[發明專利]太陽能沙漠灌溉供電系統及其容錯控制方法

有效

• 申請號: 201910869891.7
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN110447505B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 徐凱;向易;吳仕勛;楊銳
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;A01G25/00
• 代理公司: 重慶乾乙律師事務所 50235
• 代理人: 侯懋琪;李劍鋒

本發明公開了一種太陽能沙漠灌溉供電系統，所述太陽能沙漠灌溉供電系統包括兩組光伏發電陣列、主泵電機、輔泵電機、三相逆變器、單相逆變器、故障檢測單元、開關陣列模塊和控制模塊；本發明的有益技術效果是：提出了一種太陽能沙漠灌溉供電系統及其容錯控制方法，該方案可使灌溉系統能在故障條件下持續運行，降低故障對相應灌溉區域的影響。

技術領域

本發明涉及一種沙漠地區太陽能灌溉技術，尤其涉及一種太陽能沙漠灌溉供電系統及其容錯控制方法。

背景技術

隨著技術的發展，在靠近水源的沙漠地區種植植被或農作物已成為現實，典型的手段是，采用光伏發電為水泵電機提供電能，然后由水泵將水源處的水輸送至種植區進行灌溉；存在的問題是：眾所周知，三相電機的性能較單相電機更優，但是，三相電機及其前端的設備和線路都更為復雜，出現故障的概率更大，沙漠地區由于地處偏遠、環境惡劣，太陽能灌溉系統通常采用無人值守的自動灌溉系統，設備一旦發生故障，檢修人員需要較長的時間才能到達現場，在這種環境下，三相電機如果出現缺相故障，只能使其自動關閉（三相電機長時間處于缺相狀態會燒毀電機），而電機關閉后，由于得不到灌溉，相應植物也會迅速干枯死亡，造成損失。

發明內容

針對背景技術中的問題，本發明提出了一種太陽能沙漠灌溉供電系統，其創新在于：所述太陽能沙漠灌溉供電系統包括兩組光伏發電陣列、主泵電機、輔泵電機、三相逆變器、單相逆變器、故障檢測單元、開關陣列模塊和控制模塊；所述主泵電機為三相電機；所述輔泵電機為單相電機；

第一光伏發電陣列的輸出端與三相逆變器的輸入端連接，第二光伏發電陣列的輸出端與單相逆變器的輸入端連接；

三相逆變器的三相輸出端與主泵電機的三相輸入端連接，同時，三相逆變器的三相輸出端與故障檢測單元連接；單相逆變器的輸出端與故障檢測單元連接；

單相逆變器的輸出端與開關陣列模塊連接；輔泵電機的輸入端與開關陣列模塊連接，主泵電機的三相輸入端與開關陣列模塊連接；

三相逆變器、單相逆變器、故障檢測單元和開關陣列模塊均與控制模塊；

所述控制模塊能通過故障檢測單元對三相逆變器是否出現缺相故障進行檢測，同時，控制模塊能通過故障檢測單元對單相逆變器是否出現失壓故障進行檢測；

所述開關陣列模塊能在控制模塊的控制下，將單相逆變器的輸出端和輔泵電機的輸入端選通，或者，將單相逆變器的輸出端和主泵電機三相輸入端的某一相端子選通；

所述主泵電機用于驅動主水泵，輔泵電機用于驅動輔水泵；主水泵的出水端與第一環形管道連通，輔水泵的出水端與第二環形管道連通；第一環形管道和第二環形管道均通過支架架設在灌溉區域上方，第一環形管道的高度高于第二環形管道，第一環形管道的直徑大于第二環形管道的直徑，第一環形管道的圓心和第二環形管道的圓心同軸；第一環形管道和第二環形管道之間通過徑向管道連通，徑向管道中部設置有電控閥，電控閥與控制模塊連接。

基于前述方案，本發明還提出了一種太陽能沙漠灌溉供電系統的容錯控制方法，所述太陽能沙漠灌溉供電系統所包括的硬件如前所述，具體的容錯控制方法包括：

三相逆變器和單相逆變器均無故障時，控制模塊通過開關陣列模塊，使單相逆變器的輸出端和輔泵電機的輸入端選通，同時，控制模塊控制電控閥關斷；

三相逆變器出現缺相故障時，將所缺的相記為故障相，主泵電機三相輸入端中與故障相對應的端子記為缺相端子；當控制模塊通過故障檢測單元檢測到三相逆變器出現故障相時，控制模塊先控制單相逆變器對故障相對應的電壓相位進行鎖相操作，鎖相操作完成后，控制模塊通過開關陣列模塊，使單相逆變器與缺相端子選通，然后，控制模塊控制電控閥打開；

單相逆變器出現失壓故障時，控制模塊控制電控閥打開。