供电系统及空调系统的制作方法

1.本发明涉及光伏发电技术领域，特别是涉及一种供电系统及空调系统。


背景技术：

2.在没有电网架设到的偏远地区或者离海岸较远的孤岛上，若要使用电器设备，往往采用供电系统对电器设备进行供电。白天通过光伏组件将太阳能转化为电能提供给电器设备使用，同时考虑到夜晚、阴雨天等情境下光伏组件无法转化太阳能发电，所以在光伏组件工作时会将发出的电能存储到储能电池中，以供夜晚或者阴雨天使用。
3.但是，在实际使用过程中储能电池自耗电严重，在待机时会出现储能电池过放的问题，一旦储能电池过放则整个系统就会因为缺少足够的电量而无法自动启动，从而整个系统就无法运转，储能电池和负载均无法得到电能。同时，整个系统在运行控制逻辑上存在缺陷，无法有效防止储能电池过放。
4.所以，供电系统在实际使用时常常会出现储能电池严重过放，导致整个系统无法自启动，必须进行人工干预。


技术实现要素：

5.本发明为了解决上述现有技术中供电系统因储能电池过放严重而无法自启动的技术问题，提出一种供电系统及空调系统。
6.本发明采用的技术方案是：本发明提出了一种供电系统及空调系统，供电系统包括：储能组件，为所述储能组件供电的光伏组件，唤醒时连通所述光伏组件和所述储能组件的保护组件，当所述光伏组件未处于供电状态且所述储能组件剩余电量低于预设低电量阈值时唤醒所述保护组件的控制组件。
7.进一步的，所述保护组件的唤醒方式为脉冲触发式。
8.进一步的，当所述保护组件被唤醒工作且所述光伏组件处于供电状态时，所述光伏组件通过所述保护组件直接向所述储能组件充电。
9.进一步的，当所述储能组件剩余电量高于预设安全电量阈值时，所述保护组件停止工作，所述控制组件工作并控制所述光伏组件向所述储能组件和负载供电。
10.在一实施例中，所述控制组件包括：光伏控制器，所述光伏控制器实时检测所述光伏组件的输出功率和负载的功率，并根据所检测到的所述光伏组件的输出功率和所负载的功率控制所述光伏组件电量流向的分配。
11.在一实施例中，所述控制组件还包括：充放电控制器，所述充放电控制器控制所述储能组件进行充电或控制所述储能组件对所述负载进行放电。
12.在一实施例中，当所述光伏组件未处于供电状态且所述储能组件剩余电量大于预设低电量阈值时，所述充放电控制器控制所述储能组件对所述负载进行放电。
13.优选的，所述保护组件包括：连接所述光伏组件和所述储能组件的连接线，设置在
所述连接线上的至少一个磁保持继电器。
14.进一步的，所述供电系统为离网式供电系统。
15.一种空调系统，采用上文所述的供电系统供电。
16.与现有技术比较，本发明在现有技术的基础上在供电系统中增加保护组件、优化控制逻辑，既解决了储能组件严重过放问题，又达到了保护储能组件、改善用户体验的目的。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明提出的供电系统的结构示意图；图2为现有技术供电系统的组成结构示意图；图3为本发明实施例中供电系统的组成结构示意图；图4为本发明实施例中供电系统在日光充足时的工作示意图；图5为本发明实施例中储能组件剩余电量低于预设低电量阈值时的工作示意图；图6为本发明实施例中无日光条件下供电系统的工作流程图；图7为本发明实施例中太阳刚升起时供电系统的工作流程图；1、光伏组件；2、控制组件；3、储能组件；4、保护组件。
具体实施方式
19.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.离网式光伏供电系统在电网无法架设的地区得到了广泛使用，白天通过光伏组件将太阳能转化为电能提供给空调系统使用，同时光伏组件工作时还会将转化的电能存储到储能电池中，以供夜晚或者阴雨天使用。离网式光伏供电系统的存在使电网无法架设的地区用电成为现实，同时高效环保。但是，在实际使用过程中储能电池自耗电严重，在待机时会出现储能电池过放的问题，一旦储能电池过放则整个系统就会因为缺少足够的电量而无法自动启动，从而整个系统就无法运转，储能电池和负载均无法得到电能。同时，整个系统在运行控制逻辑上存在缺陷，无法有效防止储能电池过放。所以，一般来说供电系统在实际使用时常常会出现储能电池严重过放，导致整个系统无法自启动，必须进行人工干预。
21.为了解决上文所提到的现有技术中的离网式光伏供电系统因为储能电池过放而无法自启的技术问题，如图1所示，本发明提出一种供电系统，包括：光伏组件1：光伏组件将太阳能转化为电能，能为储能组件和/或负载供电；储能组件3：在光伏组件处于未供电状态下且自身剩余电量大于预设低电量阈值时为负载供电；保护组件4：在光伏组件处于未供电状态且储能组件剩余电量低于预设低电量阈
值时，保护组件被唤醒工作，进而连通光伏组件和储能组件；控制组件2：一方面控制光伏组件向储能组件和/或负载供电并控制储能组件的工作状态，另一方面控制保护组件的工作状态。
22.特别的，保护组件4的唤醒方式是脉冲触发式，即保护组件被唤醒的过程消耗的电量极其的少、几乎可以忽略不计。
23.因为保护组件消耗的电量极少，所以即使在储能组件剩余电量很低甚至于过放严重的情况下也能够通过控制组件唤醒保护组件，使储能组件连通光伏组件，等待光伏组件给储能组件充电。所以相对于现有技术，本发明提出的供电系统在组成结构上就得到了优化，同时本发明还会在控制方法上进行改进，结合结构优化和控制优化，本发明能达到防止储能组件过放的目的。
24.对于控制方法的优化，具体的：当日光充足时，光伏组件1同时向负载供电和向储能组件3充电，储能组件3的储存电量能达到90%以上；当无日光时，由储能组件3向负载放电，直至储能组件3的剩余电量低于预设低电量阈值时，储能组件3停止向负载放电，控制组件2发出电流脉冲信号唤醒保护组件4，储能组件3连通光伏组件1，等待光伏组件1将太阳能转化为电能为自身供电；当太阳刚刚升起时，光伏组件1通过保护组件4直接将电能输送给储能组件3，当储能组件3的电量高于预设安全电量阈值时，保护组件4停止工作，控制组件2工作，光伏组件1向储能组件3和负载同时供电。
25.综上所述可知，本发明在控制方法上也进行可优化，整个过程都是根据储能组件实时的电量进行控制，避免出现储能组件过放的问题。同时，利用太阳刚刚升起时光伏组件的电能为储能电池充电，避开用户用电时间段。整个系统既实现自启动，又避免储能组件过放，延长整个系统的使用寿命，改善用户体验。
26.以下实施例会将本发明所提出的供电系统各个组成部分根据实际的使用情况进行细化来阐述本发明的原理和工作过程。
27.如图2所示，现有技术中，供电系统主要包括：光伏组件1、储能组件2（包括储能电池和bms）、控制组件3：充放电控制器（储能dc/dc）和光伏控制器（光伏dc/dc和双向dc/ac）、交流继电器k9/k10、直流接触器k5/k6/k7/k8/k11/k12、直流负载、交流负载、直流母线电容c1。光伏组件通过直流接触器k5、k6连接光伏dc/dc，光伏dc/dc另一端一方面直接与双向dc/ac连接，另一方面光伏dc/dc通过直流接触器k11、k12连接直流负载，双向dc/ac另一端通过交流继电器k9、k10连接交流负载，本实施例中的负载包括空调系统，空调系统包括压缩机驱动、电机。同时，光伏dc/dc还与储能dc/dc连接，储能dc/dc通过直流接触器k7、k8连接储能组件。母线电容c1连接在光伏dc/dc的输出端，一方面是支撑光伏dc/dc的输出电压；另一方面是稳定光伏dc/ac的直流侧电压，合适的电容有利于稳定直流侧电压，又可以降低直流电压的纹波，减小光伏dc/ac输出电压电流的畸变率。光伏dc/dc、光伏dc/ac、储能dc/dc均属变流控制器，都带有cpu主控芯片，可以输出交流继电器、直流接触器、磁保持继电器的控制信号，实现弱电控制强电的功能。参照本实施例中的连接方式，光伏dc/dc控制直流接触器k5、k6，光伏dc/ac控制交流继电器k9、k10和直流接触器k11、k12，储能dc/dc控制直流接触器k7、k8。
28.但是上文现有技术中的供电系统中的光伏控制器、充放电控制器控制直流接触器、交流继电器需要消耗一定的电量，当储能组件过放时无法提供足够的电量去控制直流
接触器、交流继电器，从而会导致整个系统无法自动启动和正常工作。
29.所以，为了解决上述问题，本发明在光伏组件和储能dc/dc之间设置了保护组件。具体的如图3所示，保护组件包括：磁保持继电器k1、k2、k3、k4，k1、k2一端通过连接线连接在光伏组件和光伏dc/dc之间，另一端通过连接线连接在光伏dc/dc和母线电容c1之间。k3、k4一端通过连接线连接在储能组件和储能dc/dc之间，另一端通过连接线与k1、k2连接。磁保持继电器k1、k2、k3、k4是由脉冲信号控制的，所以其工作状态基本上不需要消耗电量，这样储能组件即使在电量不足的情况下光伏dc/dc和储能dc/dc也能控制k1、k2、k3、k4闭合，不会产生整个系统无法自启的情况。在本实施例中光伏dc/dc控制k1、k2，储能dc/dc控制k3、k4。
30.整个工作过程如下：光伏控制器（光伏dc/dc）实时检测光伏组件的输出功率和负载的功率，并根据所检测到的光伏组件的输出功率和负载的功率控制光伏组件电量流向的分配。比如，如图4所示：在日光十分充足的情况下，光伏组件的输出功率大于负载的功率，此时光伏组件可同时向负载和储能组件供电。即，此时光伏dc/dc和光伏dc/ac控制k5、k6、k9、k10、k11、k12闭合，储能dc/dc控制k7、k8闭合。又比如，在日光不足的情况下，光伏组件的输出功率小于负载的功率，此时光伏组件只向负载供电，同时储能组件也需要向负载供电，满足负载的功率需求，即此时控制k5、k6、k9、k10、k11、k12闭合。又或者，如图5和图6所示，在无日光且储能组件剩余电量大于预设低电量阈值（本实施例中设为8%的电量）的情况下，储能dc/dc控制储能组件对负载进行放电，即此时k7、k8、k9、k10、k11、k12闭合，直至储能组件剩余电量小于8%时储能组件立刻停止放电，储能dc/dc和光伏dc/dc控制k1、k2、k3、k4闭合，待机等待太阳升起时光伏组件充电储能，整个系统进入低功耗模式。低功耗模式下，储能dc/dc、光伏dc/dc、光伏dc/ac的芯片是在运行的，能够接收来自bms的指令信号并发出控制k5、k6、k7、k8、k9、k10、k11、k12的控制信号。如图7所示，太阳升起时光伏组件直接向储能组件进行充电，当储能组件充电到电量大于预设安全电量阈值（本实施例中设为30%的电量）的情况下，bms发出指令信号至储能dc/dc和光伏dc/dc，进而控制k1、k2、k3、k4断开，且同时光伏控制器和充放电控制器控制k5、k6、k7、k8、k9、k10、k11、k12闭合，由光伏组件给储能组件和负载供电。
31.进一步结合实施例可知，本发明在现有技术的基础上在供电系统中增加辅助元器件、优化控制逻辑，实现整个系统工作模式的智能切换，无需进行人工干预，解决了储能电池严重过放问题，并结合该系统的应用场景，优化了控制逻辑，达到了保护储能电池、改善用户体验的目的。
32.在另一实施例中，也可以不增加保护组件，而是直接将整个系统中的k5、k6、k9、k10、k11、k12都换成磁保持继电器，这样会造成不必要的浪费，耗费人力物力。同时，这样的设计会导致光伏组件仅为电量不足的储能组件供电时光伏dc/dc还耗电，效率不及本发明。
33.且在其他实施例中，也可以直接用一个磁保持继电器连接光伏组件和储能组件。
34.本发明还提出一种空调系统，由上述提出的供电系统进行供电。
35.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。