[發明專利]光伏水泵控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201611247630.4
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106712643B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 金辛海;李武君;王亮平
• 申請（專利權）人: 上海新時達電氣股份有限公司;上海辛格林納新時達電機有限公司
• 主分類號: H02P27/04
• 分類號: H02P27/04;H02S10/00;F04B49/06
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

1.一種光伏水泵控制方法，應用于光伏水泵系統，其特征在于，

所述光伏水泵系統包括：

用于提供光伏電能的光伏陣列；

直接連接于所述光伏陣列且用于升高母線電壓的升壓電路；以及，

用于將所述母線電壓變換為交流電壓以驅動水泵電機的逆變電路；

所述光伏水泵控制方法包括：

實時檢測所述光伏陣列的輸出功率、輸出電壓以及所述水泵電機的工作參數；其中，所述工作參數包括：水泵轉速；

根據檢測到的所述光伏陣列的輸出功率、輸出電壓以及所述水泵電機的工作參數控制所述升壓電路輸出的母線電壓與所述輸出電壓的倍數維持在預設區間內；

在實時檢測所述光伏陣列的輸出功率、輸出電壓以及所述水泵電機的工作參數之前，還包括：

跟蹤所述光伏陣列的最大功率點；

根據所述光伏陣列的最大功率點的輸出功率和所述水泵電機的工作參數對所述水泵電機進行控制；

所述根據所述光伏陣列的最大功率點的輸出功率和所述水泵電機的工作參數對所述水泵電機進行控制，具體包括：

若所述光伏陣列的最大功率點的輸出功率大于或者等于所述水泵電機的額定輸出功率與預設功率值之和，則運行速度控制模式；其中，所述速度控制模式用于將所述水泵電機的當前轉速調節至所述水泵電機的額定轉速；

若所述光伏陣列的最大功率點的輸出功率小于所述水泵電機的額定輸出功率，則運行轉矩控制模式；其中，所述轉矩控制模式用于控制所述水泵電機的輸出轉矩跟隨所述光伏陣列的最大功率點。

2.根據權利要求1所述的光伏水泵控制方法，其特征在于，所述預設區間為[1.1，1.5]。

3.根據權利要求1或2所述的光伏水泵控制方法，其特征在于，所述根據檢測到的所述光伏陣列的輸出功率、輸出電壓以及所述水泵電機的工作參數控制所述升壓電路輸出的母線電壓與所述輸出電壓的倍數維持在預設區間內，具體包括：

根據所述水泵轉速估算所述升壓電路需要提供的母線電壓最小值；

將所述升壓電路的母線電壓與所述光伏陣列的輸出電壓的倍數控制在預設區間內，以使得所述升壓電路的母線電壓大于或者等于所述母線電壓最小值。

4.根據權利要求1所述的光伏水泵控制方法，其特征在于，所述控制所述水泵電機的輸出轉矩跟隨所述光伏陣列的最大功率點，具體包括：

采用最大功率點跟蹤擾動得到所述最大功率點；

計算得到所述最大功率點對應的一個基準電壓；

對所述基準電壓與光伏陣列的輸出電壓的差值進行比例積分調節得到所述水泵電機運轉所需的轉矩電流給定值；

采用開環轉矩矢量控制算法控制所述水泵電機跟蹤所述光伏陣列的最大功率點。

5.根據權利要求4所述的光伏水泵控制方法，其特征在于，將所述水泵電機的當前轉速調節至所述水泵電機的額定轉速，具體包括：

暫停所述最大功率點跟蹤擾動，對所述基準電壓與光伏陣列的輸出電壓的差值進行比例積分調節得到速度補償量；

獲取水泵電機的當前轉速；

將所述速度補償量疊加至所述當前轉速；

對疊加后的速度進行開環速度控制及電流矢量控制。

6.根據權利要求5所述的光伏水泵控制方法，其特征在于，在所述將所述速度補償量疊加至所述當前轉速之后，還包括：

若疊加后的轉速大于或者等于水泵電機的額定轉速，則控制所述水泵電機工作于額定轉速。

7.一種光伏水泵控制裝置，應用于光伏水泵系統，其特征在于，所述光伏水泵系統包括：用于提供光伏電能的光伏陣列；

直接連接于所述光伏陣列且用于升高母線電壓的升壓電路；以及，

用于將所述母線電壓變換為交流電壓以驅動水泵電機的逆變電路；

所述光伏水泵控制裝置包括：

檢測模塊，用于實時檢測所述光伏陣列的輸出功率、輸出電壓以及所述水泵電機的工作參數；其中，所述工作參數包括：水泵轉速；

第一控制模塊，用于根據檢測到的所述光伏陣列的輸出功率、輸出電壓以及所述水泵電機的工作參數控制所述升壓電路輸出的母線電壓與所述輸出電壓的倍數維持在預設區間內；

所述光伏水泵控制裝置還包括：

跟蹤模塊，用于跟蹤所述光伏陣列的最大功率點；

第二控制模塊，用于根據所述光伏陣列的最大功率點的輸出功率和所述水泵電機的工作參數對所述水泵電機進行控制；

所述第二控制模塊具體用于若所述光伏陣列的最大功率點的輸出功率大于或者等于所述水泵電機的額定輸出功率與預設功率值之和，則運行速度控制模式；其中，所述速度控制模式用于將所述水泵電機的當前轉速調節至所述水泵電機的額定轉速；

若所述光伏陣列的最大功率點的輸出功率小于所述水泵電機的額定輸出功率，則運行轉矩控制模式；其中，所述轉矩控制模式用于控制所述水泵電機的輸出轉矩跟隨所述光伏陣列的最大功率點。