一种光伏储能电路、光伏空调系统及光伏空调

摘要

本实用新型公开了一种光伏储能电路、光伏空调系统及光伏空调，属于光伏储能领域。光伏储能电路中光伏电池的正输出端连接第一MOS管源极，第一MOS管的漏极连接转换控制模块的正输入端，光伏电池的负输出端连接第二MOS管的漏极，第二MOS管的源极连接转换控制模块的负输入端，第一MOS管和第二MOS管的栅极与转换控制模块电连接，此外转换控制模块与光伏电池之间设有第三MOS管和第四MOS管，在光伏电池反接时，能够断开第一MOS管和第二MOS管并导通第三MOS管和第四MOS管，无论光伏电池正接还是反接，都可以保证光伏电池与与转换控制模块的连接正确，这样温度不会升高，且无需采用直流接触器，成本低。

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏储能领域，特别地，涉及一种光伏储能电路、光伏空调系统及光伏空调。

背景技术

传统光伏(储)空调系统的基本拓扑结构一如图1所示，在光伏侧加了直流接触器实现光伏与空调系统的隔离，但成本较高；为了降低成本，提出光伏(储)空调系统的基本拓扑二，如图2所示，光伏输入侧直连到光伏DC/DC，但也带来了新的问题：当光伏正、负反接时，光伏输出的电能通过开关管Q1、电感L1一直在消耗，而且此时光伏电池接近断路，光伏输出的电能会转为热能消耗掉，会加剧控制器温升问题；另外，此时采样单元采样到光伏输入电压送到控制单元，控制单元判断出光伏输入反接，可以报出故障，但无法把光伏切出。光伏端接线是在工程安装环节进行，经常会报出光伏端接线接反的问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种光伏储能电路、光伏空调系统及光伏空调，以解决现有光伏空调系统使用直流接触器成本较高，而不使用直流接触器时易出现温升且反接时无法切出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，

一种光伏储能电路，包括光伏电池、转换控制模块和储能系统，所述转换控制模块与所述储能系统连接；还包括：

第一MOS管和第二MOS管；

所述光伏电池的正输出端连接第一MOS管的源极，第一MOS管的漏极连接所述转换控制模块的正输入端；

所述光伏电池的负输出端连接第二MOS管的漏极，第二MOS管的源极连接所述转换控制模块的负输入端；

所述第一MOS管和第二MOS管的栅极与所述转换控制模块电连接。

进一步地，还包括：第三MOS管和第四MOS管；

所述光伏电池的负输出端连接第三MOS管的源极，第三MOS管的漏极连接所述转换控制模块的正输入端；

所述光伏电池的正输出端连接第四MOS管的漏极，第四MOS管的源极连接所述转换控制模块的负输入端；

所述第三MOS管和第四MOS管的栅极与所述转换控制模块电连接。

进一步地，所述转换控制模块包括控制单元、辅助电源和转换电路；所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的栅极与所述控制单元连接，所述转换电路与所述储能系统连接，所述辅助电源从所述转换电路取电并未所述控制单元供电。

进一步地，所述转换控制模块还包括：采样单元，与所述控制单元连接，所述采样单元用于对所述光伏电池是否反接进行采样，并将采样结果发送给所述控制单元，以便所述控制单元控制所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管的通断。

进一步地，所述采样单元采样所述光伏电池正输出端和负输出端之间的电压。

进一步地，当所述光伏电池正接时，所述第一MOS管和第二MOS管导通，所述第三MOS管和第四MOS管关断。

进一步地，当所述光伏电池反接时，所述第一MOS管和第二MOS管关断，所述第三MOS管和第四MOS管导通。

进一步地，所述转换电路包括：升压电路和充放电控制器和双向控制器；

所述升压电路一端与所述转换电路的输入端连接，所述转换电路的输入端为所述转换电路的正输入端和负输入端；

所述充放电控制器一端与所述储能系统连接，所述充放电控制器的另一端与所述转换升压电路的另一端连接；所述双向控制器的一端与所述充放电控制器的另一端连接，所述双向控制器的另一端连接直流母线。

第二方面，

一种光伏空调系统，包括第一方面技术方案中任一项所述的电路

第三方面，

一种光伏空调，包括第二方面技术方案中所述的系统。

有益效果：

本申请技术方案提供一种光伏储能电路、光伏空调系统及光伏空调，光伏储能电路中光伏电池的正输出端连接第一MOS管源极，第一MOS管的漏极连接转换控制模块的正输入端，光伏电池的负输出端连接第二MOS管的漏极，第二MOS管的源极连接转换控制模块的负输入端，第一MOS管和第二MOS管的栅极与转换控制模块电连接。这样转换控制模块可以通过改变第一MOS管和第二MOS管的栅极的信号，进而改变第一MOS管和第二MOS管的通断，以实现光伏电池与转换控制模块的连接与断开，能够在光伏电池反接时断开第一MOS管和第二MOS管，避免发生光伏电池仍与转换控制模块连接，温度升高的情况，采用第一MOS管和第二MOS管无需采用直流接触器，具有成本低的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有采用直流接触器的光伏储能电路结构示意图；

图2是现有光伏电池直接连接转换控制模块的光伏储能电路结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种光伏储能电路结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种具体地光伏储能电路结构示意图；

图5本实用新型实施例提供的一种光伏储能电路控制方法流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

参照图3，本实用新型实施例提供了一种光伏储能电路，包括光伏电池、转换控制模块和储能系统，转换控制模块与储能系统连接；还包括：

第一MOS管Q3和第二MOS管Q4；

光伏电池的正输出端连接第一MOS管Q3的源极，第一MOS管Q3的漏极连接转换控制模块的正输入端；

光伏电池的负输出端连接第二MOS管Q4的漏极，第二MOS管Q4的源极连接转换控制模块的负输入端；

第一MOS管Q3和第二MOS管Q4的栅极与转换控制模块电连接。

需要说明的是，光伏电池的正输出端为光伏电池正接时光伏电池的正级；光伏电池的负输出端为光伏电池正接时光伏电池的负极；可以理解的是，当电池反接时，此时光伏电池负极为电正输出端，光伏电池正极为负输出端。而转换控制模块的正输入端为与光伏电池正接时的正输出端连接的端口；转换控制模块的负输入端为与光伏电池正接时负输出端连接的端口。

本实用新型实施例提供的光伏储能电路中，光伏电池的正输出端连接第一MOS管源极，第一MOS管的漏极连接转换控制模块的正输入端，光伏电池的负输出端连接第二MOS管的漏极，第二MOS管的源极连接转换控制模块的负输入端，第一MOS管和第二MOS管的栅极与转换控制模块电连接。这样转换控制模块可以通过改变第一MOS管和第二MOS管的栅极的信号，进而改变第一MOS管和第二MOS管的通断，以实现光伏电池与转换控制模块的连接与断开，能够在光伏电池反接时断开第一MOS管和第二MOS管，避免发生光伏电池仍与转换控制模块连接，温度升高的情况，采用第一MOS管和第二MOS管无需采用直流接触器，具有成本低的优点。

作为对上述实施例的一种补充说明，如图4所示，本实用新型实施例提供一种具体的光伏储能电路，包括光伏电池、转换控制模块和储能系统，转换控制模块与储能系统连接；还包括：

第一MOS管Q3和第二MOS管Q4；

光伏电池的正输出端连接第一MOS管Q3的源极，第一MOS管Q3的漏极连接转换控制模块的正输入端；

光伏电池的负输出端连接第二MOS管Q4的漏极，第二MOS管Q4的源极连接转换控制模块的负输入端；

第一MOS管Q3和第二MOS管Q4的栅极与转换控制模块电连接。

还包括：第三MOS管Q5和第四MOS管Q2；

光伏电池的负输出端连接第三MOS管Q5的源极，第三MOS管Q5的漏极连接转换控制模块的正输入端；

光伏电池的正输出端连接第四MOS管Q2的漏极，第四MOS管Q2的源极连接转换控制模块的负输入端；

第三MOS管Q5和第四MOS管Q2的栅极与转换控制模块电连接。

转换控制模块包括控制单元、辅助电源和转换电路；第一MOS管Q3、第二MOS管Q4、第三MOS管Q5和第四MOS管Q2的栅极与控制单元连接，转换电路与储能系统连接，辅助电源从转换电路取电并未控制单元供电。转换控制模块还包括：采样单元，与控制单元连接，采样单元用于对光伏电池是否反接进行采样，并将采样结果发送给控制单元，以便控制单元控制第一MOS管Q3、第二MOS管Q4、第三MOS管Q5和第四MOS管Q2的通断。具体地，采样单元采样光伏电池正输出端和负输出端之间的电压。

当正输出端与负输出端之间的电压为正值时，则表明光伏电池正接，当正输出端与负输出端之间的电压为负值时，则表明光伏电池反接。

当光伏电池正接时，第一MOS管Q3和第二MOS管Q4导通，第三MOS管Q5和第四MOS管Q2关断。此时光伏电池的正输出端与正输入端连接，负输出端与负输入端连接。即光伏电池正极连接正输入端，负极连接负输入端。

当光伏电池反接时，第一MOS管Q3和第二MOS管Q4关断，第三MOS管Q5和第四MOS管Q2导通。此时光伏电池的负输出端与正输入端连接，正输出端与负输入端连接。但实质上，光伏电池仍是正极连接正输入端，负极连接负输入端。因此即使反接，通过采样单元和控制单元也可以通过改变四个MOS管的通断来使光伏电池正确接入，保证光伏储能电路正常运行。

需要特别说明的是，控制单元对MOS管的通断的控制并不依赖计算机程序，基于MOS管的通断特性，控制MOS管的通断只需要控制其栅极的电压即可，因此控制单元只需要为MOS管提供不同的电压即可。

其中，转换电路包括：升压电路和充放电控制器DC/DC和双控制器DC/AC；

升压电路一端与转换电路的输入端连接，转换电路的输入端为转换电路的正输入端和负输入端；

充放电控制器DC/DC一端与储能系统连接，充放电控制器DC/DC的另一端与转换升压电路的另一端连接；双控制器DC/AC的一端与充放电控制器DC/DC的另一端连接，双控制器DC/AC的另一端连接直流母线。

在本实用新型实施例中，升压电路采用如图4所示的电路，正输入端连接电感L1一端，电感L1另一端与负输入端之间连接开关管Q1，开关管Q1为集电极和发射极连接有二极管的三极管，其中二极管阳极与三极管的发射极连接，二极管阴极与集电极连接，电感L1的另一端接三极管的集电极，负输入端接三极管的发射极，电感L1另一端连接升压二极管D1的阳极，升压二极管D1的阴极连接充放电控制器和双向控制器的正输入端，充放电控制器与双向控制器之间设有电容C1。

图4所示的电路由储能系统(带有BMS)、光伏电池、充放电控制器(DC/DC)、升压电路(由L1、Q1、D1组成)、双向控制器DC/AC、直流接触器K7/K8、辅助电源、控制单元、采样单元、交流母线组成。其中，辅助电源给控制单元、采样单元供电，采样单元可以采样光伏侧的电压，控制单元可以输出控制信号S1/S2/S3/S4/S5，分别控制器开关管Q1/以及MOS管Q2/Q3/Q4/Q5的开通和关断。

图4所示电路的工作过程如下：

当光伏电池正极、负极正确接线时，采样单元可以采样光伏侧电压信号，送到控制单元，控制单元判断出光伏电池正接，则发出控制信号S3/S4，使第一MOS管Q3和第二MOS管Q4开通，光伏电池接入正常工作。

当光伏电池正极、负极反向接线时，采样单元可以采样光伏电池电压信号，送到控制单元，控制单元判断出光伏电池反接，则发出控制信号S2/S5，使第四MOS管Q2和第三MOS管Q5开通，光伏电池接入正常工作。

因图4中电路中新增的辅助器件是MOS管，通过MOS管的电流可以双向流动，能够实现充放电，且可以选择导通电阻小的器件，减小其导通损耗。

本实用新型实施例提供的具体的光伏储能电路，在传统拓扑的基础上增加辅助器件、优化控制逻辑，实现光伏接入时无论正极、负极是否接反，均能保持系统正常工作，无需人工干预，解决了因光伏反接带来的问题。相对于直流接触器，增加的辅助器件成本低，能实现在降成本的基础上，完善光伏储能电路的功能。

上述述实施例提供的光伏储能电路的控制方法如图5所示，包括以下步骤：

获取光伏电池的接线情况，接线情况包括正接和反接；接线情况的获取，可以由采样单元对光伏电池两端的电压进行测量得到，根据电压的正负得到光伏电池的正接和反接情况。

当光伏电池正接时，控制第一MOS管和第二MOS管导通，第三MOS管和第四MOS管关断；当光伏电池反接时，控制第一MOS管和第二MOS管关断，第三MOS管和第四MOS管导通。

采用上述控制方法，光伏电池接入时无论正极、负极是否接反，均能保持系统正常工作，无需人工干预，解决了因光伏反接带来的问题。

一个实施例中，本实用新型提供一种光伏空调系统，包括上述实施例提供的光伏储能电路。

本实用新型实施例提供的光伏空调系统，具有直流输入自校正功能。在传统拓扑的基础上增加辅助器件、优化控制逻辑，实现光伏接入时无论正极、负极是否接反，均能保持系统正常工作，无需人工干预，解决了因光伏反接带来的问题。相对于直流接触器，增加的辅助器件成本低，能实现在降成本的基础上，完善光伏空调系统功能。

一个实施例中，本实用新型提供一种光伏空调，包括上述实施例提供的光伏空调系统。

本实用新型实施例提供的光伏空调，光伏接入时无论正极、负极是否接反，均能保持系统正常工作，无需人工干预，解决了因光伏反接带来的问题。相对于直流接触器，增加的辅助器件成本低，能实现在降成本的基础上，完善光伏储能电路的功能。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。