并联连接直流母线，主控制器根据各检测电路发来的参数信息调整各直流变换支路的运行模式。
所述直流变换支路包括依次串联的检测电路和DCDC变换器，所有的检测电路和所有的DCDC变换器连接主控制器，检测电路检测直流变换支路的输入功率,当输入功率高于单路直流变换支路最大输出功率时，将各直流变换支路从独立运行模式调整为并联运行模式。
所述直流母线连接DCAC变换器和/或直流负载，所述DCAC变换器连接交流负载。
参看图2示出的实施例，所述直流母线连接负载，所述负载为直流空调，能接受直流电源。参看图3示出的较佳实施例，所述DCAC变换器连接交流负载，所述交流负载为交流空调。
参看图3示出的较佳实施例，所述直流母线依次通过双向逆变器、交流端检测电路连接交流电网，所述双向逆变器和交流端检测电路连接主控制器，主控制器根据交流端检测电路发来的检测信息控制双向逆变器工作。
需要指出在较佳实施例中，
光伏电池板输出端：为任意块太阳能电池板及其附属装置串并联组合后唯一输出端。
检测电路：运用相关检测元件（如电压传感器、电流传感器等）所组成的电路，可以用于检测电压或者电流或者同时检测电压和电流信号，并将其处理为可供主控制器接受的信号。
DCDC变换器：用于将光伏输入端口的直流电压变化为直流母线两端电压，具体拓扑可为BUCK、BOOST、正激、反激、半桥、全桥等；常用BOOST或其衍生拓扑。
主控制器：所有主控制器可为单一芯片或具有一定连接关系的任意块芯片，主要适用于对检测电路检测到的信号进行相应运算处理，同时产生相应的PWM信号对所有开关管进行处理，并判断是否需要进行保护
母线检测电路：运用相关检测元件（如电压传感器、电流传感器等）所组成的电路，可以用于检测母线电压或者母线电流或者同时检测母线电压和母线电流信号，并将其处理为可供主控芯片接受的信号。
直流母线：直流母线可为固定的直流电压也可为较宽范围的直流电压，多为开放性接口，可供任意连接使用
双向逆变器：可将直流母线电压转化为单相交流电压，产生的电压可并网运行；也可将交流电网电压转化为直流母线所需电压。
交流端检测电路：运用相关交流检测元件（如电压传感器、电流传感器等）所组成的电路，可以用于检测交流电压或者交流电流或者同时检测交流电压和交流电流信号，并将其处理为可供主控芯片接受的信号。
空调负载：可为内机、外机或同时为内外机。
DCAC变换器：将直流母线电压转换为可供交流空调负载所需电压
图中所示空调系统即可为空调外机与所用变换器为一体的机组也可为单独空调外机与单独变换器组合而成。
图4示出了较佳实施例的控制流程图，下面结合该图详述较佳实施例控制流程：
第一步，上电，准备进行光伏并联运行检测。
第二步，检测第一条直流变换支路绝缘阻抗是否正常，如绝缘阻抗不正常表明第一条直流变换支路绝缘阻抗故障，电源系统进入故障停机；如绝缘阻抗正常则进入下一步。
第三步，检测是否满足光伏开启条件，如不满足光伏开启条件，则进入光伏弱光逻辑控制，确定下一次启动光伏DC运行间隔，在延时一段时间后再检测是否满足光伏开启条件；如满足光伏开启条件，则进入光伏启动，光伏启动结束后再执行所述检测各条直流变换支路的参数信息的步骤。
第四步，光伏启动后，循环检测其它直流变换支路是否处于停止状态，如有直流变换支路处于停止状态，使并联标志位置0，退出并联均流运行模式，一条直流变换支路按电压寻优模式运行，其它直流变换支路独立运行；如所有直流变换支路皆处于工作状态，使并联标志位置1，进入并联均流运行模式，第一条直流变换支路按MPPT电压寻优模式运行，其它直流变换支路按电流环模式运行；电流环模式的给定电流为总电流的N分之一，所述总电流为各直流变换支路输入电流的总和，所述N为所述直流变换支路的总条数。
第五步，循环检测所有直流变换支路的输入电压，如任意两条直流变换支路的输入电压两者之间的差值小于阈值时，维持并联均流运行模式；如任意两条直流变换支路的输入电压大于阈值时，退出并联均流运行模式，一条直流变换支路按电压寻优模式运行，其它直流变换支路独立运行。
本发明还公开了一种空调系统，所述空调系统采用上述的系统控制方法。
本发明还公开了一种空调系统，所述空调系统的电源系统采用上述的光伏系统。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种系统控制方法，所述系统具有至少两条直流变换支路，其特征在于，包括以下步骤：
检测各条直流变换支路的参数信息；
根据所述参数信息调整各直流变换支路的运行模式。
2.如权利要求1所述的系统控制方法，其特征在于，所述参数信息包括检测直流变换支路的输入功率,所述运行模式包括独立运行模式和并联运行模式。
3.如权利要求2所述的系统控制方法，其特征在于，所述根据所述参数信息调整各直流变换支路的运行模式，包括：当所述输入功率高于单路直流变换支路最大输出功率时，将各直流变换支路从独立运行模式调整为并联运行模式。
4.如权利要求2所述的系统控制方法，其特征在于，所述并联运行模式包括并联均流运行模式和并联分流运行模式，在并联均流运行模式中，一条直流变换支路按电压寻优模式运行，其它直流变换支路按电流环模式运行；在并联分流运行模式中，一条直流变换支路按电压寻优模式运行，其它直流变换支路各自运行。
5.如权利要求4所述的系统控制方法，其特征在于，在根据所述参数信息调整各直流变换电路之前，所述系统控制包括以下步骤：
检测各直流变换支路是否处于停止状态；
如检测到直流变换支路处于停止状态，则进入并联分流运行模式；
如检测到所有直流变换支路不处于停止状态，则进入并联均流运行模式。
6.如权利要求5所述的系统控制方法，其特征在于，在进入并联均流运行模式后，包括以下步骤：
检测各直流变换支路的输入电压；
如检测到任意两路直流变换支路输入电压的差值小于阈值时，则进入并联均流运行模式；
如检测到直流变换支路输入电压任意两路之间的差值大于阈值时，退出并联均流运行模式，则进入并联分流运行模式。
7.如权利要求5所述的系统控制方法，其特征在于，在检测直流变换电路是否处于停止状态之前，检测第一条直流变换支路的绝缘阻抗是否正常，如所述绝缘阻抗不正常则故障停机，如所述绝缘阻抗正常，再执行所述检测各条直流变换支路的参数信息的步骤。
8.如权利要求7所述的系统控制方法，其特征在于，在检测完第一条直流变换支路的绝缘阻抗、并且所述绝缘阻抗正常后，检测是否满足光伏开启条件，如不满足光伏开启条件，则进入光伏弱光逻辑控制，延时一段时间后再检测是否满足光伏开启条件；如满足光伏开启条件，则进入光伏启动，光伏启动结束后，再执行所述检测各条直流变换支路的参数信息的步骤。
9.如权利要求4所述的系统控制方法，其特征在于，当所述支路变换电路处于电流环模式时，电路电流为总电流的N分之一，所述总电流为各直流变换支路输入电流的总和，所述N为所述直流变换支路的总条数。
10.一种光伏系统，包括至少两条直流变换支路，其特征在于：所以直流变换支路的输入端并联连接光伏电池板，所有直流变换支路的输出端并联连接直流母线，主控制器根据各检测电路发来的参数信息调整各直流变换支路的运行模式。
11.如权利要求10所述的光伏系统，其特征在于：所述直流变换支路包括依次串联的检测电路和DCDC变换器，所有的检测电路和所有的DCDC变换器连接主控制器，检测电路检测直流变换支路的输入功率,当所述输入功率高于单路直流变换支路最大输出功率时，将各直流变换支路从独立运行模式调整为并联运行模式。
12.如权利要求10所述的光伏系统，其特征在于：所述直流母线连接DCAC变换器和/或直流负载，所述DCAC变换器连接交流负载。
13.如权利要求10所述的光伏系统，其特征在于：所述直流母线依次通过双向逆变器、交流端检测电路连接交流电网，所述双向逆变器和交流端检测电路连接主控制器，主控制器根据交流端检测电路发来的检测信息控制双向逆变器工作。
14.一种空调系统，其特征在于，所述空调系统采用权利要求1至9任一项所述的系统控制方法。
15.一种空调系统，其特征在于，所述空调系统的电源系统采用权利要求10至13任一项所述的光伏系统。
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