混合供電系統(tǒng)及其供電方法和電器設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及供電領(lǐng)域，具體而言，涉及一種混合供電系統(tǒng)及其供電方法和電器設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中混合供電系統(tǒng)的拓?fù)鋱D，如圖1所示，該混合供電系統(tǒng)主要包括:太陽能電池陣列10、B00ST1升壓電路(包括電感LI’、二極管D1’和由PWMl信號控制的開關(guān)管)、交流電源AC、整流橋20、B00ST2升壓電路(包括電感L2’、二極管D2’和由PWM2信號控制的開關(guān)管)、電容C、逆變器30及電機(jī)M，其中，交流電源AC為額定電壓為220VAC的單相交流電(即市電)，整流橋20為單相整流橋堆。該混合供電系統(tǒng)的供電原理如下:
[0003]太陽能電池陣列10的輸出經(jīng)B00ST1升壓電路接入直流母線側(cè)，B00ST1升壓電路中的開關(guān)管的PWMl信號由太陽能電池輸出功率控制系統(tǒng)產(chǎn)生。
[0004]交流電源AC經(jīng)整流橋20和B00ST2升壓電路接入直流母線側(cè)，B00ST2升壓電路中的開關(guān)管的PWM2信號由功率因素校正控制系統(tǒng)提供。
[0005]上述結(jié)構(gòu)的混合供電系統(tǒng)適用電源單一，只適用于單相電源(市電)，對于交流電源AC為三相電源的場合無法使用，電機(jī)M功率較小，只適用于家用，不適用于商用。并且，上述結(jié)構(gòu)的混合供電系統(tǒng)存在可靠性問題和太陽能利用率低的問題，當(dāng)太陽能電池陣列10的輸出功率大于電機(jī)M的消耗功率時，多余的能量沒有釋放的路徑，會導(dǎo)致逆變器的直流母線電容累計電量越來越高，最終導(dǎo)致逆變器損壞。雖然通過控制太陽能電池陣列輸出功率等于空調(diào)消耗功率，可以解決此問題，但是保證不了太陽能電池陣列輸出功率始終為最大，也即最大功率追蹤效率(MPPT)低下，太陽能利用率達(dá)不到最優(yōu)。
[0006]針對相關(guān)技術(shù)中混合供電系統(tǒng)適用電源單一的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要目的在于提供一種混合供電系統(tǒng)及其供電方法和電器設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中混合供電系統(tǒng)適用電源單一的問題。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種混合供電系統(tǒng)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的混合供電系統(tǒng)包括:太陽能電池陣列；升壓電路，輸入端與太陽能電池陣列相連接；直流母線，與升壓電路的輸出端相連接；變流電路，與直流母線相連接，并連接三相交流電源，其中，變流電路具有三相全橋功率器件；逆變器，輸入端與直流母線相連接；以及電機(jī)，與逆變器的輸出端相連接。
[0010]進(jìn)一步地，變流電路為雙向變流電路，混合供電系統(tǒng)還包括:第一控制器，與變流電路相連接，用于控制變流電路處于逆變狀態(tài)或整流狀態(tài)；以及第二控制器，與升壓電路相連接，用于通過控制升壓電路調(diào)節(jié)太陽能電池陣列的輸出功率。
[0011 ] 進(jìn)一步地，在變流電路處于整流狀態(tài)下，第一控制器還用于根據(jù)直流母線的電壓參考值、直流母線的實時電壓值、三相交流電源的實時相電壓值和三相交流電源的實時相電流值產(chǎn)生三相全橋功率器件的控制信號，在變流電路處于逆變狀態(tài)下，第一控制器還用于根據(jù)直流母線的電壓參考值、直流母線的實時電壓值、輸出功率、電機(jī)的消耗功率、實時相電壓值和實時相電流值產(chǎn)生三相全橋功率器件的控制信號。
[0012]進(jìn)一步地，第一控制器包括:第一加法器，正相輸入端接收直流母線的電壓參考值，反相輸入端接收直流母線的實時電壓值；第一調(diào)節(jié)器，輸入端與第一加法器的輸出端相連接，用于對直流母線的電壓參考值和直流母線的實時電壓值的差值進(jìn)行比例積分微分調(diào)節(jié)，得到功率參考值；第一乘法器，第一輸入端與第一調(diào)節(jié)器的輸出端相連接，第二輸入端接收實時相電壓值，用于將功率參考值與實時相電壓值進(jìn)行處理，得到相電流參考值；第二加法器，正相輸入端與第一乘法器的輸出端相連接，反相輸入端接收實時相電流值；第二調(diào)節(jié)器，輸入端與第二加法器的輸出端相連接，用于將相電流參考值與實時相電流值的差值進(jìn)行比例積分微分調(diào)節(jié)；第三加法器，第一正相輸入端與第二調(diào)節(jié)器的輸出端相連接，第二正相輸入端接收實時相電壓值；變換器，與第三加法器的輸出端相連接，用于對第三加法器的輸出結(jié)果進(jìn)行變換，得到實時相電壓的相電壓參考值；以及第一比較器，第一輸入端與變換器的輸出端相連接，第二輸入端接收預(yù)設(shè)載波，輸出端與三相全橋功率器件相連接，用于產(chǎn)生三相全橋功率器件的控制信號。
[0013]進(jìn)一步地，第一控制器還包括:第四加法器，正相輸入端接收直流母線的電壓參考值，反相輸入端接收直流母線的實時電壓值；第三調(diào)節(jié)器，輸入端與第四加法器的輸出端相連接，用于對直流母線的電壓參考值和直流母線的實時電壓值的差值進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，得到功率參考值；第二乘法器，第一輸入端接收輸出功率與消耗功率的差值，第二輸入端與第三調(diào)節(jié)器的輸出端相連接，第三輸入端接收實時相電壓值，用于輸出相電流參考值；第五加法器，正相輸入端與第二乘法器的輸出端相連接，反相輸入端接收實時相電流值；第四調(diào)節(jié)器，與第五加法器的輸出端相連接，用于將相電流參考值與實時相電流值的差值進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)；以及第二比較器，第一輸入端與第四調(diào)節(jié)器的輸出端相連接，第二輸入端接收預(yù)設(shè)載波，輸出端與三相全橋功率器件相連接，用于產(chǎn)生三相全橋功率器件的控制信號。
[0014]進(jìn)一步地，升壓電路包括功率開關(guān)器件，其中，第二控制器用于根據(jù)太陽能電池陣列的電壓參考值、太陽能電池陣列的實時電壓值和太陽能電池陣列的實時電流值產(chǎn)生控制功率開關(guān)器件的控制信號。
[0015]進(jìn)一步地，第二控制器包括:第六加法器，正相輸入端接收太陽能電池陣列的電壓參考值，反相輸入端接收太陽能電池陣列的實時電壓值；第五調(diào)節(jié)器，與第六加法器的輸出端相連接，用于對太陽能電池陣列的電壓參考值和太陽能電池陣列的實時電壓值的差值進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，得到電流參考值；第七加法器，正相輸入端與第五調(diào)節(jié)器的輸出端相連接，反相輸入端接收實時電流值；以及第六調(diào)節(jié)器，與第七加法器的輸出端相連接，用于對電流參考值和實時電流值的差值進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，產(chǎn)生功率開關(guān)器件的控制信號。
[0016]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種電器設(shè)備。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的電器設(shè)備包括:本發(fā)明上述內(nèi)容所提供的任一種混合供電系統(tǒng)，其中，混合供電系統(tǒng)的電機(jī)為電器設(shè)備的驅(qū)動電機(jī)。
[0018]進(jìn)一步地，電器設(shè)備為空調(diào)機(jī)組，電機(jī)為空調(diào)機(jī)組的壓縮機(jī)。
[0019]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種混合供電系統(tǒng)的供電方法。
[0020]其中，混合供電系統(tǒng)包括直流母線、太陽能電池陣列和具有三相全橋功率器件的變流電路，根據(jù)本發(fā)明的混合供電系統(tǒng)的供電方法包括:利用太陽能電池陣列向直流母線供電；以及通過變流電路連接三相交流電源向直流母線供電。
[0021]進(jìn)一步地，混合供電系統(tǒng)還包括與太陽能電池陣列相連接的升壓電路，利用太陽能電池陣列向直流母線供電包括:通過控制升壓電路調(diào)節(jié)太陽能電池陣列的輸出功率。
[0022]進(jìn)一步地，通過控制升壓電路調(diào)節(jié)太陽能電池陣列的輸出功率包括:獲取太陽能電池陣列的電壓參考值和實時電壓值；計算太陽能電池陣列的電壓參考值和實時電壓值的電壓差值；對電壓差值進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，得到電流參考值；獲取太陽能電池陣列的實時電流值；計算電流參考值與實時電流值的電流差值；以及對電流差值進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)，產(chǎn)生調(diào)節(jié)太陽能電池陣列的輸出功率的控制信號。
[0023]進(jìn)一步地，供電方法還包括:獲取太陽能電池陣列的輸出功率，并獲取與直流母線相連接的電機(jī)的消耗功率；比較輸出功率與消耗功率的大??；在比較出輸出功率小于消耗功率的情況下，控制變流電路工作于整流狀態(tài)；以及在比較出輸出功率大于消耗功率的情況下，控制變流電路工作于逆變狀態(tài)。
[0024]進(jìn)一步地，在控制變流電路工作于整流狀態(tài)下，供電方法還包括:根據(jù)直流母線的電壓參考值、直流母線的實時電壓值、三相交流電源的實時相電壓值和三相交流電源的實時相電流值產(chǎn)生三相全橋功率器件的控制信號，在控制變流電路工作于逆變狀態(tài)下，供電方法還包括:根據(jù)直流母線的電壓參考值、直流母線的實時電壓值、太陽能電池陣列的輸出功率、消耗功率、實時相電壓值和實時相電流值產(chǎn)生三相全橋功率器件的控制信號。
[0025]進(jìn)一步地，根據(jù)直流母線的電壓參考值、直流母線的實時電壓值、三相交流電源的實時相電壓值和三相交流電源的實時相電流值產(chǎn)生三相全橋功率器件的控制信號包括:獲取直流母線的電壓參考值和實時電壓值；對直流母線的電壓參考值和實時