[發(fā)明專利]一種光伏揚水系統(tǒng)中智能檢測水位及模糊控制的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310099000.7
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103208777A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 傅定文;趙志舜;付文祥;莊勇;何建國
• 申請（專利權）人: 攀枝花晶能太陽能科技有限公司
• 主分類號: H02H5/00
• 分類號: H02H5/00;H02H5/08
• 代理公司: 昆明慧翔專利事務所 53112
• 代理人: 程韻波;鄧麗春

技術領域

本發(fā)明涉及一種光伏揚水系統(tǒng)中智能檢測水位及模糊控制的方法，屬于太陽能光伏應用技術領域。

背景技術

光伏揚水系統(tǒng)把太陽能光伏組件轉化的直流電直接通過光伏揚水逆變器轉化為可以驅動電機的交流電給光伏水泵提供電力抽水。由于太陽能資源時間分布的不確定性，光伏揚水系統(tǒng)大都是在無人值守的情況下工作，為了保證系統(tǒng)在各種情況下安全可靠運行，在低水位的地方安裝水位檢測裝置以防止光伏水泵在無水的情況下長時間運行而燒毀電機是非常必要的。目前公知的辦法是在低水位水池直接安裝液位傳感器，通過信號線把信號傳送到光伏揚水逆變器，但由于光伏揚水逆變器輸出到光伏水泵的動力線電纜具有很強的電磁干擾，信號線一般需要單獨走線，否則會由于電磁干擾給光伏揚水逆變器輸入不正確的信號，讓系統(tǒng)產生誤判，影響系統(tǒng)的正常工作。而水泵功率過載保護公知的方法是加裝功率過載保護繼電器，但這種保護繼電器一旦起作用后都需要人工干預，并不適合無人值守的光伏揚水系統(tǒng)。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的旨在提供一種光伏揚水系統(tǒng)中智能檢測水位及模糊控制的方法。在光伏揚水系統(tǒng)中設置光伏揚水逆變器，通過光伏揚水逆變器對太陽板方陣的輸出功率進行實時監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)的不同，決定交流輸出的功率和頻率。通過對光伏揚水逆變器的輸出功率、以及水泵的實際功率消耗情況的檢測，智能的判斷下位水池的水位情況及水泵電機的運行情況，實現(xiàn)對光伏水泵電機的運行做出智能的控制，以避免各種損毀電機的可能。

本發(fā)明按以下技術方案實施

系統(tǒng)原理框圖如圖1所示，其包括太陽板方陣1、光伏揚水逆變器2、光伏水泵3、功率和頻率檢測4。其是通過光伏揚水逆變器2對太陽板方陣1的輸出功率進行實時監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)的不同，決定交流輸出的功率和頻率，如果光伏水泵3的運行處于正常情況，不管當前太陽板方陣1的輸出功率是多少，都可得到對應該功率下正常范圍的交流輸出功率和頻率。當下位水池的水位下降到光伏水泵3抽不到水時，光伏水泵3消耗的功率瞬間下降，光伏揚水逆變器2的輸出頻率會因為空載而增加，這時功率和頻率檢測4將會檢測到這些變化量，并把這些變化量傳輸給光伏揚水逆變器2，如果這些變化量大到一定的程度，便確認光伏水泵3空載情況發(fā)生，由此判斷水位下降到無水可抽，則光伏揚水逆變器2立即停止交流輸出，光伏水泵3停止抽水；同樣，當光伏水泵3被泥沙或雜質阻塞時，光伏水泵3的消耗功率也瞬間增加，光伏揚水逆變器2的輸出頻率會因為過載而減小，這時功率和頻率檢測4將會檢測到這些變化量，并把這些變化量傳輸給光伏揚水逆變器2，如果這些變化量達到一定程度時，便確認光伏水泵過載情況發(fā)生，光伏揚水逆變器2立即停止交流輸出，光伏水泵3停止抽水。

系統(tǒng)電路連接如圖2所示，太陽板方陣1的正極輸出端PV1+連接到光伏揚水逆變器2的正極輸入端PV2+，太陽板方陣1的負極輸出端PV1-連接到光伏揚水逆變器2的負極輸入端PV2-，光伏揚水逆變器2的交流輸出端U、V和W連接到光伏水泵3，光伏揚水逆變器2的交流輸出端U、V和W接到功率和頻率檢測4，功率和頻率檢測4的輸出端P+和P-分別連接到光伏揚水逆變器2的A、B端。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果：

本發(fā)明根據(jù)光伏揚水逆變器2的交流輸出功率和頻率的理想值范圍，結合其實際輸出給光伏水泵3的功率和頻率，通過模糊控制方法預設程序來判定光伏水泵3的實際工作情況，實時對光伏水泵3運行過程中發(fā)生的各種異常情況做出響應，保證光伏水泵系統(tǒng)運行的穩(wěn)定可靠。因此本發(fā)明無需外加水位傳感器就能檢測下位水池的水位情況以及水泵的功率消耗情況，減少了水位傳感器信號線單獨布線工程量以及電磁干擾引起了系統(tǒng)誤動作，使光伏水泵系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定可靠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理框圖，其中1為太陽板方陣、2為光伏揚水逆變器、3為光伏水泵、4為功率和頻率檢測。

圖2為本發(fā)明的電路連接圖。

具體實施方式

實施例1：低水位，空載判定

參照圖1和圖2，當下位水池的水位下降到光伏水泵3抽不到水時，光伏水泵3消耗的功率瞬間下降，光伏揚水逆變器2的輸出頻率會因為空載而增加，這時功率和頻率檢測4將會檢測到這些變化量，并把這些變化量傳輸給光伏揚水逆變器2，運用模糊控制理論先在光伏揚水逆變器2中預設程序，如果這些變化量大到一定的程度，便確認光伏水泵3空載情況發(fā)生，由此判斷水位下降到無水可抽，則光伏揚水逆變器2立即停止交流輸出，光伏水泵3停止抽水。

實施例2：過載判定

參照圖1和圖2，當光伏水泵3被泥沙或雜質阻塞時，光伏水泵3的消耗功率瞬間增加，光伏揚水逆變器2的輸出頻率會因為過載而減小，這時功率和頻率檢測4將會檢測到這些變化量，并把這些變化量傳輸給光伏揚水逆變器2，同樣運用模糊控制理論先在光伏揚水逆變器2中預設程序，如果這些變化量達到一定程度時，便確認光伏水泵過載情況發(fā)生，光伏揚水逆變器2立即停止交流輸出，光伏水泵3停止抽水。