光伏直驱变频离心机系统

——世界名牌格力空调——《光伏直驱变频离心机系统》——世界名牌格力空调——目录一、研究背景二、系统方案及技术创新四、综合对比及系统优势五、社会与经济效益分析三、技术评价——世界名牌格力空调——研究背景1——世界名牌格力空调——1.1实现公共建筑节能目标，降低空调能耗是关键4在《能源发展“十二五”规划》中，明确提出要实现公共建筑单位面积能耗下降10%，大型公共建筑能耗降低15%的目标；在公共建筑能耗中，建筑空调系统能耗占比达到。50%商品能源总消费建筑能耗空调能耗100%25%50%1、研究背景——世界名牌格力空调——2005200620092011格力离心机自主研发之路中国家电行业首台拥有自主知识产权的离心机，IPLV=6.7磁悬浮离心机组，极限能效比达到13世界首台高效离心机经清华大学、中国制冷学会等机构联合鉴定为“国际领先”。IPLV=9.6世界首台高速大功率永磁同步变频离心机，经5位院士、8名专家组成的评审团联合鉴定为“国际领先”。IPLV=11.68201351、研究背景——世界名牌格力空调——6高速电机直驱双级叶轮“低稠度”叶片扩压器高速永磁同步变频调速电机全工况“宽频”气动设计技术四象限机载变频器双级压缩补气增焓比常规中央空调产品节能以上，是迄今为止最为节能的大型中央空调；入选“2011中国应对气候变化和低碳发展十大新闻”；2012年，列入《国家重点节能技术推广目录（第五批）》。六大核心技术冷量范围：250~1100RT40%格力高效永磁同步变频离心机1、研究背景——世界名牌格力空调——1.2光伏产业的迅猛发展Page7020，00040，00060，00080，000100，000120，00020002001200220032004200520062007200820092010201120122012年，全球装机总量为102,156MW；中国装机总量为8300MW。75180788796499310031108115012261306159020982098n/an/an/an/a1112325711926011924425262708010014030080033008300146178225290394501650863120917522780495987173554956869161198150018252096263133734956762812397129262396598130522893281531011020168503047252884700431400176522352820395253646946952116229236054067071061102156其余国家中东与非洲中国美国亚太地区欧洲全部1,4001,7652,2352,8203,9525,3646,9469,52116,22923,60540,67071,061102,15671、研究背景——世界名牌格力空调——随着光伏发电技术的不断进步，光伏发电有可能是最具发展前景的发电技术之一；据欧洲联合研究中心（JRC）预测，预计在2050年，全球太阳能发电占总能源比重将达到2030年2040年2100年太阳能发电占总能源比重10%20%60%200020102020203020402100年2040地热能其他可再生能源太阳热能光伏及太阳热能发电风能生物质能（现代）生物质能（传统）水电核能天热气煤炭石油一次能源消费/EJ/a02004006008001000120014001600EPIA预测：全球太阳能发电增长趋势8光伏发电行业前景24%1、研究背景——世界名牌格力空调——9光伏发电国家政策支持《可再生能源发展“十二五”规划》指出，加快太阳能发电技术进步，推动太阳能多元化利用，支持建设以自发自用为主要方式的分布式光伏发电；《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》中，对光伏电站按照发电量进行电价补贴政策，补贴标准为0.42元/kWh，分布式光伏发电具有安全、稳定、高效的特点，是国家对光伏发电的主要推广形式；我国太阳能资源丰富，光伏投资成本逐年递减，2030年将达到0.7元/kWh，可望成为千家万户用得起的“百姓能源”。综合来讲，光伏发电已具备大规模推广的条件。1、研究背景——世界名牌格力空调——10取之不尽用之不竭绿色可再生能源光伏发电1、研究背景——世界名牌格力空调——11大型中央空调节能之最格力高效永磁同步变频离心机1、研究背景——世界名牌格力空调——12强强联合：光伏发电+永磁同步变频离心机1、研究背景——世界名牌格力空调——13光伏发电与空调系统结合，优势明显05:3006:3007:3008:3009:3010:3011:3012:3013:3014:3015:3016:3017:3018:30太阳辐射指数()0.00119.00224.00578.00339.00240.00302.00328.00463.00595.00534.00256.00154.0019.00系统发电量0.0016.3063.90205.10115.8083.60107.00122.40183.10253.60261.4097.5047.907.30大楼耗电量2.101.972.16179.30148.56172.85189.91146.48141.73174.52175.53169.991.982.090.00100.00200.00300.00400.00500.00600.00700.00某城市某天太阳辐射强度、光伏发电和空调耗电量变化曲线太阳辐射强度、光伏发电量、空调耗电量三者趋势相匹配，季节适应性强，电能利用率高。1、研究背景——世界名牌格力空调——光伏发电与变频离心机结合的研究意义研制出光伏发电与永磁同步变频离心机结合的系统，填补国内外技术空白，提升企业自主创新的能力和国际竞争力；两者的结合可从开源、节流两方面实现建筑节能，是一种新型的分布式发用电方式；光伏发电量曲线与离心机耗电量曲线趋势一致，两者季节适应性强，可有效避开用电高峰期，减小电网压力。光伏发电与变频离心机的结合，将推动暖通行业和光伏行业的双向发展，进一步促进国家建筑节能减排工作的开展。141、研究背景——世界名牌格力空调——系统方案及技术创新2——世界名牌格力空调——162.1系统方案电池阵列汇流单元并网逆变器（常规光伏发电）直流母线380V市电DCACACDC机载换流器光伏发电系统变频离心机系统常规方案一：常规光伏发电+变频离心机变压器离心压缩机电流要经过3次转换，能量损失达到6%~8%以上。且无创新性可言，没有研究意义DCAC2、系统方案及技术创新一次换流二次换流三次换流——世界名牌格力空调——172.1系统方案2、系统方案及技术创新增加零件/设备损失2%效率无法实现能量双向流动电池阵列汇流单元直流母线380V市电DCACACDC机载换流器常规方案二：光伏直流电直供变频离心机，中间增加DC/DC稳压设备变压器离心压缩机DCDC稳压单元光伏发电系统变频离心机系统——世界名牌格力空调——电池阵列汇流单元直流母线DCACACDC机载换流器182.1系统方案创新设计方案：离心压缩机并网逆变器（常规光伏发电）380V市电变压器2DCAC变压器1DCDC稳压单元380V市电2、系统方案及技术创新如何确保大功率离心机负载稳定运行如何保证光伏电池组件最大化发电电能富余或者不足如何处理光伏系统与变频离心机系统如何优化匹配光伏发电系统变频离心机系统发用电一体化监控系统光伏直驱变频离心机系统——世界名牌格力空调——动态负载跟踪MPPT控制技术PAWM交错控制技术三元换流技术光伏微网及暖通群控发用电一体化管理技术五大核心技术光伏直驱变频离心机系统19光伏直驱变频离心机技术2.2技术创新2、系统方案及技术创新——世界名牌格力空调——发明了光伏直驱变频离心机系统，将光伏直流电直接并入变频离心机机载换流器的直流母线，光伏能直驱利用率可达99%，相比传统的光伏发电+离心机模式省去了上网和供电时进行交/直流电变换的能量损耗，提升效率6%～8%。光伏逆变器ACDCDCAC机载换流器汇流单元电池阵列直流母线2直流母线1能量流向DCAC3AC3φ380市电并网逆变器M离心压缩机ACφ38033DCDC202.2.1光伏直驱变频离心机技术2、系统方案及技术创新——世界名牌格力空调——首创三元换流技术，建立了光伏发电系统、变频离心机负载和公用电网三者之间的三元换流模型，研制了一种双向变流集成模块，实现了电能在直流侧双向流动、多路混合，以及发用电动态切换时间小于10ms。系统可实时切换五种运行模式，保证系统在任何能量变化的情况下都能稳定运行。212.2.2三元换流技术·负载系统电网系统机载换流器光伏组件汇流配电光伏系统_dcgridi_dcloadipvipvPgridPloadPpvvdcvgridiloadi2、系统方案及技术创新——世界名牌格力空调——针对光伏发电的不稳定变化，提出了新型动态负载跟踪MPPT（MaximumPowerPointTracking）控制技术，集成MPPT控制功能和DC/AC整流功能，无需传统光伏空调的DC/DC稳压环节，实时跟踪并控制光伏发电为功率最大化状态，并实现离心机对光伏电能的优先利用。222.2.3动态负载跟踪MPPT技术光伏模块直流汇流直流配电负载电网机载换流器光伏空调工作模式电流检测电压检测集成控制器直流母线检测2、系统方案及技术创新——世界名牌格力空调——首创PAWM（PulseAmplitude-WidthModulation）交错控制技术，能实时响应光伏电压的快速变化和离心压缩机负载的动态需求，实现变频离心压缩机调频调压的自适应控制，保障系统的稳定和可靠运行。232.2.4PAWM交错控制技术2、系统方案及技术创新——世界名牌格力空调——研制了光伏微网及暖通群控发用电一体化管理系统，实现了发用电一体化智能管理。达到智能管理和最优化运营目标。通过分析太阳辐照度和光伏发电量关系以及空调负载和太阳辐照度的匹配关系，自动调整运行控制策略，调度光伏发电与暖通耗电联动运行，提高自发自用匹配度及光伏能直驱利用率。242.2.5光伏微网及暖通群控发用电一体化管理技术光伏直驱变频离心机系统发用电一体化管理平台服务器网络交换机市网防逆流检测装置ACDC直流配电单元光伏防雷汇流箱光伏电池板阵列ACDC交流配电单元光伏直驱变频离心机组光伏直驱变频离心机系统（可扩展）中央空调群控控制柜冷冻水泵冷却水泵冷却塔风机电动蝶阀各类传感器各楼层楼空调末端冷源系统设备数字电表（每台设备一个）空调末端设备数字电表（每个区域一个）BACnetIPIO控制点Modbus485Modbus485Modbus485交流配电单元ACDC直流配电单元光伏防雷汇流箱光伏电池板阵列纯光伏系统（可选配）光伏气象站客户端1客户端nIPEthernet变压器机载换流器逆变器变压器Modbus485空调辅助设备及末端Modbus485管理层控制层设备层2、系统方案及技术创新——世界名牌格力空调——通过以上的发明和创新，实现了光伏发电系统、变频离心机系统、发用电一体化管理系统（集成光伏微网和暖通群控）三个部分的集合，光伏直流电直接经过离心机机载换流器就能驱动离心压缩机运行，系统效率提升6%-8%，光伏能利用率可达99%。并且，系统可根据光伏发电及离心机运行的实际情况，实现5种工作模式的实时切换，保证系统在任何能量变化的情况下都能稳定运行。252、系统方案及技术创新——世界名牌格力空调——380V市电DCAC汇流单元ACDC能力流向直流母线直流母线机载换流器262.3.1纯光伏发电工作模式空调停止运行时，该系统=电站，电能全部并网电池阵列变压器光伏微网及暖通群控发用电一体化监控系统2、系统方案及技术创新离心压缩机——世界名牌格力空调——电池阵列380V市电DCAC汇流单元ACDC能力流向直流母线机载换流器2.3.2纯空调工作模式27光伏发电功率=0时，完全由