[發明專利]太陽能光伏并網逆變器及太陽能變頻空調系統

無效

• 申請號: 201110240252.8
• 申請日: 2011-08-19
• 公開（公告）號: CN102291026A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 方湘濤;鄭祖義;崔嚴鵬;陳育鋒;金聽祥
• 申請（專利權）人: 廣東志高空調有限公司
• 主分類號: H02M7/42
• 分類號: H02M7/42;H02N6/00;H02J3/38
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李贊堅;曹志霞

技術領域

本發明涉及電力電子及家用電器技術領域，具體涉及一種應用于空調裝置的太陽能光伏并網逆變器及使用該逆變器的太陽能變頻空調系統。

背景技術

作為21世紀最有潛力的能源，太陽能以其清潔環保、蘊藏豐富等優點逐步得到開發利用。目前已出現太陽能空調器，大多為熱管式，其原理是以太陽能加熱熱管或熱水，再用熱管或熱水的熱能制冷或制熱，其太陽能利用較為有限。隨著太陽能在家用電器中應用的研究深入，室外機或房屋頂部安裝太陽能電池板的空調器亦成為研究開發熱點。但空調使用時間較為有限，當有足夠陽光而空調器待機或開啟時間不多時太陽能電池將處于滿電待機狀態，這對太陽能電池資源是一種較大浪費。

為此有必要考慮將太陽能電能反饋給市電或其它家用電器，由此解決市電白天用電量大、供電不足的情況。公開號為CN102005975A的發明專利公開說明書提出了一種太陽能空調裝置及由其組成的太陽能空調系統，可在蓄電單元充電后，把多余的電能逆變輸送給市電。但由于使用太陽能時增加了蓄電儲能單元，明顯加大了系統的安裝及維護成本，同時該專利也未對太陽能光伏逆變系統具體如何實現作具體闡述。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種采用DSP控制的太陽能光伏并網逆變器及使用該逆變器的太陽能變頻空調系統，其中并網逆變器的主要功能是將空調系統所附太陽能電池輸出的直流電逆變成與市電同相的交流電，并反饋市電及供本家庭其它家用電器使用，具體而言：

本發明的第一個目的是，提供一種太陽能光伏并網逆變器解決方案，以充分利用太陽能空調產生的電能，同時將多余的電能反饋并入市電電網或供其它家用電器使用。

本發明的第二個目的是，提供一種使用上述并網逆變器的太陽能變頻空調解決方案。該方案中，變頻空調優先使用太陽能產生的電能，當太陽能產生的電能不夠時空調自動接入市電，以滿足家庭使用需要。

為實現本發明第一個目的，本發明提供的技術方案是：一種太陽能光伏并網逆變器，包括功率電路和對所述功率電路進行控制的控制電路，所述功率電路包括DC/DC單元、DC/AC單元及濾波單元，所述DC/DC單元將太陽能電池陣列輸出的低壓直流電轉換為高壓直流電，所述DC/AC單元將高壓直流電轉換為市電交流電，所述濾波單元連接在所述DC/AC單元和市電電網之間；所述控制電路包括主控電路及MPPT單元，所述主控電路從所述功率電路中采集數字和/或模擬信號，完成相應運算后對所述功率電路中的功率器件進行控制，所述MPPT單元動態追蹤太陽能電池陣列的最大功率點，調節太陽能電池陣列的工作點。

較優地，所述主控電路包括DSP及其外圍電路、信號檢測及調理電路、驅動電路及保護電路，其中：所述信號檢測及調理電路完成強弱電隔離、電平轉換和信號放大及濾波，以滿足所述DSP對各路信號電平范圍和信號質量要求；所述驅動電路實現提高脈沖驅動能力和隔離的作用；所述保護電路保證發生故障時，從硬件上直接封鎖輸出脈沖信號。

較優地，所述功率電路包括DClink單元，連接在所述DC/DC單元和所述DC/AC單元之間。

較優地，所述控制電路包括中間電壓檢測單元，連接在所述主控電路和所述DClink單元之間。

較優地，所述控制電路包括IGBT驅動單元，連接在所述主控電路和所述DC/AC單元之間。

較優地，所述控制電路包括同步電壓檢測單元，檢測輸出電壓及市電電網電壓的相位，以控制輸出電壓及市電電網電壓同相。

較優地，所述控制電路包括孤島效應檢測單元，實現主電網斷電時自動停止向電網供電。

在此基礎上，為實現本發明第二個目的，本發明提供的技術方案是：一種太陽能變頻空調系統，包括太陽能電池陣列、直流升壓模塊、上述太陽能光伏并網逆變器及直流變頻空調，所述太陽能電池陣列、直流升壓模塊及直流變頻空調依次連接，所述太陽能光伏并網逆變器連接在所述直流升壓模塊和市電電網之間通過將光伏并網逆變器接入直流升壓模塊，可采集多余的太陽能并反饋至市電電網。

較優地，市電電網和所述直流變頻空調之間連接有整流濾波器。當系統檢測到太陽能電力能量不足時，通過控制市電經整流及平滑濾波后給直流變頻空調的控制器提供電力供應，以保證直流變頻空調器的正常使用。

較優地，所述直流升壓模塊和所述整流濾波器之間連接有隔離二極管。通過微控制器控制直流升壓模塊升壓，使直流變頻空調器工作在最優狀態：當太陽能量足夠時使其DC電壓略高于市電整流后的直流電壓，保證直流變頻空調4優先使用太陽能；當太陽能發電不足時自動切換至市電驅動，以保證空調足夠的運行能力。