本發(fā)明涉及光伏技術領域，具體涉及一種光伏系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術：

傳統(tǒng)意義上的光伏空調，其光伏系統(tǒng)往往是以傳統(tǒng)逆變器為雛形設計出的，其開關電源直接從變流器的直流母線上取電。在空調未開啟且光伏電池組件不滿足發(fā)電條件(即無能量輸出)的情況下，為了保證系統(tǒng)的檢測功能，仍需直流母線始終帶電(高壓或市電)，并且變流器需要一直動作以保持直流母線電壓穩(wěn)定在固定值。

這種光伏系統(tǒng)至少存在如下缺陷：空調待機時，整個系統(tǒng)的功耗大，造成了不必要的電能浪費；不能滿足系統(tǒng)的安全性要求，給系統(tǒng)的檢修帶了不便，在未斷開第二開關的情況下，對空調機組或光伏電池組件部分進行檢修時，存在觸電的危險；光伏電池組件容易受直流母線電壓的沖擊而影響壽命。

技術實現(xiàn)要素：

基于上述現(xiàn)狀，本發(fā)明的主要目的在于提供一種光伏系統(tǒng)，其能解決前述缺陷中的至少一種。

上述目的通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種光伏系統(tǒng)，其包括光伏電池組件、變流單元、第一開關、第二開關、以及開關電源，其中，

所述光伏電池組件的輸出端經第一開關連接所述變流單元的第一端，

所述變流單元的第二端經第二開關連接電網，

所述開關電源具有直流取電支路和交流取電支路，其中，所述直流取電支路的取電點位于所述光伏電池組件和所述第一開關之間，所述交流取電支路的取電點位于所述第二開關和電網之間。

優(yōu)選地，還包括光伏檢測單元，其設置在所述光伏電池組件和所述第一開關之間，以用于檢測所述光伏電池組件的狀態(tài)。

優(yōu)選地，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)由所述開關電源輸出的控制電供電，并用于輸出控制信號來控制所述第一開關和所述第二開關。

優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)與所述變流單元相連，以便檢測并控制所述變流單元。

優(yōu)選地，所述變流單元的第一端與其直流母線直接相連。

優(yōu)選地，所述開關電源包括變壓器，所述開關電源的直流取電支路與交流取電支路連接至共同的電源母線，所述電源母線連接變壓器的原邊，所述開關電源輸出的控制電由所述變壓器的副邊輸出。

優(yōu)選地，所述變流單元包括三相橋式電路，所述三相橋式電路包括三相橋臂，每相橋臂包括具有反并聯(lián)二極管的兩個功率開關器件，所述兩個功率開關器件分別構成該相橋臂的上臂和下臂，各相橋臂的上臂與下臂之間的連接點用于連接所述第二開關。

優(yōu)選地，所述光伏系統(tǒng)為三相光伏系統(tǒng)，三相電網的三相線路經第二開關分別連接至各相橋臂的上臂與下臂之間的連接點；

或者，所述光伏系統(tǒng)為單相光伏系統(tǒng)，單相電網的兩條線路經第二開關分別連接至任意兩相橋臂的上臂與下臂之間的連接點。

優(yōu)選地，還包括用電設備，所述用電設備連接所述變流單元的第一端。

優(yōu)選地，所述用電設備為空調機組。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種根據前面所述的光伏系統(tǒng)的控制方法，其包括步驟：根據光伏電池組件的狀態(tài)和/或電網的狀態(tài)控制所述第一開關和所述第二開關的開合狀態(tài)。

優(yōu)選地，當所述光伏電池組件不滿足發(fā)電條件時，控制所述第一開關斷開。

優(yōu)選地，在所述光伏系統(tǒng)的用電設備不運行的情況下，控制所述第二開關斷開；

或者，在所述光伏系統(tǒng)的用電設備需要運行時，控制所述第二開關閉合。

優(yōu)選地，當所述光伏電池組件滿足發(fā)電條件時，控制所述第一開關閉合，同時控制所述第二開關閉合。

優(yōu)選地，當電網斷電時，在所述光伏系統(tǒng)的用電設備需要運行且所述光伏電池組件的發(fā)電量大于所述用電設備的能耗時，控制所述第一開關閉合、同時控制所述第二開關斷開。

本發(fā)明的光伏系統(tǒng)及其控制方法，由于開關電源采用雙取電模式，并且相應地設置直流側開關(第一開關)和交流側開關(第二開關)，配合相應的檢測及控制邏輯，至少具有以下有益效果：(1)可減少光伏系統(tǒng)的待機損耗；(2)可增加光伏系統(tǒng)的安全可靠性；(3)可保證光伏電池組件的使用壽命。

附圖說明

以下將參照附圖對根據本發(fā)明的光伏系統(tǒng)及其控制方法進行描述。圖中：

圖1為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式的光伏系統(tǒng)的原理圖；

圖2為本發(fā)明的光伏系統(tǒng)中開關電源的原理圖。

具體實施方式

為解決背景技術部分中所提到的傳統(tǒng)意義上的光伏系統(tǒng)存在的問題，本發(fā)明提供了一種光伏系統(tǒng)。

如圖1所示，本發(fā)明的光伏系統(tǒng)包括光伏電池組件1、空調機組2、變流單元3、第一開關4、第二開關5、以及開關電源(優(yōu)選高壓電源開關)6，其中，

所述光伏電池組件1的輸出端經第一開關4連接所述變流單元3的第一端(圖中為左端)，該第一開關也可稱為直流側開關，

所述變流單元3的第二端(圖中為右端)經第二開關5連接電網9，該第二開關也可稱為交流側開關，

所述開關電源6具有直流取電支路61和交流取電支路62，其中，所述直流取電支路61的取電點位于所述光伏電池組件1和所述第一開關8之間(即位于第一開關的前側)，所述交流取電支路62的取電點位于所述第二開關5和電網9之間(即位于第二開關的后側)。

所述開關電源6主要是用于輸出控制電，以向系統(tǒng)中的控制和檢測等環(huán)節(jié)供電。

本發(fā)明的光伏系統(tǒng)優(yōu)選還包括用電設備，具體是空調機組2，所述用電設備(空調機組2)連接所述變流單元3的第一端。從而，本發(fā)明的光伏系統(tǒng)構成一種光伏空調系統(tǒng)。

由于本發(fā)明的開關電源采用雙取電模式，并且設置有第一開關4和第二開關5，而開關電源6的兩個取電點分別位于第一開關4的前側和第二開關5的后側，第一開關4和第二開關5的開合狀態(tài)不影響取電點的取電。因此，在空調待機時，可以將第一開關4和第二開關5均斷開，從而將逆變器3完全斷電，其直流母線不再帶電，因而系統(tǒng)整體的待機功耗可顯著下降。

同時，在第一開關4和第二開關5均斷開的情況下，對空調機組2或光伏電池組件1進行檢修時，還能有效避免觸電的危險，提高了系統(tǒng)的安全性。

另外，在光伏電池組件1不發(fā)電的情況下，也即，空調機組2僅依靠電網9供電的情況下，本發(fā)明的光伏系統(tǒng)還可以斷開第一開關4，從而切斷變流單元3與光伏電池組件1之間的連接，由此可以避免直流母線電壓對光伏電池組件1的壽命造成影響，以便延長光伏電池組件1的使用壽命。

優(yōu)選地，本發(fā)明的光伏系統(tǒng)還包括光伏檢測單元8，其設置在所述光伏電池組件1和所述第一開關4之間，以用于檢測所述光伏電池組件1的狀態(tài)。光伏檢測單元8例如可以檢測光伏電池組件1的初始電壓、線路極性等狀態(tài)信息，例如在初次組裝后以及線路檢修后上電時進行檢測，以免造成系統(tǒng)損壞。光伏檢測單元8可以采用現(xiàn)有技術的檢測手段。

優(yōu)選地，本發(fā)明的光伏系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)7，所述控制系統(tǒng)7由所述開關電源輸出的控制電供電，并用于輸出控制信號來控制所述第一開關4和所述第二開關5。例如，控制系統(tǒng)7可以根據光伏電池組件1的狀態(tài)以及電網9的狀態(tài)來做出具體的控制動作，例如控制第一開關4和/或第二開關5的開合等。

例如，光伏檢測單元8的輸出端可以連接至所述控制系統(tǒng)7，從而將光伏檢測信號傳輸至控制系統(tǒng)7中，以便根據光伏電池組件1的狀態(tài)做出相應的控制動作。

優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)7與所述變流單元3相連，以便檢測并控制所述變流單元3。例如，控制系統(tǒng)7獲取變流單元3的檢測信號，以用于判斷光伏電池組件1的電壓、電流等狀態(tài)以及電網9的狀態(tài)，繼而發(fā)出相應的控制信號，用來控制變流單元3，以便調整電壓、減少諧波成分等等，使變流單元3的直流母線的電壓符合要求。

進一步地，控制系統(tǒng)7根據來自變流單元3的檢測信號，還能判斷光伏電池組件1是否滿足發(fā)電條件，以及發(fā)電量是否能滿足空調機組2的工作需求等，以便適時地控制第一開關4的開合。

優(yōu)選地，所述變流單元3的第一端(圖中為左端)與其直流母線直接相連。因此，空調機組2是在直流母線上取電。當第一開關4閉合時，開關電源6的直流取點支路61也相當于是在直流母線上取電。

圖2示出了本發(fā)明的開關電源6的一種優(yōu)選實施方式的原理圖。優(yōu)選地，所述開關電源6包括變壓器64，所述開關電源6的直流取電支路61與交流取電支路62連接至共同的電源母線63，所述電源母線63連接變壓器64的原邊，所述變壓器64的副邊用于輸出所述控制電。

如圖2所示，直流取電支路61的兩條取電線路上分別連接有二極管，以保證直流取電支路61的極性，這樣可避免因光伏電池組件1的線路接反而導致的電壓反向對后續(xù)的控制系統(tǒng)等造成損害。

同樣如圖2所示，交流取電支路62包括四個二極管構成的全波整流橋，該全波整流橋的兩個輸出端根據極性連接至電源母線63，從而保證取自電網側的電滿足極性要求。當電網9為三相電網時，交流取電支路62可以在任意兩相之間進行取電。

優(yōu)選地，如圖1中虛線框內的結構所示，所述變流單元3包括三相橋式電路，所述三相橋式電路包括三相橋臂，每相橋臂包括具有反并聯(lián)二極管的兩個功率開關器件，所述兩個功率開關器件分別構成該相橋臂的上臂和下臂，各相橋臂的上臂與下臂之間的連接點用于連接所述第二開關5。

優(yōu)選地，如圖1所示，電網9為三相電網，因而所述光伏系統(tǒng)為三相光伏系統(tǒng)，三相電網的三相線路經第二開關5分別連接至各相橋臂的上臂與下臂之間的連接點。

替代地，電網9也可以為單相電網，此時，所述光伏系統(tǒng)即為單相光伏系統(tǒng)，單相電網的兩條線路可以經第二開關5分別連接至變流單元3的任意兩相橋臂的上臂與下臂之間的連接點。

在上述工作的基礎上，本發(fā)明的另一方面還提供了前面所述的光伏系統(tǒng)的控制方法，其包括步驟：根據光伏電池組件1的狀態(tài)和/或電網9的狀態(tài)控制所述第一開關4和所述第二開關5的開合狀態(tài)。

通過控制第一開關4和第二開關5的開合狀態(tài)，能夠方便地實現(xiàn)降低系統(tǒng)待機功耗、提高系統(tǒng)的安全可靠性、以及延長光伏電池組件的使用壽命等目標。

對光伏電池組件1的狀態(tài)的判斷、以及對電網狀態(tài)的判斷，可以由控制系統(tǒng)7根據來自變流單元3的檢測信號做出判斷。

優(yōu)選地，所述控制方法進一步包括：當所述光伏電池組件1不滿足發(fā)電條件時，控制所述第一開關4斷開。這樣可以保護光伏電池組件1免受電網側電壓的影響，確保光伏電池組件1的使用壽命。

進一步地，在斷開第一開關4的情況下，再根據空調機組2是否運行來確定對第二開關5的控制策略。

具體地，在空調機組2不運行的情況下，控制所述第二開關5斷開。也即，同時斷開光伏電池組件1與變流單元3之間的連接、以及變流單元3與電網9之間的連接，此時，光伏系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，直流母線不帶電，開關電源6從交流電網9取電，以保證系統(tǒng)的各項檢測功能正常。通過這種控制方式，既能降低系統(tǒng)的待機功耗，又能增加系統(tǒng)的安全性。

或者，在空調機組2需要運行時，控制所述第二開關5閉合。也即，斷開光伏電池組件1與變流單元3之間的連接的同時，保持變流單元3與電網9之間的連接，以便通過電網9對空調機組2進行供電，能夠保證空調機組的正常運行。

優(yōu)選地，所述控制方法還包括：當所述光伏電池組件1滿足發(fā)電條件時，控制所述第一開關4閉合，同時控制所述第二開關5閉合，除非電網9斷電。

在控制第一開關4閉合的情況下，整個系統(tǒng)的運行模式包括以下兩種：

模式一：空調機組2不運行、或者空調機組2需要運行且所述光伏電池組件1的發(fā)電量大于空調機組2的能耗，此時，控制所述第二開關5閉合，可以將光伏電池組件1所發(fā)出的多余的電能饋送到電網。這種模式下，主要是光伏電池組件1對空調機組進行供電。

模式二：空調機組2需要運行但所述光伏電池組件1的發(fā)電量不能滿足空調機組2的能耗，此時，控制所述第二開關5閉合，可以從電網9取電以維持空調機組2的運行。這種模式下，由電網9和光伏電池組件1共同對空調機組進行供電。

優(yōu)選地，所述控制方法還包括：當電網9斷電時，在空調機組2需要運行且所述光伏電池組件1的發(fā)電量大于空調機組2的能耗時，控制所述第一開關4閉合、同時控制所述第二開關5斷開。此時，以光伏電池組件對空調機組進行供電，同時，將系統(tǒng)與電網9之間的連接斷開，以免對電網9造成沖擊，或者危及檢修電網9的人員的人身安全。

綜上，本發(fā)明的光伏系統(tǒng)及其控制方法，由于開關電源采用雙取電模式，并且相應地設置直流側開關(第一開關)和交流側開關(第二開關)，配合相應的檢測及控制邏輯，至少具有以下有益效果：

(1)可減少光伏系統(tǒng)的待機損耗；

(2)可增加光伏系統(tǒng)的安全可靠性；

(3)可保證光伏電池組件的使用壽命。

本領域的技術人員容易理解的是，在不沖突的前提下，上述各優(yōu)選方案可以自由地組合、疊加。

應當理解，上述的實施方式僅是示例性的，而非限制性的，在不偏離本發(fā)明的基本原理的情況下，本領域的技術人員可以針對上述細節(jié)做出的各種明顯的或等同的修改或替換，都將包含于本發(fā)明的權利要求范圍內。