[发明专利]一种空气源热泵无功补偿控制系统及方法

权利要求书

1.一种空气源热泵无功补偿控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：电参仪表、PLC、电容投切器和三相电力电容；

所述电参仪表的检测接口与热泵的主线路连接，所述电参仪表的信号输出端与所述PLC连接，所述电参仪表用于采集所述热泵的三相视在功率和功率因数，并将所述三相视在功率和所述功率因数均传输至所述PLC；

所述PLC与所述电容投切器的控制端连接，所述PLC用于根据所述三相视在功率和所述功率因数确定电容补偿量，根据所述电容补偿量确定所述电容投切器的开度控制数据，并根据所述开度控制数据控制所述电容投切器的主线路开度，具体过程为：

当检测到风机启动信号时，根据检测到风机启动信号时的实时功率因数计算风机启动后的电容补偿量，并根据风机启动后的电容补偿量控制电容投切器装置对热泵的主线路进行电容补偿，使热泵的功率因数达到第一目标功率因数；

所述当检测到风机启动信号时，根据检测到风机启动信号时的实时功率因数计算风机启动后的电容补偿量，具体包括：

当检测到风机启动信号时，获得当前时刻的功率因数；

判断所述当前时刻的功率因数是否小于0.85且不小于0，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示是，则根据所述当前时刻的功率因数，利用公式Q_{风机补偿容量}＝S*(0.85-COSΦ₁)，确定风机启动后的当前时刻的电容补偿量；

其中，Q_{风机补偿容量}为风机启动后的当前时刻的电容补偿量，S为热泵的三相视在功率，COSΦ₁为当前时刻的功率因数；

所述根据风机启动后的电容补偿量控制电容投切器装置对热泵的主线路进行电容补偿，具体包括：

根据风机启动后的当前时刻的电容补偿量，利用公式G_最小开度＝Q_{风机补偿容量}/Q_{三相电力电容最大容量}*G_最大开度，确定电容投切器的最小开度控制数据；

根据所述最小开度控制数据，利用公式G'_{最小主线路开度}＝k*G_最小开度，确定电容投切器的最小主线路开度；

利用电容投切器将所述最小主线路开度对应的三相电力电容的电容补偿量补偿到所述热泵的主线路中；

其中，G_最小开度为最小开度控制数据，Q_{风机补偿容量}为风机启动后的当前时刻的电容补偿量，Q_{三相电力电容最大容量}为三相电力电容的最大电容量，G_最大开度为最大开度控制数据，G'_{最小主线路开度}为电容投切器的最小主线路开度，k为比例系数；

当检测到第一台压缩机启动信号时，根据检测到第一台压缩机启动信号时的功率因数计算第一台压缩机启动时的电容补偿量，并根据第一台压缩机启动时的电容补偿量控制电容投切器装置对热泵的主线路进行电容补偿；

所述当检测到第一台压缩机启动信号时，根据检测到第一台压缩机启动信号时的功率因数计算第一台压缩机启动时的电容补偿量，具体包括：

当检测到第一台压缩机启动信号时，获得第一台压缩机启动信号时的功率因数；

判断所述第一台压缩机启动信号时的功率因数是否小于0.95且不小于0，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果表示是，则根据所述第一台压缩机启动信号时的功率因数，利用公式Q_{压缩机电容补偿量}＝S*(0.95-COSΦ₂)，确定第一台压缩机启动时的电容补偿量；

其中，Q_{压缩机电容补偿量}为第一台压缩机启动时的电容补偿量，S为热泵的三相视在功率，COSΦ₂为第一台压缩机启动信号时的功率因数；

所述根据第一台压缩机启动时的电容补偿量控制电容投切器装置对热泵的主线路进行电容补偿，具体包括：

根据所述第一台压缩机启动时的电容补偿量和所述最小开度控制数据，利用公式G_运行开度＝Q_{压缩机电容补偿量}/Q_{三相电力电容最大容量}*(G_最大开度-G_最小开度)，确定第一台压缩机启动时的电容投切器的运行开度控制数据；

根据所述运行开度控制数据，利用公式G'_{主线路开度}＝k*G_运行开度，确定电容投切器的主线路开度；

利用电容投切器将所述主线路开度对应的三相电力电容的电容补偿量补偿到所述热泵的主线路中；

其中，G_运行开度为第一台压缩机启动时的电容投切器的运行开度控制数据，Q_{压缩机电容补偿量}为第一台压缩机启动时的电容补偿量，Q_{三相电力电容最大容量}为三相电力电容的最大电容量，G_最大开度为最大开度控制数据，G_最小开度为最小开度控制数据，G'_{主线路开度}为电容投切器的主线路开度，k为比例系数；

根据检测到第一台压缩机启动信号后的实时功率因数调整压缩机启动后的电容补偿量，作为压缩机启动后的实时电容补偿量，并根据压缩机启动后的实时电容补偿量控制电容投切器装置对热泵的主线路进行实时的电容补偿，使热泵的功率因数达到第二目标功率因数；

当检测到第i台压缩机停止信号时，根据检测到第i台压缩机停止前的每台压缩机需求的平均电容量对检测到第i台压缩机停止信号时的电容补偿量进行调整，获得第i台压缩机停止后的电容补偿量，并根据第i台压缩机停止后的电容补偿量控制电容投切器装置对热泵的主线路进行实时的电容补偿；

根据检测到第i台压缩机停止信号后且在第i+1台压缩机停止信号前的实时功率因数调整第i台压缩机停止后的电容补偿量，作为第i台压缩机停止后的实时电容补偿量，并根据第i台压缩机停止后的实时电容补偿量控制电容投切器装置对热泵的主线路进行实时的电容补偿，使热泵的功率因数达到第二目标功率因数；

当检测到风机停止信号时，控制电容投切器装置停止对热泵的主线路进行电容补偿；

所述电容投切器的输入端与所述三相电力电容连接，所述电容投切器的输出端与所述热泵的主线路连接，所述电容投切器用于在所述PLC的控制下将所述主线路开度相应的三相电力电容的电容补偿量补偿到所述热泵的主线路中。