CN204205969U - 一种电源转换器及应用其的光伏空调系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电源转换器及应用其的光伏空调系统，包括直流母线、输出端与直流母线相连接的单向直流-直流转换器、直流端与直流母线相连接的双向交流-直流转换器、与直流母线相连接的第一直流电输出端，双向交流-直流转换器的交流端连接有交流母线，还包括与交流母线相连接的隔离变压器，隔离变压器的输入端作为市电接收端，单向直流-直流转换器的输入端作为直流电接收端；其中市电接收端用于连接市电，直流电接收端用于连接光伏系统，第一直流电输出端用于连接第一负载设备，而第一负载设备可以是空调器，从而能够将家庭中的光伏系统、市电及空调器有机地结合在一起，能够达到节能减排的目的。

Description

一种电源转换器及应用其的光伏空调系统

技术领域

本申请涉及空调技术领域，更具体地说，涉及一种电源转化器及应用其的光伏空调系统。

背景技术

随着社会经济的发展，人们越来越注重节能减排，并尽可能地利用可再生资源作为家庭的能源来源，因此小型光伏系统开始进入普通的家庭。因为小型光伏系统受时段和天气的影响较大，所以不可能完全满足家庭的用电需求，还要接受市电的电力供应作为补充，以与太阳能光伏系统互为备份，从而达到节能减排的目的。当将光伏系统和市电作为空调器的供电电源时，如何将三者结合在一起就成为亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种电源转换器及应用其的光伏空调系统，用于将家庭中的光伏系统、市电以及空调器进行有机地结合。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种电源转换器，应用于光伏系统，包括：

直流母线；

输出端与所述直流母线相连接的单向直流-直流转换器，其输入端作为用于连接光伏系统的直流电接收端；

直流端与所述直流母线相连接的双向交流-直流转换器；

与所述双向交流-直流转换器的交流端相连接的交流母线；

输出端与所述交流母线相连接的隔离变压器，其输入端作为用于连接市电的市电接收端；

与所述直流母线相连接、用于向第一负载设备输出直流电的第一直流电输出端。

优选的，所述直流母线的电压为380伏至700伏。

所述第一负载设备包括直流变频空调器。

优选的，还包括：

输入端与所述直流母线相连接的降压直流-直流转换器，其输出端作为用于向第二负载设备输出直流电的第二直流电输出端。

优选的，所述第二直流电输出端的输出电压为100伏至380伏；

第二负载设备包括直流变频空调器。

优选的，所述交流母线为三相交流母线。

优选的，还包括：

与所述三相交流母线相连接的交流电输出端。

优选的，所述交流电输出端包括：

与所述三相交流母线相连接的三相交流电输出端；和，

与所述三相交流母线的任一相及其零线相连接的单相交流电输出端。

优选的，还包括：

设置在所述隔离变压器的输出端的开关。

优选的，还包括：

输入端与所述直流母线相连接的开关电源；

所述开关电源设置有第三直流电输出端，所述第三直流电输出端的的输出电压为5伏至72伏。

优选的，还包括控制器，所述控制器设置有：

与所述双向交流-直流转换器的控制端相连接的第一控制信号输出端，所述第一控制信号输出端配置为当所述控制器接收到第一开关命令时控制所述双向交流-直流转换器开启或关闭；

与所述单向直流-直流转换器的控制端相连接的第二控制信号输出端，所述第二控制信号输出端配置为当所述控制器接收到第二开关命令时控制所述单向直流-直流转换器开启或关闭；

与所述开关的控制端相连接的第三控制信号输出端，所述第三控制信号输出端配置为当所述控制器接收到第三控制信号时控制所述开关开启或关 闭。

一种光伏空调系统，包括如上所述的电源转换器，所述市电接收端与市电相连接，还包括：

与所述电源转换器连接的空调器。

一种光伏空调系统，包括如上所述的电源转换器，还包括：

与所述直流电接收端相连接的光伏系统；

与所述直流母线相连接的储能电池；

与所述电源转换器相连接的空调器。

从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种电源转换器，该电源转换器应用于光伏空调系统，包括直流母线、输出端与直流母线相连接的单向直流-直流转换器、直流端与直流母线相连接的双向交流-直流转换器、与直流母线相连接的第一直流电输出端，双向交流-直流转换器的交流端连接有交流母线，还包括输出端与交流母线相连接的隔离变压器，隔离变压器的输入端作为市电接收端，单向直流-直流转换器的输入端作为直流电接收端；其中市电接收端用于连接市电，直流电接收端用于连接光伏系统，第一直流电输出端用于连接第一负载设备，而第一负载设备可以是空调器，从而能够将家庭中的光伏系统、市电及空调器有机地结合在一起，通过充分利用光伏系统所发的电能与市电互为补充，以达到节能减排的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种电源转换器结构图；

图2为本申请另一实施例提供的一种电源转换器结构图；

图3为本申请又一实施例提供的一种电源转换器结构图；

图4为本申请又一实施例提供的一种电源转换器结构图；

图5为本申请又一实施例提供的一种电源转换器结构图；

图6为本申请又一实施例提供的一种电源转换器结构图；

图7为本申请提供的一种电源转换器结构图；

图8为本申请又一实施例提供的一种光伏空调系统的结构图；

图9为本申请又一实施例提供的一种光伏空调系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例提供的一种电源转换器的结构图。

如图1所示，本实施例提供的额电源转换器100包括直流母线10、单向直流-直流转换器20、双向交流-直流转换器30、交流母线31和隔离变压器G。

单向直流-直流转换器20用于接收家庭中设置的光伏系统产生的电能，其输入端作为本电源变换器的直流电接收端102，用于连接该光伏系统的电能输出端，经过对光伏系统产生的直流电进升压变换后产生中压直流电输出到与其输出端相连接的直流母线10。

直流母线10还与双向交流-直流转换器30的直流端相连接，双向交流-直流转换器30的交流端与交流母线31相连接。本实施例中的直流母线10的电压为380伏至700伏。

交流母线31与隔离变压器G的输出端相连接，隔离变压器G的输入端作为本实施例的电源转换器100的市电接收端103，该市电接收端103用于连接市电的三相交流电。

双向交流-直流转换器30的作用是当本电源转换器100利用光伏系统所发 的电能驱动连接在直流母线10上的空调器时，一旦光伏系统所发的电能不足以驱动该空调器，则双向交流-直流转换器30从其交流端向直流母线10输送电能；相反，如果光伏系统所发的电能超过该空调器的负荷时，电能从该双向交流-直流转换器30的直流端返回到交流母线31，并经过隔离变压器G返回到电网中，从而起到光伏电站的作用。

直流母线10上还设置有第一直流电输出端101，该第一直流电输出端101用于连接第一负载设备(未示出)，向其输出直流电。由于直流母线10的电压为380伏至700伏，因此该第一直流电输出端101的输出电压也为380伏至700伏。与其连接的第一负载设备包括直流变频空调器，该直流变频空调器为输入电压较高的中央空调机组，包括离心式冷水机组、螺杆式冷水机组、水地源热泵机组、模块机组和/或多联式空调机组。除直流变频空调器外，第一直流电输出端101也可以连接其他与该输出电压匹配的负载。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种电源转换器，该电源转换器应用于光伏空调系统，包括直流母线、输出端与直流母线相连接的单向直流-直流转换器、直流端与直流母线相连接的双向交流-直流转换器、与直流母线相连接的第一直流电输出端，双向交流-直流转换器的交流端连接有交流母线，还包括输出端与交流母线相连接的隔离变压器，隔离变压器的输入端作为市电接收端，单向直流-直流转换器的输入端作为直流电接收端；其中市电接收端用于连接市电，直流电接收端用于连接光伏系统，第一直流电输出端用于连接第一负载设备，而第一负载设备可以是空调器，从而能够将家庭中的光伏系统、市电及空调器有机地结合在一起，通过充分利用光伏系统所发的电能与市电互为补充，以达到节能减排的目的。

实施例二

图2为本申请另一实施例提供的一种电源转换器的结构图。

如图2所示，本实施例提供的电源转换器100是在上一实施例的基础上增设了降压直流-直流转换器40。

该降压直流-直流转换器40的输入端与直流母线10相连接，用于对直流母线10上的高压直流电进行降压，以获得中压直流电，其输出端作为该电源转换器100的第二直流输出端104，用于连接第二负载设备，第二负载设备为 直流变频空调器，该空调器包括家用空调，如窗式空调器、家用分体式空调器、多联式空调机组、单元式空调器。由于增加了第二直流电输出端，从而方便选择空调器型号，特别是家用空调的选型。具体说，其输出电压为100伏至380伏，具体可以是110伏、200伏、220伏、300伏、350伏、380伏。第二负载设备还可以包括其他输入电压与第二直流输出端104的输出电压相匹配的其他负载。

实施例三

图3为本申请又一实施例提供的电源转换器的结构图。

如图3所示，本实施例提供的电源转换器100是在上一实施例的基础上增设了交流电输出端，该交流电输出端用于向交流定频空调器输出电能。

本实施例中的交流母线31为三相交流母线。交流电输出端包括三相交流电输出端105和单相交流电输出端106。三相交流电输出端105与三相交流母线相连接，用于向三相交流负载输出三相交流电，如三相定频交流空调器，以驱动三相定频交流空调器运行；单相交流电输出端106与三相交流母线的任意一相和其零线相连接，用于向单相交流负载输出单相交流电，如为单相定频交流空调器输出单相交流电，以驱动单相定频交流空调器运行。

实施例四

图4为本申请又一实施例提供的一种电源转换器的结构图。

如图4所示，本实施例提供的电源转换器100是在上一实施例的基础上增设了开关K。

该开关K设置在隔离变压器G的输出端，用于断开或连接该输出端与交流母线31的电连接。这样能够在不切断市电接收端103与市电的连接的情况下就可以切断对交流母线31的供电，从而使本电源转换器100使用起来更具灵活性。

实施例五

图5为本申请又一实施例提供的一种电源转换器的结构图。

如图5所示，本实施例提供的电源转换器100是在上一实施例的基上增 设了开关电源70。

该开关电源70的输入端与直流母线10相连接，用于对直流母线10上的直流电进行变换，并通过设置在其上的第三直流电输出端107输出5伏至72伏直流电。具体的可以是5伏、12伏、24伏、32伏、48伏和/或72伏，可作为本电源转换器100的控制电和/或中央空调机组控制器的控制电、直流LED照明用电、手机、平台电脑、电瓶车等充电用电。

另外，根据具体的情况，该开关电源70可以只输出上述的一种或两种直流电，还可以根据实际情况输出其他电压等级的直流电，无论哪种情况，由于均是在本申请的设计思想上的增减，无需做出创造性劳动，所以均在本申请保护范围之内。

实施例六

图6为本申请又一实施例提供的一种电源转换器的结构图。

如图6所示，本实施例提供的电源转换器100是在上一实施例的基础上增设了控制器50。

控制器100设置有与双向交流-直流转换器30的控制端(未示出)相连接的第一控制信号输出端(未示出)，用于当控制器接收到第一开关控制命令时通过其控制该双向交流-直流转换器30开启或关闭，以控制交流母线31与直流母线10之间的电能交换。

控制器50还设置有与单向直流-直流转换器20的控制端(未示出)相连接的第二控制信号输出端(未示出)，用于当控制器50接收到第二开关控制命令时，通过其控制该单向直流-直流转换器20开启或关闭，以控制光伏系统开始或停止向直流母线10供应电能。

控制器50还设置有与开关K的控制端(未示出)相连接的第三控制信号输出端，用于当控制器50接收到第三开关控制命令时，通过其控制开关K闭合或关断，以控制隔离变压器G与交流母线31的电连接。

本实施例中的控制器50可以利用继电器及其组合的方式予以实现，并通过其控制端接收以上所述的第一开关控制命令、第二开关控制命令和第三开关控制命令。也可以利用单片机实现本控制器50的控制功能。

另外，为了连接更多的光伏系统，即连接更多的太阳能电池板，以获得 更多的清洁电能，单向直流-直流转换器20可以为多个，如图7所示。本实施例中包括两个单向直流-直流转换器20，分别用于与相应的光伏系统相连接。

由于以上实施例提供了能够将市电、光伏系统及空调器有机结合在一起的电源转换器，因此可以方便地做出各种能源供应的组合方式，及仅将市电与空调器进行结合，或者仅将光伏系统与空调器结合在一起。

由于空调器的种类比较繁多，包括直流供电的空调器和交流供电的空调器，因此为了说明以上问题，现将这几种空调器在与电源转换器进行连接时的结构予以说明，因此特提供以下两个具体的实施例。

实施例七

图8为本申请又一实施例提供的一种光伏空调系统的结构图。

如图8所示，本实施例提供的光伏空调系统包括以上实施例提供的电源转换器100。电源转换器的市电接收端103与市电1031相连接。

除此以外，电源转换器100还连接有空调器，空调器可根据实际需要选择与第一直流电输出端101相连接的高压直流变频空调器1011，高压直流变频空调器1011为中央空调，如离心式冷水机组、螺杆式冷水机组、水地源热泵机组、模块机组和/或多联式空调机组)，与第二直流电输出端104相连接的中压直流变频空调器1041、该中压直流变频空调器1041为家用空调，如窗式空调器、家用分体式空调器、多联式空调机组、单元式空调器，与三相交流电输出端105相连接的三相定频交流空调器1051和与单相交流电输出端106相连接的单相定频交流空调器1061中的一种或多种。

实施例八

图9为本申请又一实施例提供的一种光伏空调系统的结构图。

如图9所示，本实施例提供的光伏空调系统包括实施例六提供的电源转换器100。

另外还包括与直流电接收端102相连接的光伏系统1021，光伏系统1021通过该直流电接收端102向直流母线供应电能；还包括与直流母线10相连接的储能电池1001，该储能电池1001用于当空调器的负荷小于光伏系统1021的功率时将多余电能予以存储，还用于当空调器的负荷大于光伏系统1021的 功率时向直流母线10补充电能。

除此以外，电源转换器100还连接有空调器，空调器可根据实际需要选择与第一直流电输出端101相连接的高压直流变频空调器1011，高压直流变频空调器1011为中央空调，如离心式冷水机组、螺杆式冷水机组、水地源热泵机组、模块机组和/或多联式空调机组)，与第二直流电输出端104相连接的中压直流变频空调器1041、该中压直流变频空调器1041为家用空调，如窗式空调器、家用分体式空调器、多联式空调机组、单元式空调器，与三相交流电输出端105相连接的三相定频交流空调器1051和与单相交流电输出端106相连接的单相定频交流空调器1061中的一种或多种。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种电源转换器，应用于光伏系统，其特征在于，包括：

直流母线；

输出端与所述直流母线相连接的单向直流-直流转换器，其输入端作为用于连接光伏系统的直流电接收端；

直流端与所述直流母线相连接的双向交流-直流转换器；

与所述双向交流-直流转换器的交流端相连接的交流母线；

输出端与所述交流母线相连接的隔离变压器，其输入端作为用于连接市电的市电接收端；

与所述直流母线相连接、用于向第一负载设备输出直流电的第一直流电输出端。

2.如权利要求1所述的电源转换器，其特征在于，所述直流母线的电压为380伏至700伏；

所述第一负载设备包括直流变频空调器。

3.如权利要求1所述的电源转换器，其特征在于，还包括：

输入端与所述直流母线相连接的降压直流-直流转换器，其输出端作为用于向第二负载设备输出直流电的第二直流电输出端。

4.如权利要求3所述的电源转换器，其特征在于，所述第二直流电输出端的输出电压为100伏至380伏；

第二负载设备包括直流变频空调器。

5.如权利要求1～4任一项所述的电源转换器，其特征在于，所述交流母线为三相交流母线。

6.如权利要求5所述的电源转换器，其特征在于，还包括：

与所述三相交流母线相连接的交流电输出端。

7.如权利要求6所述的电源转换器，其特征在于，所述交流电输出端包括：

与所述三相交流母线相连接的三相交流电输出端；和，

与所述三相交流母线的任一相及其零线相连接的单相交流电输出端。

8.如权利要求6所述的电源转换器，其特征在于，还包括：

设置在所述隔离变压器的输出端的开关。

9.如权利要求1～4任一项所述的电源转换器，其特征在于，还包括：

输入端与所述直流母线相连接的开关电源；

所述开关电源设置有第三直流电输出端，所述第三直流电输出端的的输出电压为5伏至72伏。

10.如权利要求8所述的电源转换器，其特征在于，还包括控制器，所述控制器设置有：

与所述双向交流-直流转换器的控制端相连接的第一控制信号输出端，所述第一控制信号输出端配置为当所述控制器接收到第一开关命令时控制所述双向交流-直流转换器开启或关闭；

与所述单向直流-直流转换器的控制端相连接的第二控制信号输出端，所述第二控制信号输出端配置为当所述控制器接收到第二开关命令时控制所述单向直流-直流转换器开启或关闭；

与所述开关的控制端相连接的第三控制信号输出端，所述第三控制信号输出端配置为当所述控制器接收到第三控制信号时控制所述开关开启或关闭。

11.一种光伏空调系统，其特征在于，包括如权利要求1～10任一项所述的电源转换器，所述市电接收端与市电相连接，还包括：

与所述电源转换器连接的空调器。

12.一种光伏空调系统，其特征在于，包括如权利要求1～10任一项所述的电源转换器，还包括：

与所述直流电接收端相连接的光伏系统；

与所述直流母线相连接的储能电池；

与所述电源转换器相连接的空调器。