CN109210655A - 空调设备以及用于空调设备的电能处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空调设备以及用于空调设备的电能处理方法，涉及电器设备技术领域，其中空调设备包括：设备模块；电源端口模块，与设备模块连接，用于与能源系统开放的母线连接，用以向设备模块提供能源系统通过母线输出的电能。本发明的空调设备以及用于空调设备的电能处理方法，可以使空调设备配置简单、体积减小；在能源系统中使用时，能够在功能上避免与能源系统出现重叠，减少设备成本；通过连接能源系统开放的母线进行供电，不需要进行额外的电能转换环节，避免了能量浪费，提升了整机效率。

Description

空调设备以及用于空调设备的电能处理方法
技术领域
本发明涉及电器设备技术领域，尤其涉及一种空调设备以及用于空调设备的电能处理方法。
背景技术
目前，随着传统空调向光伏化、直流化的演变，纯直流空调及光伏空调等成为研究热点。在目前的各种设计方案中，把空调作为一个独立的系统进行设计，每一台空调都会包含光伏部分、变流部分、储能部分、空调部分，使得空调的结构复杂，体积大、成本高，并且，会造成与能源系统的功能重复，设备成本浪费，不利于效率提升。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种空调设备以及用于空调设备的电能处理方法，能够通过电源端口模块向设备模块提供能源系统通过母线输出的电能。
根据本发明的一个方面，提供一种空调设备，包括：设备模块；电源端口模块，与所述设备模块连接，用于与能源系统开放的母线连接，用以向所述设备模块提供所述能源系统通过所述母线输出的电能。
可选地，还包括：控制模块，与所述设备模块连接，用于控制所述设备模块运行。
可选地，还包括：通讯端口模块，与所述控制模块连接，用于与所述能源系统进行信息交互。
可选地，所述通讯端口模块，用于向所述能源系统传输所述控制模块发送的运行状态信息，将所述能源系统发送的控制策略发送到所述控制模块，以使所述控制模块根据所述控制策略对所述设备模块进行控制。
可选地，所述通讯端口模块包括：总线接口单元、无线接口单元、工业以太网接口单元。
可选地，所述电源端口模块，包括：第一直流电源端口单元，用于与所述能源系统开放的高压直流母线连接；第二直流电源端口单元，用于与所述能源系统开放的低压直流母线连接。
可选地，所述设备模块包括：高压设备模块和低压设备模块；所述第一直流电源端口单元与所述高压设备模块连接，用以向所述高压设备模块提供所述能源系统通过所述高压直流母线输出的高压直流电能；所述第二直流电源端口单元与所述低压设备模块连接，用以向所述低压设备模块提供所述能源系统通过所述低压直流母线输出的低压直流电能。
可选地，所述高压设备模块的额定工作电压被设置为所述高压直流母线的额定电压；所述低压设备模块的额定工作电压被设置为所述低压直流母线的额定电压。
可选地，所述高压设备模块包括：压缩机，所述低压设备模块包括：风机；所述控制模块，包括：风机控制单元，与所述风机连接，用于根据所述控制策略控制所述风机运行；压缩机控制单元，与所述压缩机连接，用于根据所述控制策略控制所述压缩机运行。
可选地，所述能源系统包括：能源互联网系统。
可选地，所述能源互联网系统包括：发电系统；所述发电系统包括：光伏发电系统。
根据本发明的另一方面，提供一种用于空调设备的电能处理方法，包括：通过空调设备的电源端口模块分别连接能源系统开放的母线和空调设备的设备模块；控制所述电源端口模块向所述设备模块提供所述能源系统通过所述母线输出的电能。
可选地，通过空调设备的控制模块与所述设备模块连接，用以控制所述设备模块运行。
可选地，通过空调设备的通讯端口模块与所述能源系统进行信息交互；其中，所述通讯端口模块与所述控制模块连接；所述通讯端口模块包括：总线接口单元、无线接口单元、工业以太网接口单元。
可选地，通过所述通讯端口模块向所述能源系统传输所述控制模块发送的运行状态信息；通过所述通讯端口模块将所述能源系统发送的控制策略发送到所述控制模块，以使所述控制模块根据所述控制策略对所述设备模块进行控制。
可选地，所述电源端口模块包括：第一直流电源端口单元和第二直流电源端口单元；
通过第一直流电源端口单元与所述能源系统开放的高压直流母线连接；通过第二直流电源端口单元与所述能源系统开放的低压直流母线连接。
可选地，所述设备模块包括：高压设备模块和低压设备模块；通过所述第一直流电源端口单元与所述高压设备模块连接，用以向所述高压设备模块提供所述能源系统通过所述高压直流母线输出的高压直流电能；通过所述第二直流电源端口单元与所述低压设备模块连接，用以向所述低压设备模块提供所述能源系统通过所述低压直流母线输出的低压直流电能。
可选地，将所述高压设备模块的额定工作电压设置为所述高压直流母线的额定电压；将所述低压设备模块的额定工作电压设置为所述低压直流母线的额定电压。
可选地，所述高压设备模块包括：压缩机，所述低压设备模块包括：风机；所述控制模块包括：风机控制单元和压缩机控制单元；通过所述风机控制单元与所述风机连接，以使所述风机控制单元根据所述控制策略控制所述风机运行；所述压缩机控制单元与所述压缩机连接，以使所述压缩机控制单元根据所述控制策略控制所述压缩机运行。
本发明的空调设备以及用于空调设备的电能处理方法，通过电源端口模块分别连接能源系统开放的母线和设备模块，控制电源端口模块向设备模块提供能源系统通过母线输出的电能；可以使空调设备配置简单、体积减小；能够在功能上避免与能源系统出现重叠，减少设备成本；通过连接能源系统开放的母线进行供电，不需要进行额外的电能转换环节，避免了能量浪费，提升了整机效率。
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一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明的空调设备的一个实施例的模块示意图；
图2为根据本发明的空调设备的另一个实施例的模块示意图；
图3为根据本发明的空调设备的又一个实施例的模块示意图；
图4为根据本发明的用于空调设备的电能处理方法的一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。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。下面结合各个图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。
下文中的“第一”、“第二”等仅为描述上相区别，并没有其它特殊的含义。
图1为根据本发明的空调设备的一个实施例的模块示意图，如图1所示,本发明提供一种空调设备10，包括：电源端口模块11和设备模块12。设备模块12可以为压缩机、风机等空调设备模块。电源端口模块11与设备模块12连接，通过电源端口模块11与能源系统20开放的母线连接，用以向设备模块12提供能源系统20通过母线输出的电能。
能源系统可以为多种能源系统，例如为能源互联网系统等。能源互联网系统包括发电系统，发电系统可以为光伏发电系统等。能源系统20开放的母线可以为直流母线等，多种设备都可以接入能源系统20开放的母线。如果能源系统20开放的母线为直流母线，则电源端口模块11的正、负极分别与直流母线的正极，负极连接。
随着能源互联网的发展，能源互联网作为系统层级，可以实现光伏发电功能、储能控制、整流及逆变控制、能源信息集中管理等功能，通过能量的高效调度，可以实现光伏发电自发自用、储能平衡供需缺口、余电实时并网、电网随时补充等效果，具备发电、储电、变电、用电、能源控制及显示交互等环节，并开放出了不同电压等级的直流母线等用于直流能量传输，方便各种设备的接入。在能源互联网的应用场合中，空调只需要体现出典型的用电设备属性即可，如果为空调设计光伏发电、储能、变流等功能模块，会在功能上与能源互联网出现重叠，不仅造成功能浪费，还会增加设备成本。
在一个实施例中，如图2所示，空调设备10包括：控制模块13，控制模块13与设备模块12连接，用以控制设备模块12运行。控制模块13可以包括驱动单元和DC/DC电路单元等，实现升降压处理并驱动设备模块12运行等功能。可以使用能源系统20通过母线输出的电能对控制模块13进行供电。
空调设备10还可以包括市电接口模块，向设备模块12提供市电电网的电能。控制模块13可以与市电接口模块、电源端口模块11连接，市电接口模块可以与设备模块12连接。当控制模块13判断能源系统20通过母线输出的电能不能满足设备模块12的需求或母线出现异常，则对设备模块12的供电方式进行切换处理，控制市电接口模块向设备模块12提供市电电网的电能。
空调设备10包括：通讯端口模块14，通讯端口模块14与控制模块14连接，通讯端口模块14用于与能源系统20进行信息交互。通讯端口模块14可以向能源系统20传输控制模块13发送的运行状态信息，运行状态信息包括设备模块12的运行状态信息等，设备模块12的运行状态信息包括电压、电流、功率、状态等信息。
通讯端口模块14将能源系统20发送的控制策略发送到控制模块13，以使控制模块13根据控制策略对设备模块12进行控制。控制策略可以包括对于开机、关机、制冷、制热等模式的模式切换策略以及升降频等逻辑控制策略等。
通讯端口模块包括：总线接口单元、无线接口单元、工业以太网接口单元等，通讯端口模块也可以包括：总线接口单元、无线接口单元、工业以太网接口单元中的一个或两个。总线接口单元可以为485总线接口单元、CAN总线接口单元等。无线接口单元可以为蓝牙接口单元等。
在一个实施例中，电源端口模块可以有多种设置方式。如图3所示，电源端口模块包括第一直流电源端口单元111和第二直流电源端口单元112。第一直流电源端口单元111与能源系统20开放的高压直流母线连接，第二直流电源端口单元112与能源系统开放的低压直流母线连接。
能源系统20可以包括发电系统、变流系统、储能系统、控制系统等，可实现多能互补运行及与电网之间的能量交换。能源系统为外部设备开放出高压直流母线及低压直流母线，为直流设备供电。高压直流母线上的高压直流电压可以为400V等，低压直流母线上的低压直流电压可以为48V等。
设备模块包括高压设备模块和低压设备模块，高压设备模块可以为压缩机等，低压设备模块可以为风机等。第一直流电源端口单元111与高压设备模块连接，用以向高压设备模块提供能源系统20通过高压直流母线输出的高压直流电能。第二直流电源端口单元112与低压设备模块连接，用以向低压设备模块提供能源系统通过低压直流母线输出的低压直流电能。
高压设备模块的额定工作电压可以被设置为高压直流母线的额定电压，也可根据具体情况进行设置。低压设备模块的额定工作电压被设置为低压直流母线的额定电压，也可根据具体情况进行设置。
例如，高压设备模块为压缩机121，低压设备模块为风机122。第一直流电源端口单元111与压缩机121连接，用以向压缩机121提供能源系统20通过高压直流母线输出的高压直流电能。第二直流电源端口单元112与风机122连接，用以向风机122提供能源系统通过低压直流母线输出的低压直流电能。风机控制单元132与风机122连接，用于根据控制策略控制风机122运行。压缩机控制单元131与压缩机连接，用于根据控制策略控制压缩机121运行。
压缩机121为直流压缩机，压缩机121的额定工作电压设置为高压直流母线的额定电压。压缩机控制单元131根据通讯端口模块14接收到的控制策略对压缩机121进行运行控制，控制压缩机121的运行状态，包括启停、运行速度、运行频率等。压缩机121的整个运行过程中可以省去DC/DC、DC/AC转换环节，减少了能量浪费，提升了压缩机的运行效率。
风机122为直流风机，风机122的额定工作电压设置为低压直流母线的额定电压，风机控制单元132根据通讯端口模块14接收到的控制策略对风机122进行运行控制，控制风机122的运行状态，包括启停、运行速度、运行频率等。风机122的整个过运行程中可以省去DC/DC、DC/AC转换环节，减少了能量浪费，提升了风机的运行效率。
空调设备10不需要进行发电控制、储能控制、充电控制逆变控制等复杂功能，系统功能设计非常精简，体积大大减小，成本大幅降低。
在一个实施例中，当高压直流母线和低压直流母线中的任一个母线出现异常，控制模块可以控制市电接口模块向设备模块提供市电电网的电能，替代出现异常的母线供电。
例如，高压直流母线正常，压缩机121可以正常开启，按照正常的控制逻辑运行时，压缩机121正常运转。在压缩机121温度升高时，如果低压直流母线异常，风机122由于低压直流母线异常不能开启，导致压缩机121会报出过温保护的报警消息，会停机运行。当低压直流母线异常时，风机控制单元132控制市电接口模块向风机122提供市电电网的电能，使风机122正常运行，以使压缩机121正常运转。
图4为根据本发明的用于空调设备的电能处理方法的一个实施例的流程示意图，如图4所示，
步骤401，通过空调设备的电源端口模块分别连接能源系统开放的母线和空调设备的设备模块。
步骤402，控制电源端口模块向设备模块提供能源系统通过母线输出的电能。
在一个实施例中，通过空调设备的控制模块与设备模块连接，用以控制设备模块运行。通过空调设备的通讯端口模块与能源系统进行信息交互。通讯端口模块与控制模块连接，通讯端口模块包括：总线接口单元、无线接口单元、工业以太网接口单元等。
通过通讯端口模块向能源系统传输控制模块发送的运行状态信息，通过通讯端口模块将能源系统发送的控制策略发送到控制模块，以使控制模块根据控制策略对设备模块进行控制。
在一个实施例中，电源端口模块包括：第一直流电源端口单元和第二直流电源端口单元等。通过第一直流电源端口单元与能源系统开放的高压直流母线连接，通过第二直流电源端口单元与能源系统开放的低压直流母线连接。
设备模块包括高压设备模块和低压设备模块。通过第一直流电源端口单元与高压设备模块连接，用以向高压设备模块提供能源系统通过高压直流母线输出的高压直流电能。通过第二直流电源端口单元与低压设备模块连接，用以向低压设备模块提供能源系统通过低压直流母线输出的低压直流电能。将高压设备模块的额定工作电压设置为高压直流母线的额定电压，将低压设备模块的额定工作电压设置为低压直流母线的额定电压。
在一个实施例中，高压设备模块包括：压缩机等，低压设备模块包括：风机等。控制模块包括风机控制单元和压缩机控制单元。通过风机控制单元与风机连接，以使风机控制单元根据控制策略控制风机运行。压缩机控制单元与压缩机连接，以使压缩机控制单元根据控制策略控制压缩机运行。
上述实施例中的空调设备以及用于空调设备的电能处理方法，通过电源端口模块分别连接能源系统开放的母线和设备模块，控制电源端口模块向设备模块提供能源系统通过母线输出的电能；通过对空调设备功能的精简，可以使空调设备配置简单、体积减小；在能源系统中使用时，能够在功能上避免与能源系统出现重叠，减少设备成本；通过连接能源系统开放的母线，不需要进行额外的DC/AC及DC/DC等转换环节，避免了能量浪费，提升了整机效率。
可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所发明的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (19)

1.一种空调设备，包括：
设备模块；
电源端口模块，与所述设备模块连接，用于与能源系统开放的母线连接，用以向所述设备模块提供所述能源系统通过所述母线输出的电能。
2.如权利要求1所述的空调设备，还包括：
控制模块，与所述设备模块连接，用于控制所述设备模块运行。
3.如权利要求2所述的空调设备，还包括：
通讯端口模块，与所述控制模块连接，用于与所述能源系统进行信息交互。
4.如权利要求3所述的空调设备，其中，
所述通讯端口模块，用于向所述能源系统传输所述控制模块发送的运行状态信息，将所述能源系统发送的控制策略发送到所述控制模块，以使所述控制模块根据所述控制策略对所述设备模块进行控制。
5.如权利要求3所述的空调设备，其中，
所述通讯端口模块包括：总线接口单元、无线接口单元、工业以太网接口单元。
6.如权利要求4所述的空调设备，其中，
所述电源端口模块，包括：
第一直流电源端口单元，用于与所述能源系统开放的高压直流母线连接；
第二直流电源端口单元，用于与所述能源系统开放的低压直流母线连接。
7.如权利要求6所述的空调设备，其中，所述设备模块包括：高压设备模块和低压设备模块；
所述第一直流电源端口单元与所述高压设备模块连接，用以向所述高压设备模块提供所述能源系统通过所述高压直流母线输出的高压直流电能；
所述第二直流电源端口单元与所述低压设备模块连接，用以向所述低压设备模块提供所述能源系统通过所述低压直流母线输出的低压直流电能。
8.如权利要求7所述的空调设备，其中，
所述高压设备模块的额定工作电压被设置为所述高压直流母线的额定电压；所述低压设备模块的额定工作电压被设置为所述低压直流母线的额定电压。
9.如权利要求7所述的空调设备，其中，所述高压设备模块包括：压缩机，所述低压设备模块包括：风机；
所述控制模块，包括：
风机控制单元，与所述风机连接，用于根据所述控制策略控制所述风机运行；
压缩机控制单元，与所述压缩机连接，用于根据所述控制策略控制所述压缩机运行。
10.如权利要求1所述的空调设备，其中，
所述能源系统包括：能源互联网系统。
11.如权利要求1所述的空调设备，其中，
所述能源互联网系统包括：发电系统；所述发电系统包括：光伏发电系统。
12.一种用于空调设备的电能处理方法，包括：
通过空调设备的电源端口模块分别连接能源系统开放的母线和空调设备的设备模块；
控制所述电源端口模块向所述设备模块提供所述能源系统通过所述母线输出的电能。
13.如权利要求12所述的方法，还包括：
通过空调设备的控制模块与所述设备模块连接，用以控制所述设备模块运行。
14.如权利要求13所述的方法，还包括：
通过空调设备的通讯端口模块与所述能源系统进行信息交互；
其中，所述通讯端口模块与所述控制模块连接；所述通讯端口模块包括：总线接口单元、无线接口单元、工业以太网接口单元。
15.如权利要求14所述的方法，还包括：
通过所述通讯端口模块向所述能源系统传输所述控制模块发送的运行状态信息；
通过所述通讯端口模块将所述能源系统发送的控制策略发送到所述控制模块，以使所述控制模块根据所述控制策略对所述设备模块进行控制。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述电源端口模块包括：第一直流电源端口单元和第二直流电源端口单元；
通过第一直流电源端口单元与所述能源系统开放的高压直流母线连接；
通过第二直流电源端口单元与所述能源系统开放的低压直流母线连接。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述设备模块包括：高压设备模块和低压设备模块；
通过所述第一直流电源端口单元与所述高压设备模块连接，用以向所述高压设备模块提供所述能源系统通过所述高压直流母线输出的高压直流电能；
通过所述第二直流电源端口单元与所述低压设备模块连接，用以向所述低压设备模块提供所述能源系统通过所述低压直流母线输出的低压直流电能。
18.如权利要求17所述的方法，还包括：
将所述高压设备模块的额定工作电压设置为所述高压直流母线的额定电压；
将所述低压设备模块的额定工作电压设置为所述低压直流母线的额定电压。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述高压设备模块包括：压缩机，所述低压设备模块包括：风机；所述控制模块包括：风机控制单元和压缩机控制单元；
通过所述风机控制单元与所述风机连接，以使所述风机控制单元根据所述控制策略控制所述风机运行；
通过所述压缩机控制单元与所述压缩机连接，以使所述压缩机控制单元根据所述控制策略控制所述压缩机运行。
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