[發明專利]大流量多級太陽能光伏水泵智能系統

無效

• 申請號: 201210440830.7
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN102966509A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 向昱任;馬躍
• 申請（專利權）人: 歐貝黎新能源科技股份有限公司
• 主分類號: F04B17/00
• 分類號: F04B17/00;F04B49/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及太陽能光伏水泵技術領域，具體涉及一種采用太陽能光伏為動力的大流量多級太陽能光伏水泵智能系統。

背景技術：

水資源是人類生產生活的關鍵資源，對水資源的開發利用一直是社會關注的焦點。

太陽能光伏水泵系統是一種利用光伏發電技術驅動水泵實現水資源利用的裝置，可以解決遠離電網地區的生產生活用水問題。

傳統大功率光伏水泵系統，由于太陽光照存在一定的不穩定性，導致系統功率輸出不穩定，在較大的范圍內波動，致使水泵的無法保持高效運行，時常出現啟停操作，影響了系統壽命；同時由于水泵的有效運行功率范圍限制了系統的運行時間，造成了資源的浪費。

發明內容：

本發明的目的是提供一種大流量多級太陽能光伏水泵智能系統，它可用于遠離電網的偏遠地區的取水問題，也可以用于污水處理等領域，具有系統效率高、成本低、維護方便等特點。

為了解決背景技術所存在的問題，本發明是采用如下技術方案：它包含太陽能電池組1、光伏逆變器2、智能邏輯控制器3、變頻控制器4、軟啟動控制器5、寬運行功率水泵6、高效率大流量水泵機組7、蓄電池組8，太陽能電池組1與光伏逆變器2連接，光伏逆變器2分別與智能邏輯控制器3、蓄電池組8連接，智能邏輯控制器3分別與數個變頻控制器4、數個軟啟動控制器5連接，數個變頻控制器4分別與數個寬運行功率水泵6連接，數個軟啟動控制器5分別與數個高效率大流量水泵機組7連接。

所述的智能邏輯控制器3是智能系統控制中樞，據逆變器端輸出的實時監控信號，通過控制寬運行功率水泵6工作頻率、高效率大流量水泵機組7啟停、蓄電池的充放電過程，合理分配系統功率，保證揚水系統日出水量及系統的穩定高效運行。

所述的光伏逆變器2具有MPPT功能以實現光伏方陣的最大輸出，該逆變器可具有交流接入端口或蓄電池電池充放電接入端口。在應急情況下可采用外部交流電源接入維持系統的運行；其蓄電池沖放電功能受智能邏輯控制器3控制。

所述的變頻控制器4為一臺或多臺泵用變頻控制器，具有控制信號輸出和反饋功能，可與智能邏輯控制器3進行通訊，可根據智能邏輯控制器3命令實現控制水泵的實時變頻控制。

所述的軟啟動控制器5為一臺或多臺泵用軟啟動控制器，可在智能邏輯控制器3控制下實現起控制水泵的軟啟動和軟停機。

所述的寬運行功率水泵6為大功率水泵，能在較寬的功率波動范圍內能通過變頻控制實現高效穩定運行，滿足實際工作環境的揚水要求。

所述的高效率大流量水泵機組7為一臺或多臺高效率大流量水泵，由軟啟動控制器5控制運行，具有較高的穩定運行效率和長壽命。

所述的蓄電池組8為太陽能光伏系統專用蓄電池組，根據系統實際的運行，配置其容量大小，可配置為零。

本發明的運行控制方式為：

啟動控制過程采用逐級啟動模式，在低光照情況下，優先采用變頻控制器4變頻啟動寬運行功率水泵6；并隨著日照的增強、輸出功率的增大，當接近變頻啟動寬運行功率水泵6的最大運行功率時，智能邏輯控制器3開始協調控制變頻控制器4和軟啟動控制器5平衡系統功率，逐漸調低變頻啟動寬運行功率水泵6功率的同時啟動高效率大流量水泵機組7中水泵并增大功率直至額定，后期隨著日照增強重復以上操作直至高效率大流量水泵機組7中各水泵完全運行。

功率波動調節控制采用波動分級吸收，當日照出現波動導致系統功率波動后，在小于變頻啟動寬運行功率水泵6額定功率范圍內的波動，由3智能邏輯控制器通過變頻控制器4變頻降低寬運行功率水泵6運行功率，由寬運行功率水泵6吸收系統的功率波動；當系統功率波動大于變頻啟動寬運行功率水泵6額定功率，智能邏輯控制器3優先停止高效率大流量水泵機組7中一個或多個水泵，并同時調節變頻啟動寬運行功率水泵6功率以維持系統的功率平衡。

停止調節控制過程采用逐級停止模式，當智能邏輯控制器3通過邏輯判定光伏系統輸出功率已隨日照減弱到一定程度啟動停止模式，協調控制變頻控制器4和軟啟動控制器5，優先關閉高效率大流量水泵機組7中單一水泵，通過變頻控制維持變頻啟動寬運行功率水泵6運行來平衡系統功率，隨著系統功率的進一步下降重復以上操作直至只有變頻啟動寬運行功率水泵6運行，關閉變頻啟動寬運行功率水泵6。

特殊調節控制分為應急控制和特殊邏輯控制，應急控制在系統過載、功率變換過于頻繁和外部電源接入的情況下采用的系統保護功能；特殊邏輯控制為滿足系統的特殊要求，如恒壓控制，周期性供水的情況下的控制模式。