【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热泵系统，具体为一种光伏热泵直连系统及热能装置。
技术介绍
1、光伏系统与热泵电联系统中，一般采用光伏系统逆变交流与电网并联，热泵从电网取电。光伏系统发电为热泵及其他用电设备供电，在发电有盈余的情况下，进行馈网获取收益。在光伏发电功率较小时，电网输入补充为热泵及其他用电设备供电。
2、典型的光伏热泵系统如图1所示，由光伏系统和热泵系统组成。当光照强度较强时，p_pv(光伏系统发电功率)≥p_hp(热泵系统用电功率)，光伏系统输出供热泵系统用电，发电功率有盈余，此时p_surplus(发电盈余功率)将进行馈网，以提高光伏发电的利用率。
3、当光照强度较弱或无光照时，p_pv＜p_hp，光伏发电功率将全部输出至热泵用电，此时根据热泵的用电功率，电网将补充光伏发电功率不足的功率部分p_grid。即p_hp＝p_pv+p_grid，以维持热泵系统的正常运行。
4、上述为典型的光伏热泵系统。一般光伏系统发电直接与电网并联，热泵系统从光伏系统与电网公共连接点或电网侧取电。因此典型的光伏热泵系统仅仅是将两个系统根据电网处的公共连接点，组合在一起。
5、热泵压缩机从光伏阵列发电输入供电，供电路径包括光伏控制器、光伏逆变器、热泵及变频器四级电源转换。热泵压缩机从光伏输入供电需要经过四级电源转换，将导致更多的电能损耗，因此从发电至用电转换效率较低。
6、现有技术中，专利公开号为cn118168183a的专利技术专利，公开一种光伏驱动交直流混用热泵系统及其控制方法，包括光伏驱动
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于：解决从光伏系统至热泵系统用电转换效率较低的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种光伏热泵直连系统，包括：光伏系统和热泵系统；光伏系统包括光伏阵列和光伏控制器，热泵系统包括变频器和储能组件；光伏阵列、光伏控制器、变频器和储能组件依次连接。
4、优点：将光伏控制器与变频器直接连接，减少光伏逆变器的电源转化，缩短光伏系统至热泵系统用电转换路径，提高发电至用电的转换效率。
5、在本专利技术的一实施例中，热泵系统还包括ac/dc模块；ac/dc模块的输入端与电网连接，输出端与变频器连接；
6、其中，光伏控制器将光伏阵列输入，转换成目标电压为u_pv；ac/dc模块将电网输入，转换为稳定的直流电压，恒压输出电压为u_dc。
7、在本专利技术的一实施例中，采用动态调整供电模式，动态调整供电模式包括光伏供电模式、光伏及电网并网供电模式、电网供电模式的任一一种。
8、在本专利技术的一实施例中，光伏供电模式为：
9、当光伏发电功率p_pv≥热泵系统用电功率p_hp，且目标电压u_pv大于恒压输出电压u_dc时；变频器的输入全部由光伏控制器供电。
10、在本专利技术的一实施例中，光伏及电网并网供电模式为：
11、当光伏发电功率p_pv＜热泵系统用电功率p_hp，且光伏控制器输出功率达到光伏阵列发电的最高功率p_pvmax时；
12、热泵系统用电功率p_hp逐渐减小，若最高功率p_pvmax≥热泵系统最小功率p_hpmin，则热泵系统将维持与最高功率p_pvmax等同的功率下工作；
13、若最高功率p_pvmax＜热泵系统最小功率p_hpmin，则目标电压u_pv将自动降低至u_pv＝u_dc，电网输入通过ac/dc模块将自动补充光伏控制器输出不足功率部分p_pvmax+p_grid＝p_hpmin；其中，p_grid表示为从电网通过ac/dc模块补充的用电功率。
14、根据直流并联供电的特性(直流可以直接并联，不需要考虑没有相位问题)，自动由供电输入高的优先进行供电，因此并网时，要考虑电压匹配，除了要考虑最高功率p_pvmax＜热泵系统最小功率p_hpmin，还要满足u_pv＝u_dc。
15、在本专利技术的一实施例中，电网供电模式为：当光伏发电功率p_pv为0时，则变频器的输入全部由电网供电。
16、在本专利技术的一实施例中，光伏控制器自动跟踪光伏阵列发电的最高功率p_pvmax，且恒定工作于最高功率p_pvmax。光伏控制器始终工作在最高功率，充分的利用发电功率。
17、在本专利技术的一实施例中，光伏阵列额定功率为热泵系统工作的平均功率。本专利技术为了缩短电能转换路径，去掉了光伏逆变器，同时，也去掉了若光伏发电功率有盈余，进行馈网的路径。为了避免光伏发电功率浪费，将光伏阵列额定功率为热泵系统工作的平均功率，弃功率接近为0。
18、在本专利技术的一实施例中，若光伏系统再次发电，则供电模式将自动转换为光伏供电模式或光伏、电网并网供电模式。
19、本专利技术还提供一种热能装置，包括上述所述的光伏热泵直连系统和热能使用装置；其中，储能组件与热能使用装置连接。在本实施例中，热能使用装置可以包括生活用热水、地暖供热等。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
21、实施例1中：
22、缩短光伏发电至热泵用电转换路径，实现光伏与热泵的直连系统，以提高光伏发电的转换效率；配置的光伏阵列额定功率为热泵工作平均功率，无需配置光伏逆变器，降低了光伏发电系统的配置成本，通过调节热泵功率，控制水箱储能，以充分利用光伏发电。
23、实施例2中：
24、缩短光伏发电至热泵用电转换路径，实现光伏与热泵的直连系统，以提高光伏发电的转换效率；光伏逆变器与热泵ac/dc二合为一，减少硬件配置成本。配置的光伏阵列额定功率可大于热泵工作功率，盈余发电量向电网馈网发电获取收益；即降低了光伏直连热泵系统的配置成本，又优化了发电收益。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种光伏热泵直连系统，其特征在于，包括：光伏系统和热泵系统；光伏系统包括光伏阵列和光伏控制器，热泵系统包括变频器和储能组件；光伏阵列、光伏控制器、变频器和储能组件依次连接。
2.根据权利要求1所述的光伏热泵直连系统，其特征在于，热泵系统还包括AC/DC模块；AC/DC模块的输入端与电网连接，输出端与变频器连接；
3.根据权利要求2所述的光伏热泵直连系统，其特征在于，采用动态调整供电模式，动态调整供电模式包括光伏供电模式、光伏及电网并网供电模式、电网供电模式的任一一种。
4.根据权利要求3所述的光伏热泵直连系统，其特征在于，光伏供电模式为：
5.根据权利要求3所述的光伏热泵直连系统，其特征在于，光伏及电网并网供电模式为：
6.根据权利要求3所述的光伏热泵直连系统，其特征在于，电网供电模式为：当光伏发电功率P_PV为0时，则变频器的输入全部由电网供电。
7.根据权利要求1所述的光伏热泵直连系统，其特征在于，光伏控制器自动跟踪光伏阵列发电的最高功率P_PVMAX，且恒定工作于最高功率P_PVMAX。
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。