[发明专利]混合供电系统及其供电方法和电器设备

说明书

技术领域

本发明涉及供电领域，具体而言，涉及一种混合供电系统及其供电方法和电器设备。

背景技术

图1是现有技术中混合供电系统的拓扑图，如图1所示，该混合供电系统主要包括：太阳能电池阵列10、BOOST1升压电路(包括电感L1’、二极管D1’和由PWM1信号控制的开关管)、交流电源AC、整流桥20、BOOST2升压电路(包括电感L2’、二极管D2’和由PWM2信号控制的开关管)、电容C、逆变器30及电机M，其中，交流电源AC为额定电压为220VAC的单相交流电(即市电)，整流桥20为单相整流桥堆。该混合供电系统的供电原理如下：

太阳能电池阵列10的输出经BOOST1升压电路接入直流母线侧，BOOST1升压电路中的开关管的PWM1信号由太阳能电池输出功率控制系统产生。

交流电源AC经整流桥20和BOOST2升压电路接入直流母线侧，BOOST2升压电路中的开关管的PWM2信号由功率因素校正控制系统提供。

上述结构的混合供电系统适用电源单一，只适用于单相电源(市电)，对于交流电源AC为三相电源的场合无法使用，电机M功率较小，只适用于家用，不适用于商用。并且，上述结构的混合供电系统存在可靠性问题和太阳能利用率低的问题，当太阳能电池阵列10的输出功率大于电机M的消耗功率时，多余的能量没有释放的路径，会导致逆变器的直流母线电容累计电量越来越高，最终导致逆变器损坏。虽然通过控制太阳能电池阵列输出功率等于空调消耗功率，可以解决此问题，但是保证不了太阳能电池阵列输出功率始终为最大，也即最大功率追踪效率(MPPT)低下，太阳能利用率达不到最优。

针对相关技术中混合供电系统适用电源单一的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种混合供电系统及其供电方法和电器设备，以解决现有技术中混合供电系统适用电源单一的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种混合供电系统。

根据本发明的混合供电系统包括：太阳能电池阵列；升压电路，输入端与太阳能电池阵列相连接；直流母线，与升压电路的输出端相连接；变流电路，与直流母线相连接，并连接三相交流电源，其中，变流电路具有三相全桥功率器件；逆变器，输入端与直流母线相连接；以及电机，与逆变器的输出端相连接。

进一步地，变流电路为双向变流电路，混合供电系统还包括：第一控制器，与变流电路相连接，用于控制变流电路处于逆变状态或整流状态；以及第二控制器，与升压电路相连接，用于通过控制升压电路调节太阳能电池阵列的输出功率。

进一步地，在变流电路处于整流状态下，第一控制器还用于根据直流母线的电压参考值、直流母线的实时电压值、三相交流电源的实时相电压值和三相交流电源的实时相电流值产生三相全桥功率器件的控制信号，在变流电路处于逆变状态下，第一控制器还用于根据直流母线的电压参考值、直流母线的实时电压值、输出功率、电机的消耗功率、实时相电压值和实时相电流值产生三相全桥功率器件的控制信号。

进一步地，第一控制器包括：第一加法器，正相输入端接收直流母线的电压参考值，反相输入端接收直流母线的实时电压值；第一调节器，输入端与第一加法器的输出端相连接，用于对直流母线的电压参考值和直流母线的实时电压值的差值进行比例积分微分调节，得到功率参考值；第一乘法器，第一输入端与第一调节器的输出端相连接，第二输入端接收实时相电压值，用于将功率参考值与实时相电压值进行处理，得到相电流参考值；第二加法器，正相输入端与第一乘法器的输出端相连接，反相输入端接收实时相电流值；第二调节器，输入端与第二加法器的输出端相连接，用于将相电流参考值与实时相电流值的差值进行比例积分微分调节；第三加法器，第一正相输入端与第二调节器的输出端相连接，第二正相输入端接收实时相电压值；变换器，与第三加法器的输出端相连接，用于对第三加法器的输出结果进行变换，得到实时相电压的相电压参考值；以及第一比较器，第一输入端与变换器的输出端相连接，第二输入端接收预设载波，输出端与三相全桥功率器件相连接，用于产生三相全桥功率器件的控制信号。