一种光伏空调的功率控制方法、装置、系统及光伏空调

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种光伏空调的功率控制方法、装置、系统及光伏空调。

背景技术

近年来世界各国都开始广泛应用光伏发电来缓解电网压力，利用光伏发电来解决无电网覆盖地区的用电需求，各种分布式发电与微网系统以其清洁、环保、灵活、分散、高效等特点成为当前研究的重点。与此同时，随着当前交流电网中的非线性负荷逐渐增加，导致了交流电网的电能质量问题日益严重，同时在世界各地的很多地区随着接入电网的负载数量的不断增加，交流电网的容量已经受到严重不小的影响，因此不少地区的电网会限制负荷的运行功率，来维持电网的稳定。

众所周知，空调作为一般商用、家用的用电负荷，无论是启动的瞬间，还是在运行过程中，其用电功率都属于大功耗产品，因此对空调的运行功率进行适当限制，就可以大大提高电网的电能质量，以及对其他负荷的干扰，如何对空调的运行功率进行管控，又尽量少的降低用户的使用体检是当前的空调行业的一个发展重点。

针对现有技术中如何既保证电网稳定又保证空调正常运行的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例中提供一种光伏空调的功率控制方法、装置、系统及光伏空调，以解决现有技术中如何既保证电网稳定又保证空调正常运行的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光伏空调的功率控制方法，其中，所述方法包括：在光伏空调接收到运行指令后，检测光伏系统是否可以发电；如果是，则所述光伏空调的运行功率由光伏系统提供；如果否，则进一步检测储能系统是否可以放电；如果可以，则所述光伏空调的运行功率由储能系统提供；如果不可以，则所述光伏空调的运行功率由电网系统提供。

进一步地，检测光伏系统是否可以发电之前，所述方法还包括：确定所述光伏空调接收到电网控制指令；其中，所述电网控制指令用于指示所述电网系统能够为所述光伏空调提供的最大运行功率。

进一步地，如果是，则所述光伏空调的运行功率由光伏系统提供，包括：检测所述光伏系统的发电功率是否满足所述光伏空调的运行功率；如果满足，则根据所述储能系统是否需要充电，调整所述光伏系统的发电功率的分配；如果不满足，则进一步确定所述光伏空调的运行功率是否由所述储能系统、所述电网系统提供。

进一步地，如果满足，则根据所述储能系统是否需要充电，调整所述光伏系统的发电功率的分配，包括：如果满足，则判断所述储能系统是否需要充电；如果需要充电，则在所述光伏系统的发电功率满足所述光伏空调的运行功率之后，将所述光伏系统的剩余功率为所述储能系统充电；如果不需要充电，则控制所述光伏系统的发电功率达到所述光伏空调的运行功率。

进一步地，如果不满足，则进一步确定所述光伏空调的运行功率是否由所述储能系统、所述电网系统提供，包括：如果不满足，则判断所述储能系统是否可以放电；如果可以放电，则所述光伏空调的运行功率由所述光伏系统、所述储能系统一起提供；如果不可以放电，则检测所述电网系统的电能质量是否合格，根据检测结果确定是否由所述电网系统提供所述光伏空调的运行功率。

进一步地，检测所述电网系统的电能质量是否合格，根据检测结果确定是否由所述电网系统提供所述光伏空调的运行功率，包括：如果所述电网系统的电能质量合格，则所述光伏空调的运行功率由所述光伏系统、所述电网系统一起提供；如果所述电网系统的电能质量不合格，则降低所述光伏空调的运行功率至所述光伏系统的最大发电功率。

进一步地，如果所述电网系统的电能质量合格，则所述光伏空调的运行功率由所述光伏系统、所述电网系统一起提供，包括：所述光伏空调的运行功率由所述光伏系统、所述电网系统一起提供；其中，所述电网系统提供的电能不超过预设运行功率限制；之后，判断所述光伏系统、所述电网系统一起提供的电能是否满足所述光伏空调的运行功率；如果仍不满足，则降低所述光伏空调的运行功率至所述光伏系统的最大发电功率和所述电网系统的最大运行功率的总和。

进一步地，如果可以，则所述光伏空调的运行功率由储能系统提供，包括：检测所述储能系统的放电功率是否满足所述光伏空调的运行功率；如果满足，则所述光伏空调的运行功率由所述储能系统提供；如果不满足，则进一步检测所述电网系统的电能质量是否合格，根据检测结果确定是否由所述电网系统提供所述光伏空调的运行功率。

进一步地，检测所述电网系统的电能质量是否合格，根据检测结果确定是否由所述电网系统提供所述光伏空调的运行功率，包括：如果所述电网系统的电能质量合格，则所述光伏空调的运行功率由所述储能系统、所述电网系统一起提供；如果所述电网系统的电能质量不合格，则降低所述光伏空调的运行功率至所述储能系统的最大放电功率。

进一步地，如果所述电网系统的电能质量合格，则所述光伏空调的运行功率由所述储能系统、所述电网系统一起提供，包括：所述光伏空调的运行功率由所述储能系统、所述电网系统一起提供；其中，所述电网系统提供的电能不超过预设运行功率限制；之后，判断所述光伏系统、所述电网系统一起提供的电能是否满足所述光伏空调的运行功率；如果仍不满足，则降低所述光伏空调的运行功率至所述储能系统的最大放电功率和所述电网系统的最大运行功率的总和。

进一步地，如果不满足，则进一步检测所述电网系统的电能质量是否合格，根据检测结果确定是否由所述电网系统提供所述光伏空调的运行功率，包括：如果所述电网系统的电能质量合格，则所述光伏空调的运行功率由所述电网系统提供；如果所述电网系统的电能质量不合格，则控制所述光伏空调停机，并发送故障通知。

进一步地，如果不可以，则所述光伏空调的运行功率由电网系统提供，包括：检测所述电网系统的电能质量是否合格；如果所述电网系统的电能质量合格，则所述光伏空调的运行功率由所述电网系统提供，或者在所述电网系统的电能低于预设值时控制所述光伏空调停机；如果所述电网系统的电能质量不合格，则控制所述光伏空调停机，并发送故障通知。

本发明还提供了一种光伏空调的功率控制装置，用于实现上述的光伏空调的功率控制方法，其中，所述装置包括：

检测模块，用于在光伏空调接收到运行指令后，检测光伏系统是否可以发电；如果否，则进一步检测储能系统是否可以发电；

控制模块，用于在所述光伏系统可以发电的情况下，控制所述光伏空调的运行功率由光伏系统提供；在进一步检测储能系统可以发电的情况下，控制所述光伏空调的运行功率由储能系统提供；在检测储能系统不可以发电的情况下，控制所述光伏空调的运行功率由电网系统提供。

本发明还提供了一种光伏空调，其中，所述光伏空调包括上述的光伏空调的功率控制装置。

本发明还提供了一种光伏空调的功率控制系统，其中，所述系统包括：光伏系统、储能系统、电网系统；还包括：控制系统，用于在光伏空调接收到运行指令后，检测光伏系统是否可以发电；如果是，则所述光伏空调的运行功率由光伏系统提供；如果否，则进一步检测储能系统是否可以发电；如果可以，则所述光伏空调的运行功率由储能系统提供；如果不可以，则所述光伏空调的运行功率由电网系统提供。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现如上述的方法。

应用本发明的技术方案，通过对光伏系统、储能系统、电网系统的监测，智能为光伏空调分配电能，解决了电网系统的电能质量差时空调无法正常工作的问题，在尽可能小的影响电网的情况下，尽量保证空调的正常运行。降低空调运行时产生的电费，保证用户的使用体验。

附图说明

图1是根据本发明实施例的光伏空调的功率控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的电网控制指令的功能示意图；

图3是根据本发明实施例的光伏空调的功率控制装置的结构框图；

图4是根据本发明实施例的光伏空调的功率控制系统的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的光伏空调接收到电网控制指令时运行功率控制的逻辑框图；

图6是根据本发明实施例的光伏空调未接收到电网控制指令时运行功率控制的逻辑框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。

实施例1

图1是根据本发明实施例的光伏空调的功率控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，在光伏空调接收到运行指令后，检测光伏系统是否可以发电；如果是则执行步骤S102，如果否则执行步骤S103；

步骤S102，如果是，则光伏空调的运行功率由光伏系统提供。

步骤S103，如果否，则进一步检测储能系统是否可以放电；如果是则执行步骤S104，如果否则执行步骤S105；

步骤S104，如果可以，则光伏空调的运行功率由储能系统提供；

步骤S105，如果不可以，则光伏空调的运行功率由电网系统提供。

本实施例通过对光伏系统、储能系统、电网系统的监测，智能为光伏空调分配电能，解决了电网系统的电能质量差时空调无法正常工作的问题，在尽可能小的影响电网的情况下，尽量保证空调的正常运行。降低空调运行时产生的电费，保证用户的使用体验。

在上述步骤S102中，光伏系统可以发电的情况下，优先选择光伏系统为光伏空调提供电能，从而节省空调的用电费用。在具体应用时，在考虑光伏系统发电的同时，还可以考虑是否有余量可以为储能系统充电，或者，还可以考虑如果储能系统有储存的电能，则可以与光伏系统一起为光伏空调充电，例如结合“电价峰谷”来确定是否需要使用储能系统中储存的电能，如果此时处于电价高峰时段，则可以确定通过光伏系统、储能系统一起为光伏空调充电，从而尽量降低空调的用电费用。上述步骤S102可以通过以下优选实施方式实现：

步骤S1021，可以先检测光伏系统的发电功率是否满足光伏空调的运行功率；

步骤S1022，如果满足，则根据储能系统是否需要充电，调整光伏系统的发电功率的分配。具体地，如果满足，则判断储能系统是否需要充电；如果需要充电，则在光伏系统的发电功率满足光伏空调的运行功率之后，将光伏系统的剩余功率为储能系统充电；如果不需要充电，则无需通过光伏系统为储能系统充电，控制所述光伏系统的发电功率达到所述光伏空调的运行功率。

步骤S1023，如果不满足，则进一步确定光伏空调的运行功率是否由储能系统、电网系统提供。具体地，判断储能系统是否可以放电；如果可以放电，则光伏空调的运行功率由光伏系统、储能系统一起提供；如果不可以放电，则检测电网系统的电能质量是否合格，根据检测结果确定是否由电网系统提供光伏空调的运行功率。

进一步地，如果电网系统的电能质量不合格，则降低光伏空调的运行功率至光伏系统的最大发电功率。如果电网系统的电能质量合格，则光伏空调的运行功率由光伏系统、电网系统一起提供；其中，所述电网系统提供的电能不超过预设运行功率限制(电网系统对当前所有负荷提出的运行功率限值)。之后，判断光伏系统、所述电网系统一起提供的电能是否满足光伏空调的运行功率；如果仍不满足，则降低光伏空调的运行功率至光伏系统的最大发电功率和电网系统的最大运行功率的总和；如果满足，则不需要对光伏空调的运行功率进行调整。基于此，能够根据电网系统的电能质量控制光伏系统和电网系统的电能分配。如果电网系统的电能质量不佳，则只能降低光伏空调的运行功率，以使得其能够在光伏系统所提供的最大发电功率下运行，从而保证空调的正常运行。

在现有技术中，电网接入负载过多时，一般会要求用电设备降低功率运行，导致空调制冷/制热能力差，容易引起用户的体验变差。通过以上优选实施方式，结合光伏系统、储能系统、电网系统，尽量保证空调的运行功率，同时还保证了电网的稳定性。

对于述步骤S104，在光伏系统不能够发电的情况下，进一步检测储能系统是否可以放电，如果可以放电则光伏空调的运行功率由储能系统提供，具体可以通过以下优选实施方式实现：

步骤S1041，检测储能系统的放电功率是否满足光伏空调的运行功率；

步骤S1042，如果满足，则光伏空调的运行功率由储能系统、电网系统一起提供；其中，所述电网系统提供的电能不超过预设运行功率限制。之后，判断光伏系统、电网系统一起提供的电能是否满足光伏空调的运行功率；如果仍不满足，则降低光伏空调的运行功率至储能系统的最大放电功率和电网系统的最大运行功率的总和。如果满足，则不需要对光伏空调的运行功率进行调整。从而在保证空调正常运行的前提下，保证电网稳定性。

步骤S1043，如果不满足，则进一步检测电网系统的电能质量是否合格，根据检测结果确定是否由电网系统提供光伏空调的运行功率。具体地，如果电网系统的电能质量合格，则光伏空调的运行功率由储能系统、电网系统一起提供；如果电网系统的电能质量不合格，则降低光伏空调的运行功率，直至光伏系统能够满足其运行功率。

基于此，在光伏系统不能够发电的情况下，通过对储能系统和电网系统的检测，保证了光伏空调的正常运行，如果储能系统和电网系统也无法为光伏空调保证其正常运行时的运行功率，则降低光伏空调的运行功率。虽然可能无法达到用户预设温度，但会尽量保证光伏空调不停机，尽量保证用户的使用体验。

在上述步骤S105中，如果光伏系统、储能系统均布可以提供电能，则光伏空调的运行功率由电网系统提供。具体地，检测所述电网系统的电能质量是否合格；如果所述电网系统的电能质量合格，则所述光伏空调的运行功率由所述电网系统提供，或者在所述电网系统的电能低于预设值时控制所述光伏空调停机；如果所述电网系统的电能质量不合格，则控制所述光伏空调停机，并发送故障通知。需要说明的是，上述预设值是电能系统保证光伏空调能够顺利运行的最低电能限额。

基于此，通过对当前电网系统的电能质量进行监测，保证光伏空调在运行时不会出现电网电能质量不良时依旧大功率运行的情况，避免加剧电网电能质量的下降。在光伏空调运行时，降低由于电网电能质量差导致空调无法工作的风险。如果出现电网对连接在其上的负荷进行功率控制，光伏空调的制冷/制热功能可以尽可能小的受到影响，在光伏空调运行时，尽可能小的减少对电网的负担。降低光伏空调使用时产生的高额用电费用。

需要说明的是，检测光伏系统是否可以发电之前，需要确定光伏空调接收到电网控制指令；其中，电网控制指令用于指示电网系统能够为光伏空调提供的最大运行功率。

图2是根据本发明实施例的电网控制指令的功能示意图，如图2所示，电网控制指令可以是0、1、2、3，分别对应四个比例：0％、25％、50％、75％。上述几个比例是指由电网系统为光伏空调提供电能时，其所能提供的最大允许功率占空调正常运行功率的比例。例如，光伏空调的正常运行功率为10千瓦，在接收到电网控制指令1时，则表示当前的电网系统最多能够为光伏空调提供10*0.25＝2.5千瓦的功率。

实施例2

图3是根据本发明实施例的光伏空调的功率控制装置的结构框图，用于实现上述实施例介绍的光伏空调的功率控制方法，如图3所示，该装置包括：

检测模块10，用于在光伏空调接收到运行指令后，检测光伏系统是否可以发电；如果否，则进一步检测储能系统是否可以发电；

控制模块20，用于在光伏系统可以发电的情况下，控制光伏空调的运行功率由光伏系统提供；在进一步检测储能系统可以发电的情况下，控制光伏空调的运行功率由储能系统提供；在检测储能系统不可以发电的情况下，控制光伏空调的运行功率由电网系统提供。

本实施例通过对光伏系统、储能系统、电网系统的监测，智能为光伏空调分配电能，解决了电网系统的电能质量差时空调无法正常工作的问题，在尽可能小的影响电网的情况下，尽量保证空调的正常运行。降低空调运行时产生的电费，保证用户的使用体验。

本实施例还提供了一种光伏空调，该光伏空调包括上述的光伏空调的功率控制装置。

图4是根据本发明实施例的光伏空调的功率控制系统的结构示意图，如图4所示，该系统包括：光伏系统、储能系统、电网系统(交流电网)。图4中的实线部分为电力线，虚线部分为通信线。图4中为光伏空调供电的优先级顺序为：光伏系统＞储能系统＞电网系统(交流电网)。

该系统还包括：控制系统，用于在光伏空调接收到运行指令后，检测光伏系统是否可以发电；如果是，则光伏空调的运行功率由光伏系统提供；如果否，则进一步检测储能系统是否可以发电；如果可以，则光伏空调的运行功率由储能系统提供；如果不可以，则光伏空调的运行功率由电网系统提供。

本实施例通过对光伏空调中的电网控制信号接收模块对电网系统发出的负荷运行功率信号进行接收，并对光伏空调的运行功率进行限制，以及通过电能质量检测模块对电网质量进行检测，改善空调运行时对电网造成的影响，降低空调使用时产生的高额用电费用。

实施例3

图5是根据本发明实施例的光伏空调接收到电网控制指令时运行功率控制的逻辑框图，如图5所示，该方法包括以下步骤：

1)当光伏空调接收到用户的开机运行指令后，首先通过电网控制信号接收模块检测电网是否发出负荷运行功率限制信号(即电网控制指令)，当电网控制信号接收模块接收到电网发出的负荷运行功率限制信号后，光伏空调检测光伏系统是否可以发电，如果满足发电条件，则空调的运行功率优先由光伏系统提供，检测光伏系统的发电功率是否可以满足空调的运行功率，如果可以满足，空调正常按照用户操作运行，能量由光伏系统提供，同时，检测储能系统是否有提出充电请求，如果有充电请求，则光伏系统除了向光伏空调提供能量外，还需向储能系统提供能量；如果储能系统未提出充电请求，则控制光伏系统的发电功率达到光伏空调的运行功率，此时光伏空调的运行功率完全由光伏系统提供，即使电网控制信号为负荷不可消耗能量状态，光伏空调仍然可以正常按照用户操作进行正常使用。

2)当检测到光伏系统的发电功率无法满足光伏空调的运行功率时，开始检测储能系统是否满足发电条件，同时向储能系统发送用电请求，如果储能系统存储有能量，并且接收到了光伏空调的用电请求时，光伏空调的运行功率由光伏系统以及储能系统提供，此时光伏空调可以正常按照用户操作进行正常使用。

3)如果储能系统不可以提供能量，与电网系统侧连接的电能质量监测模块对电网系统的电能质量进行检测，如果电能质量合格，则光伏空调的运行消耗的能量由光伏系统及电网系统提供，电网系统所提供的能量不超过其对当前所有负荷提出的运行功率限值，若光伏系统的发电功率及电网提供的能量仍无法满足实际空调运行情况，则调整光伏空调的运行功率，降低至最大光伏发电功率及电网可提供最大能量的总和；如果电网系统电能质量不合格，则调整光伏空调的运行功率，降低至最大光伏发电功率。

如遇阴雨天气等光伏系统无法正常发电时，光伏空调接收到用户的开机运行指令后，光伏空调会向储能系统发送用电请求，并开始检测储能系统是否可以发电，如果满足发电条件，则开始检测储能系统的放电功率是否可以满足空调运行功率，如果可以，则控制储能系统输出功率至空调所需的用电功率；如无法满足空调运行功率，则通过与电网系统侧连接的电能质量监测模块对电网系统的电能质量进行检测，如果电能质量合格，则空调运行消耗的能量由储能系统及电网系统提供，电网系统所提供的能量不超过其对当前所有负荷提出的运行功率限值，若储能系统的放电功率及电网提供的能量仍无法满足实际空调运行情况，则控制空调运行功率，降低至储能系统可输出最大运行功率及电网可提供最大能量的总和；如果电网系统电能质量不合格，则控制空调运行功率，降低至储能系统可输出的最大运行功率；如果储能系统也无法提供能量，则通过与电网系统侧连接的电能质量监测模块对电网系统的电能质量进行检测，如果电能质量合格，则空调运行消耗的能量由电网系统提供，并控制空调的运行功率降低至电网系统限制的功率；如果电能质量不合格，则光伏空调发送电网故障，此时光伏空调完全无法使用。

图6是根据本发明实施例的光伏空调未接收到电网控制指令时运行功率控制的逻辑框图，其与图5的区别在于：当光伏空调未接收到电网控制指令时，光伏空调的用电功率将不在受到任何限制，可以按照当前用户的操作，按实际情况进行最大运行功率运行，以便尽快达到用户的操作要求。此时为空调供电的优先级为光伏系统＞储能系统＞电网系统，以达到降低光伏空调运行时产生的电费的目的。同时，也不需要对电网的电能质量进行检测，在储能系统无法放电时，光伏空调的运行功率由光伏系统、电网系统提供即可。在光伏系统不可以发电、储能系统不可以放电的情况下，空调的运行功率全部由电网系统提供。

实施例4

本发明实施例提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。

本发明实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的光伏空调的功率控制方法。

上述存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。