通用变频器中光伏水泵应用模块的实现
32-光伏水泵系统的研究与应用
第12届中国光伏大会暨国际光伏展览会论文（光伏系统及工程）光伏水泵系统的研究与应用光伏水泵系统的研究与应用瞿晓丽1,马志保1,陈明1,吴磊1,吴海帝1（1.安徽颐和新能源科技股份有限公司 安徽 池州247000）摘要摘要：：光伏水泵系统是太阳能光伏应用领域的一个重要分支，具有巨大的社会效益和经济效益。
本文介绍的光伏水泵系统输入电压范围宽，即加入BOOST 升压电路使系统适合配置不同规格的光伏电池板；系统采用最大功率跟踪技术，根据日照强度的变化，实时调节逆变单元输出的电压和频率来驱动交流水泵系统，以满足用户对系统扬程与流量的设计要求。
实验结果表明，系统运行稳定可靠。
关键词关键词：：光伏水泵系统；光伏水泵逆变器；BOOST 升压电路；最大功率跟踪0 0 前言前言前言光伏水泵系统亦称太阳能光电水泵系统，基本原理是利用半导体太阳能电池组成的光伏阵列将太阳能直接转换为电能，然后通过光伏水泵逆变器驱动光伏水泵从深井、江、河、湖、塘等水源提水。
太阳能是一种取之不尽且清洁无污染的新能源，目前针对其应用的产品也越来越多地出现。
光伏水泵系统是利用新能源的一种重要形式，可以用于牧区、草原、边防哨所等缺电、无电地区，提供人畜饮用水以及草原、牧场或其它农作物的灌溉用水。
在发达国家，光伏水泵系统已逐步地被用作花园、别墅、草地及宿营地等的供水设施，成为文明时尚的产品。
1 1 系统的结构及组成系统的结构及组成系统的结构及组成光伏水泵系统主要由三部分组成：光伏阵列、光伏水泵逆变器以及光伏水泵。
光伏阵列吸收日照辐射能量，将其转化为电能，为整个系统提供动力电源。
光伏水泵逆变器将光伏阵列输出的直流电转换为交流电并驱动水泵，并根据日照强度的变化，实时地调节输出电压和频率，实现最大功率点跟踪，最大限度地利用太阳能。
图1 光伏水泵系统的结构2 2 光伏阵列的特性光伏阵列的特性光伏阵列的特性光伏阵列俗称太阳能电池板，它是光伏水泵系统的电源部分。
光伏水泵方案
光伏水泵方案1. 引言随着全球对可再生能源的重视和需求增加，光伏水泵作为一种使用光伏技术驱动的水泵系统逐渐受到关注。
光伏水泵方案能够利用太阳能光伏电池板将太阳能转换为电能，从而实现无需外部电源就能驱动水泵的功能。
本文将介绍光伏水泵方案的原理、组成部分以及应用领域。
2. 光伏水泵方案的原理光伏水泵方案的核心原理是利用光伏电池板将太阳能转换为电能，然后通过控制器将电能传输给水泵驱动器，最终驱动水泵工作。
光伏电池板通常由多个光伏电池组成，当太阳光照射到光伏电池板上时，光能被光伏电池吸收并转换为直流电能。
这些直流电能经过控制器处理后，将满足水泵正常运行所需的电能传输给水泵驱动器，从而带动水泵工作。
3. 光伏水泵方案的组成部分光伏水泵方案主要由以下几个组成部分组成：3.1 光伏电池板光伏电池板是光伏水泵方案的核心组件，它由多个光伏电池组成。
光伏电池通过吸收太阳光的能量将其转换为电能。
光伏电池板一般使用硅材料制作，其中夹层结构中的P型和N型硅层之间形成PN结，当太阳光照射到PN结上时，会产生电子与空穴对。
该电荷对会产生电流，从而形成直流电能。
3.2 控制器控制器是光伏水泵方案中起控制作用的关键设备。
它负责监测光伏电池板输出的电能并将其传输给水泵驱动器。
控制器通常具有多种功能，例如保护电池过充、过放、过流等，同时也能实现对水泵的控制与监测。
3.3 水泵驱动器水泵驱动器是将控制器传输过来的电能转换为机械能，驱动水泵工作的设备。
水泵驱动器可以根据水泵的不同需求，实现不同的运行方式和功能。
例如，它可以控制水泵的起停、调整水泵的流量和压力等。
3.4 水泵水泵是光伏水泵方案中的核心设备，它通过水泵驱动器的驱动来实现将水从低处抽取到高处的目的。
水泵的种类和参数根据具体的应用需求而定，可以是离心泵、深井泵等。
4. 光伏水泵方案的应用领域光伏水泵方案由于其可再生、环保的特点，在各个领域都得到了广泛应用。
以下是几个典型的应用领域：4.1 农业灌溉光伏水泵方案可以解决农业灌溉中的用水问题。
带光伏水泵控制的通用变频系统
器 具 有 最 大 功 率 点 跟 踪 和 多种 智 能 保 护 功 能 ， 如 打 干 保 护 、 低 速 保 护 、过 载 保 护 等 。
关 键 词 光 伏 水 泵 系 统 最 大 功 率 点 跟 踪 变 频 器
０ 引 言
尽 管 光 伏 水 泵 专 用 变 频 器 将 最 大 功 率 点 跟 踪 （ Ｐ 功 能 和调 速 功 能集 于 一 身 ，能有 效 的 减 小逆 变 ＭＰ Ｔ）
图 １ 变频逆变器结构 图
的要 求 。Ｃ ＶＴ 控制 必 须 有 光 伏 阵 列 输 出 电 压 的 反 馈 ，
２ 光 伏 水 泵 最 大 功 率 跟踪 控 制
由于 日照强 弱 不 定 ，光 伏 阵 列 和 光 伏 水 泵 系 统 的
基 金 项 目： 安徽 省教 育厅 基 金 项 目（ ０ ６ ０ ８ ） 安 徽 科 技 ２ Ｏ ＫＪ ６ Ｂ ；
关系为：
Ｖ 一 、 ，
学 院 青 年 基 金 项 目（ＲＣ ［ ６ ５ 。 Ｚ ２） ７ ） Ｏ
收 稿 Ｅ期 ：０ ８０ — ２ ｌ ２ ０ — ５２
作 者 简介 ： 爱 芹 （ ９ ２） 副 教 授 ， 士 ， 究 方 向 为 电 力 电 叶 １７ 一 ， 硕 研
子 及 电力 传 动 。
带 光伏 水 泵 控 制 的通 用 变 频 系统
叶 爱 芹
（ 徽科 技 学院 ，安徽 风 阳 安 ２３ ０ ） ３ １０
［ 要］ 采 用 Ｄ Ｐ Ｔ ３ ０ ２ １ ） 片 作 为 控 制 核 心 ， 实 现 了 带 光 伏 水 泵 控 制 的 通 用 变 频 器 设 计 ， 该 变 频 逆 变 摘 Ｓ （ ＭＳ ２ Ｆ ８ ２ 芯
【推荐下载】通用变频器在光伏水泵系统中的应用
张小只智能机械工业网
张小只机械知识库通用变频器在光伏水泵系统中的应用
1 引言
光伏水泵系统亦称太阳能光电水泵系统，其基本原理是利用半导体太阳能电池将太阳能直接转换为电能，然后驱动各类马达带动水泵从深井、江、河、湖、塘等水源提水。
在一些中小功率的光伏水泵系统中，多采用直流无刷电动机作为驱动马达，但在一些较大功率的光伏水泵系统中亦不乏采用交流异步电动机作为驱动马达。
在交流异步电动机作为驱动马达的场合，通常采用光伏水泵专用变频控制器进行控制。
在利用光伏水泵专用型变频控制器时存在以下一些限制：用途比较单一、不是一种成型产品，制造工艺得不到保证、维修不方便等。
这些限制都不利于光伏水泵的推广应用。
为此，我们设计了一种以通用变频器代替光伏水泵专用变频控制器的光伏水泵控制系统。
2 光伏水泵系统的组成
光伏水泵系统通常由太阳能光伏阵列（以下简称光伏阵列）、水泵变频控制器和机泵组成，其结构框图如图1所示。
与我们常见的以交流市电作为电源水泵系统不同的是，光伏水泵系统是以太阳能光伏阵列输出的直流电作为系统的电源供给。
太阳能光伏阵列的输出是一种强烈非线性的直流电源，受日照、环境温度等气象条件影响很大。
要想光伏水泵系统在任何日照、环境温度等条件下都能发挥当前光伏阵列输出功率的最大潜力，就需要一个能使电源和负载之间达到和谐、高效、稳定的工作状态的控制器。
图1中的变频器即是实现该功能的，主要是实现mppt（最大功率点跟踪）、逆变和一些保护功能。
机泵为系统的执行机构，包括驱动电机和水泵，通过调节机泵的转速即可调整系统负载的大。
光伏水泵系统设计与应用
光伏水泵系统设计与应用光伏水泵系统是一种利用太阳能光伏板发电的系统，将太阳能转化为电能，驱动水泵进行水的输送和灌溉。
随着节能环保理念的不断普及，光伏水泵系统在农业灌溉、城市供水、农村饮水等领域的应用越来越广泛。
本文将对光伏水泵系统的设计及其应用进行详细介绍。
一、光伏水泵系统的设计1.光伏板选择光伏板是光伏水泵系统的核心部件，其性能直接影响系统的发电效率和稳定性。
在选择光伏板时，需要考虑光伏板的功率、转换效率、寿命和成本等因素。
通常情况下，多晶硅光伏板是较为常见的选择，其成本适中、性能稳定。
2.逆变器选择逆变器是将光伏板产生的直流电转变为交流电的设备，用于驱动水泵正常运行。
在选择逆变器时，需要考虑其输出功率、波形纹波、效率和稳定性等因素。
同时，还需考虑逆变器的负载容量和连接方式，以确保系统的正常工作。
3.水泵选择水泵是光伏水泵系统中的关键部件，其性能直接影响系统的水泵效率和水的输送效果。
在选择水泵时，需要考虑水源的深度、水质、输水量、输送距离、泵的耐久性和可靠性等因素。
常见的水泵类型包括离心泵、深井泵、螺杆泵等，具体选择需根据实际需求来确定。
4.支架选择支架是支撑光伏板的重要组成部分，其稳固性和安全性直接关系到光伏水泵系统的使用寿命和安全性。
在选择支架时，需要考虑其材质、结构、安装方式等因素，以确保系统正常运行并获得最大的光伏发电效率。
二、光伏水泵系统的应用1.农业灌溉光伏水泵系统在农业灌溉领域的应用越来越广泛。
通过利用太阳能发电，驱动水泵进行灌溉，可以实现远程控制、自动化运行，减少能源消耗和运行成本。
同时，光伏水泵系统还能够提高农业生产效率，改善农田灌溉条件，促进农业可持续发展。
2.城市供水3.农村饮水在农村地区，由于电网建设不便、用电成本高昂等因素，传统的电动水泵供水方式存在一些问题。
而光伏水泵系统可以充分利用太阳能资源，降低供水成本，提高供水可靠性，为农村居民提供安全饮水保障，促进农村社会经济的发展。
变频调速技术在光伏扬水系统中的应用
角的机 电一体化高新技术产品 ，包括从光 率 一 直 处 于 绝 对 领 先 地 位 ， 随 三 相 交 流 换 成 频 率 连 续 可 调 （－ ０／０ Ｈ ） 交 流 伴 ０ ２０４ ０ ｚ 的 电转换 到新型电机 、 最大功率跟踪 、 调频逆 异 步 电 动 机 的应 用 而 发 展 起 来 的 变 频 调
在 境 的重 视 程 度 不 断提 高 ，太 阳能 光 伏 发 电 统 的通 用 型 水 泵 实 现 事 半 功倍 的 效 果 ，
在 三相 异 步 电 动机 中 ，旋转 磁 场 的转
能 源危 机 日趋 严 峻 以及 人 类 社 会对 生 存 环 于 太 阳能 光 伏扬 水 系统 ， 样 ， 可采 用传 速 ｎ 由公 式 （ ） 定 『 这 既 ｏ １决 ｌ 】 ：
重视 ， 实验成果已进入实用推广 阶段。 光伏 单 牢固 、 体积小 、 质量轻 、 格低廉 、 于 价 便
水 泵 系 统是 近 年 来 世界 范 围 内刚 刚崭 露 头 维护等优点 ， 在工农业生 产生活中的应用 常 为 ５ Ｈ ） 定 的 交 流 电 （ 相 或 三 相 ） ０ ｚ固 单 变
缈 Ｚｈ ｎ ｈ ｎ ｚ ｏ ｇ ａ ｇＳ ｅｇｈ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｉａｔ ｌ ｉ ｉ ｒ ｕｉ ｅｍ ｔｏ ａ ｔｅ ｅｅａｆ ｑ ｅｃ ｏｖｒ ｏ ｐ ｅ ｄｕｔｇｃｎ ｏｅ ｒ ｅ ｅａｅｎｔｇ ｓｒ ｃ ｈ ｒｃ ｓ ｎ ｏ ｃｎ ｔ ｅｈｄｔ ｔｈ ｎｒ ｅ ｕｎｙｃｎｅｓ ｎｓｅｄａｊｓｉ ｏｔ ｌ ｒ ｉ ｓｔ ｌ ｒａ ｎ ｓ ｉｅ ｔ ｄ ｇ ｈ ｈ ｇ ｌｒ ｉ ｎ ｒｌ ｄｖ ｈ ｔ ｉ
Ｔ ｃ ｎ ｌｇ 技术 ｅ ｈ ｏｏ ｙ
变频调速技术在光伏扬水系统中的应用
太阳能光伏驱动水泵系统设计与实现
太阳能光伏驱动水泵系统设计与实现一、介绍随着全球能源需求的快速增长，传统化石能源逐渐面临着枯竭的风险。
而太阳能作为一种可再生的清洁能源，正逐渐成为人们的首选。
在许多领域中，太阳能系统已经得到了广泛应用，尤其是在农业领域中，太阳能驱动的水泵系统已经成为供水的主要来源，而且其效率和可靠性已经远远超过了传统的供水方式。
本文将简要介绍太阳能光伏驱动水泵系统设计与实现的方法和原理。
我们将通过对太阳能的光伏发电原理和水泵系统的原理分析，为使用太阳能驱动水泵系统的用户提供设计和构建参考。
二、光伏发电原理光伏（Photovoltaic，简称PV）发电是一种直接将太阳能转换为电能的技术。
光伏发电的核心部件是太阳能电池板，而电池板上由许多结晶硅组成。
当光照到电池板上时，结晶硅吸收太阳辐射并向外释放电子，形成电流，从而完成了光伏发电。
光伏组件通常由多个太阳能电池板组成，而太阳能电池板的数量取决于所需电流的大小。
大多数太阳能电池板的输出电流通常只有几毫安，但是多个太阳能电池板组合在一起可以获得更大的电流输出。
太阳能电池板的输出电压通常在12伏特左右，这意味着需要使用电子元件来更好地控制和调节电流和电压。
三、水泵系统基础原理水泵系统是一种将水从低处抽取到高处的机械装置，其基本原理是利用泵的吸力将水吸入设备，然后通过设备的推力将水送到需要的位置。
水泵系统通常需要涉及到大量的机械、电子元件和控制系统。
而且水泵系统的设计必须满足一定的要求，例如需要满足实际使用要求和使用环境要求，避免过度或者不足的用水量等问题。
四、太阳能光伏驱动水泵系统设计与构建在设计太阳能光伏驱动水泵系统时，需要考虑多个方面的因素，例如：太阳能电池板的选择、电池板与水泵系统之间的连接、水泵系统的选择和控制等。
首先，需要选择适合自己需求的太阳能电池板。
通常情况下，我们可以根据所需电流和电压来选择电池板的数量和类型。
一般来说，一些小型太阳能电池板可以用于满足小型水泵系统的使用需求，而大型电池板可以用于满足大型水泵系统的使用需求。
光伏水泵工程方案
光伏水泵工程方案1. 简介光伏水泵是利用太阳能光伏电池板将光能转换为电能，通过控制器和水泵将电能转换为机械能，以实现水泵的工作。
与传统的水泵相比，光伏水泵具有环保、节能、可靠性高等优势，因此在农村、荒漠地区、无电区域等地有着广泛的应用前景。
本文档将介绍光伏水泵工程的方案设计和实施流程。
2. 设计方案2.1 太阳能光伏电池板光伏水泵工程的核心是太阳能光伏电池板，它将太阳光转化为电能。
在设计中，需要考虑以下几个关键参数：•光伏电池板容量：根据实际用水需求和太阳辐射强度等因素确定光伏电池板的容量。
过小的容量会导致不能满足用水需求，过大的容量则会造成浪费。
•光伏电池板类型：常见的光伏电池板类型有单晶硅、多晶硅和非晶硅等，根据实际情况选择合适的类型。
•光伏电池板布局：要充分利用可用的阳光资源，需要合理布局光伏电池板。
一般采用倾斜角度可调整的支架，以便在不同季节和时间段上获得最佳太阳辐射。
2.2 控制器和逆变器光伏电池板通过充电控制器将电能储存在电池中，再通过逆变器将电能转换为交流电，供给水泵驱动器使用。
•充电控制器：充电控制器负责将光伏电池板输出的直流电能进行充电管理，保证电池的安全和寿命。
•逆变器：逆变器将电池输出的直流电转换为交流电，以便供给水泵驱动器使用。
同时，逆变器还需要具备过载、过压、欠压等保护功能。
2.3 水泵驱动器水泵驱动器是光伏水泵系统的关键部分，负责将电能转换为机械能，实现水泵的工作。
•驱动器类型：根据所需要的流量和扬程等要求，选择合适的水泵驱动器类型。
常见的有离心泵、深井泵、直流泵等。
•驱动器控制：通过控制器对水泵驱动器进行控制，实现启动、停止、定时等操作。
同时，控制器还可以根据光伏电池板输出的电量情况进行智能控制，使得系统能够稳定运行。
2.4 其他部分光伏水泵工程还需要考虑以下几个方面：•水池和输水管道：合理设计水池和输水管道，以有效储存和输送水资源。
•系统排水和排气：通过排水和排气系统，避免水泵驱动器和管道因水气积聚而损坏。
变频器在光伏逆变器中的应用及作用
变频器在光伏逆变器中的应用及作用光伏逆变器是将太阳能电池板产生的直流电转换成交流电的关键设备，也是实现光伏发电系统与电网连接的核心部件。
在光伏逆变器中，变频器扮演着不可或缺的角色。
本文将重点讨论变频器在光伏逆变器中的应用及其作用。
一、变频器在光伏逆变器中的应用光伏逆变器通常采用高频变频技术，用于将太阳能电池板输出的直流电转换为与电网频率和相位相同的交流电。
变频器是整个光伏逆变器的核心部件之一，用来控制光伏逆变器的输出功率和电压等参数。
在光伏逆变器中，变频器可以实现以下功能：1. 电压变换：太阳能电池板输出的直流电电压通常较低，而电网对电压的要求通常较高。
变频器可以根据需要将直流电电压升高或降低，以满足电网的要求。
2. 输出功率控制：光伏逆变器需要根据光照强度的变化，控制输出的交流电功率。
变频器通过调节输出电压和频率，可以实现对输出功率的精确控制。
3. 无功功率控制：电网对无功功率的要求通常较高，光伏逆变器需要能够实现无功功率的精确调节。
变频器可以通过改变输出电压和频率的相位，实现对无功功率的控制。
4. 故障保护：变频器在光伏逆变器中还起到了故障保护的作用。
它能够监测光伏逆变器的工作状态，一旦发现异常情况，如过压、过流或短路等，就会及时采取保护措施，避免进一步损坏设备。
二、变频器在光伏逆变器中的作用变频器作为光伏逆变器的核心部件之一，其作用不可忽视。
以下是变频器在光伏逆变器中的几个重要作用：1. 提高系统效率：光伏逆变器中的变频器能够精确控制输出的交流电压和频率，使得输出功率能够与电网的要求一致。
通过优化电能的传输和转换，可以提高光伏发电系统的整体效率。
2. 实现电网互联：光伏逆变器需要将直流电转换为交流电，并将其与电网连接。
变频器在此过程中起到了关键作用，它能够确保转换后的交流电参数与电网的参数一致，实现光伏发电系统与电网的互联。
3. 保护设备安全：光伏逆变器中的变频器能够监测设备的工作状态，一旦发现异常情况，如过压、过流或短路等，就会立即采取保护措施，防止设备受损或发生故障，保护光伏发电系统的安全稳定运行。
变频器在太阳能光伏控制中的应用
变频器在太阳能光伏控制中的应用随着对可再生能源的需求不断增加，太阳能光伏发电系统的应用也得到了广泛推广。
作为太阳能光伏发电系统中重要的组成部分，变频器在控制太阳能发电系统中发挥着不可替代的作用。
本文将探讨变频器在太阳能光伏控制中的应用，并分析其优势和挑战。
一、变频器简介变频器是一种用于控制交流电机转速的电子设备，通过调节电机电压和频率，实现对电机转速的精确控制。
变频器通过将电网提供的固定频率和电压转换成可调节的交流电源，从而可以满足太阳能光伏发电系统中电机的不同工作需求。
二、变频器在太阳能光伏发电系统中的应用1. 光伏阵列控制太阳能光伏发电系统中的光伏阵列面对不同的光照条件时，发电效率会有所不同。
变频器可以通过调整光伏阵列的输出电压和频率，使得太阳能光伏发电系统的输出功率最大化。
此外，变频器还可以通过调整电流限制，确保光伏阵列的电流在安全范围内。
2. 逆变器控制逆变器是光伏发电系统中将直流电转换为交流电的关键设备。
变频器可以实现对逆变器的精确控制，通过调节逆变器的电压和频率，确保系统的电能输出达到最佳状态。
3. 并网控制太阳能光伏发电系统在与电网连接时，需要满足电网的电压和频率要求，并确保电网安全稳定运行。
变频器可以通过精确调节输出电压和频率，实现与电网的无缝连接，确保系统的并网质量。
三、变频器在太阳能光伏控制中的优势1. 提高系统效率通过变频器的调节和优化，太阳能光伏发电系统的整体效率得以提高。
变频器可以根据不同的工作条件调整电机的转速，使得系统在不同时段获得最佳的发电效率。
2. 实现系统安全保护变频器可以监测太阳能光伏发电系统的运行状态，并对系统进行实时保护。
当系统出现异常情况时，变频器能够及时发出警报信号，并采取相应措施，确保系统的安全运行。
3. 提高系统稳定性在变频器的控制下，太阳能光伏发电系统的输出电压和频率可以得到精确调控，从而提高系统的稳定性。
变频器能够有效防止因光照不稳定等因素导致的系统波动，保持系统的稳定输出。
光伏水泵实施方案
光伏水泵实施方案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：一、太阳能光伏交流水泵系统简介交流光伏水泵系统是接将太阳电池组件发出的直流电输入水泵逆变器进而驱动专用通用的交流水泵抽水的系统。
1.1 交流光伏水泵系统组成交流光伏水泵系统由太阳电池组件、水泵逆变器以及通用交流水泵组成，其示意图如下图所示。
光伏水泵逆变器三相异步交流水泵交流光伏水泵系统组成示意图1.2 交流光伏水泵优缺点优点：适用性强：交流系列水泵可以抽污水也可以抽清水，耐酸性也强；易于选型配套：交流系列水泵是通用标准型产品、容易选型、配套；可靠性好：交流水泵过载能力强、使用寿命长；可控性好：可以采用现在流行的变频技术进行调速，更好的保护水泵和最大程度利用太阳电池组件抽水。
缺点：效率较直流水泵系统低：因为它经过一次DC-AC的转换，不可避免的存在一些损耗；二、主要设备介绍2.1 设备介绍1）光伏水泵逆变器产品特点：➢本公司自主研发、外协生产，经多次试验运行稳定可靠。
➢VI最大功率点跟踪（MPPT）算法，响应速度快，运行稳定性好，解决了传统MPPT方法在日照强度快速变化时跟踪效果差、运行不稳定甚至造成水锤危害的问题。
➢采用新型变频技术，保证水泵在日照较差的情况下也可工作，最大限度利用太阳电池阵列功率。
➢全数字式控制，具备全自动运行、数据存储以及完善的保护功能，完全可以做到无人值守。
➢基于开发环保型和经济型光伏产品的设计理念，以蓄水替代蓄电，无蓄电池装置，直接驱动水泵扬水，装置的可靠性高，同时大幅降低的建设和维护成本。
➢主电路采用智能功率模块，可靠性高，转换效率达96%。
➢可选配上下水位检测与控制电路产品图片：JNPB-3700光伏水泵逆变器图片技术参数：我公司自主研发的光伏水泵逆变器技术参数见下表：光伏水泵逆变器技术参数表型号JNPB22KH输入最大光伏输入功率（KW）30最大直流输入电压（V）750 光伏阵列最大开路电压（V）1000 最大功率跟踪（MPP）电压（V）500-600输出额定功率（KW）22 额定交流输出电流（A）45 额定交流输出电压（V）380 输出频率（HZ）0-60 输出相数 3适配水泵适配水泵种类三相异步电机驱动型适配水泵额定功率（KW）15KW适配水泵额定电压（V）380保护功能过压、欠压保护有过载保护有过热保护有打干保护有防雷保护有数据显示LED显示操作面板按键防护等级IP41 使用温度-10-50℃三、太阳能光伏水泵系统方案3.1 系统设计依据序号设备名称扬程（m）流量（m3/h）数量功率运行时间备注1 抽水机27~300 100~10 3 15kW 5小时/天1A系统2 抽水机27~300 100~10 9 15kW 5小时/天1B系统3 抽水机27~300 100~10 5 15kW 5小时/天2A系统4 抽水机27~300 100~10 15 15kW 5小时/天2B系统3.2 系统配置及参考价格表1 1A系统配置表序号名称规格型号单位数量备注1 太阳电池组件18V 245W 块342单晶硅、通过CE、UL、或TUV国际认证2 光伏水泵逆变器JNPB-22KH 台3 完善的保护功能，使22KW 3相380V0-60HZ用寿命长3 通用交流水泵15KW 3相380V 50HZ 台 3工作稳定可靠、质保期1年4 太阳电池阵列切换控制器-- 台 1 --5 水泵切换控制器-- 台 1 --6 光伏水泵配件水位传感等套 3 选配参考价格39.5（不含太阳能电池组件）表2 1B系统配置表序号名称规格型号单位数量备注1 太阳电池组件18V 245W 块1026单晶硅、通过CE、UL、或TUV国际认证2 光伏水泵逆变器JNPB-22KH22KW 3相380V0-60HZ台9完善的保护功能，使用寿命长3 通用交流水泵15KW 3相380V 50HZ 台9工作稳定可靠、质保期1年4 太阳电池阵列切换控制器-- 台 1 --5 水泵切换控制器-- 台 1 --6 光伏水泵配件水位传感等套9 选配参考价格（万元/套）76.1（不含太阳能电池组件）表3 2A系统配置表序号名称规格型号单位数量备注1 太阳电池组件18V 245W 块570单晶硅、通过CE、UL、或TUV国际认证2 光伏水泵逆变器JNPB-22KH22KW 3相380V0-60HZ台 5完善的保护功能，使用寿命长3 通用交流水泵15KW 3相380V 50HZ 台 5工作稳定可靠、质保期1年4 太阳电池阵列切换控制器-- 台 1 --5 水泵切换控制器-- 台 1 --6 光伏水泵配件水位传感等套 5 选配参考价格（万元/套）63.7（不含太阳能电池组件）表4 2B系统配置表序号名称规格型号单位数量备注1 太阳电池组件18V 245W 块1710单晶硅、通过CE、UL、或TUV国际认证2 光伏水泵逆变器JNPB-22KH22KW 3相380V0-60HZ台15完善的保护功能，使用寿命长3 通用交流水泵15KW 3相380V 50HZ 台15工作稳定可靠、质保期1年4 太阳电池阵列切换控制器-- 台 1 --5 水泵切换控制器-- 台 1 --6 光伏水泵配件水位传感等套15 选配参考价格（万元/套）185.5（不含太阳能电池组件）3.3系统简介多机系统是指系统中有多台水泵，可以采用单台大功率逆变器驱动多台水泵，也可采用多台功率相匹配的逆变器。
太阳能光伏水泵系统组成及工作原理
光伏水泵系统组成及工作原理光伏水泵系统组成及工作原理系统组成及工作原理1．1 光伏水泵系统的结构图由图1可知，系统利用太阳电池阵列将太阳能直接转变成电能。
经过DC／DC升压，和具有TMPPT功能的变频器后输出三相交流电压驱动交流异步电机和水泵负载，完成向水塔储水功能。
其中主要包括4部分：太阳电池阵列；具有TMPPT功能的变频器；水泵负载；储水装置。
1．2 变频器主电路及硬件构成本系统所采用的主电路及硬件控制框图如图2所示。
主电路DC／DC部分采用性能优越的推挽正激式电路进行升压；DC／AC部分采用三相桥式逆变电路。
主功率器件采用ASIPM(一体化智能功率模块)PS12036，系统控制核心由16位数字信号控制器dsPIC30F2010构成。
外围控制电路包括阵列母线电压检测和水位打干检测电路。
系统首先通过初始设置的工作方式和PI参数工作，然后由MPPT子程序实时搜索出的电压值作为内环CVT的给定，通过PI调节得到工作频率值，计算出PWM信号的占空比，实现光伏阵列的真正最大功率跟踪(TMPPT)，并保持异步电机的V／f比为恒值。
系统将MPPT 和逆变器相结合，利用ASIPM模块自带的故障检测功能进行检测和保护，结构简单，控制方便。
1．2．1 DC／DC升压电路简述1．2．1．1主电路选择对于中小功率的光伏水泵来说，光伏阵列电压大都是低压(24v、36v、48V)，对于升压主电路的选择，人们一般选择推挽电路，因为推挽电路变压器原边工作电压就是直流侧输入电压，同时驱动不需隔离，因此比较适合输入电压较低的场合。
但是偏磁问题是制约其应用的一大不利因素，功率管的参数差异和变压器的绕制工艺都有可能使推挽电路工作在一种不稳定状态。
基于诸多因素的考虑，本系统采用了结构新颖的推挽正激电路，此电路拓扑不仅克服了偏磁问题，而且闭环控制也比较容易(二阶系统)。
1．2.l.2推挽正激电路简单分析推挽正激电路如图2所示，由功率管S1及S2，电容C8和变压器T组成，变压器T 原边绕组N1及N2具有相同的匝数，同名端如图2所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
的构 成 。 文章针 对 光伏 水泵 系统 的应 用特 点 ， 重点 阐述 了 Ｔ） 在通 用 变频 器 中的 实现 ，并给 出实验 结 果 。实验 结果证 明 了 系统 设计 思 想和 方 法的正 确性 。通 用
变频 器 中光伏 水泵 应 用模 块 的加入 增 强 了通 用 变频 器的功 能 ， 宽 了通 用变频 器 的应 用范 围。 拓
ａ ｐ ｉ ａｉｎ ｍｏ ｕｅ ｉ ｅ ｅ ａ ｖ ｒ ｒｂ ｏ ｔ ｕ ｈ ｕ ｃｉ ｎ ｏ ｅ ｅ ａ ｎ ｅ ｅ ， ｎ ｅ ｅｏ ｓ ｔ ｅ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｒ ｎ ｅ ｐ ｌ ｔ ｄ ｌ ｎ ｇ ｎ ｒ ｌ ｎ ｅ ｅ ｏ ｓ ｐ ｔ ｅｆ ｎ ｔ ｆｇ ｎ ｒ ｌｉｖ ｒ ｒ ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｐ ｌ ｔ ａ ｇ ． ｃ ｏ ｉ ｔ ｓ ｏ ｔ ｈ ｃ ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｅ ｅａ ｖ ｒ ｒ ｙ ｒ ｓ ｇ ｎ ｒ ｌ ｎ ｅ ｅ ；ｍａ ｉ ｍ ｏ ｅ ｏｎ ａ ｋ ｎ ；ｐ ｏ ｏ ｏ ａｃ ｐ ｍｐ ｓ ｓｅ ；ｐ ｏｏ ｏ ａ ｃ ａ ａ ｉ ｔ ｘ ｍｕ ｐ ｗ ｒｐ ｉｔｔ ｃ ｉ ｇ ｈ ｔ ｖ ｈ ｉ ｕ ｙ ｔｍ ｒ ｈ ｔ ｖ ｈ ｉ ｒ ｙ
Ｓ ＵＮ ｎ ｘａ Ｙａ — ｉ， Ｄ Ｎ Ｍｉｇ Ｓ ｉｎ ｈ ｉ Ｉ Ｇ ｎ ， Ｕ Ｊａ — ｕ
（ｅｅｒｈＣ ｎｅ ｒＰ ｏｏｏ ａｃＳ ｓ ｍ Ｅ ｇｎ ｅｉｇＭｉｉ ｒ ｏ ｄ ｃｔ ｎ Ｔ ｅＥ ｅｇ ｓｔｔ ｆ Ｒ ｓａｃ ｅ ｔｒ ｏ ｈ ｔｖｈ ｉ ｙｔ ｎ ｉｅｒ ｎｓ ｙ ｆ ｕ ａｉ ， ｈ ｎｒｙＩ ｔｕｅ ｆ ｅ ｎ ｔ Ｅ ｏ ｎｉ ｏ
中 图分 类 号 ： Ｍ４ Ｔ ６
文 献标 识码 ： Ａ
文章 编 号 ：２ ９ ２ １ （ ０ ７ １ — ０ ７ ０ ０ １ — ７ ３ ２ ０ ）０ ０ ２ — ４
０ 引 言
随着 经 济 的发 展 ， 对能 源 的消 耗越 来 越 大 ， 目 前 国内 国际能 源都 比较 紧张 ，节 能 和开 发新 能 源 问题是 企业 界 和学 术 界都 比较 关 注 的话 题 ，政府 也 把节 能 问题 提上 了 日程 ，十一 五 ”规 划就 把 电 “ 机 调速节 电作 为节 能 的一个 重要 方 面【 占中小 功 １ １ 。 率 变频 调速 绝 大部 分市 场 的通 用 变频 器 因其 功 能 齐 全 ， 能 效果 显著 ， 节 调速 性能 好 被广 泛 应用 于 空 调、 电梯 、 冶金 、 械等 行业 ［ 机 ６ ３ 。目前 ， 国变 频器 市 我 场正处 于 高速 增长 的阶段 ， 统 计 ， 过 去 的几 年 据 在
通用变频器 中光伏水泵应用模块 的实现
孙艳 霞， 丁 明 ， 苏建徽
（ 育部 光伏 系统 工程研 究 中心 合肥 工业 大 学能 源研 究所 ， 安徽 教 合肥 ２０ ０ ） ３０ ９
摘 要 ： 以通 用变频 器满足 光伏 水 泵 系统 的应 用为 目标 ， 绍 了通 用变频 器 系统和 光 伏 水泵 系统 介
维普资讯
第 １ ０卷第 １ ０期
２０ ０ ７年 １ ０月
奄 涤 艘 石 阙
Ｐ ＯＷ ＥＲ Ｓ Ｐ Ｔ ＨＮ０Ｌ ＵＰ Ｉ ＥＣ ０ＧＩ ＥＳ ＡＮＤ ＡＰ Ｕ Ｃ Ｉ Ｐ ＡＴ ＯＮＳ
Ｖｏ ＿０ Ｎｏ １ ｌ ．０ １ Ｏｃｏ ｅ ０ ７ ｔ ｂ ｒ２ ０
Ｈｅ ｉ ｎｖｒｉ ｆ ｅｈｏｏ ， Ｈｅ ｉ Ａｎｕ ２０ ０ ， Ｃ ｉａ ｆ ｉ ｓｙｏ ｃｎｌｇ ｅＵ ｅ ｔ Ｔ ｙ ｆ ｈｉ ３ ０９ ｅ ｈｎ）
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａｒ ｄ ａ ｐ ｌｉ ｇ ｔ ｅ ｇ ｎ ｒ ｌ ｎ ｅ ｔｒｔ ｈ ｔ ｖ ｈ ｉ ｕ ｙ ｔ ｍ， ｈ ｔ ｃｕ ｅ ｏ ｈ ｔｖ ｈ ｉ ｕ ｙ ｔ ｍ ｍｅ ｔａ ｐ ｙ ｎ ｈ ｅ ｅａ ｖ ｒ ｐ ｏｏ ｏ ａｃ ｐ ｍｐ ｓ ｓｅ ｔ ｅ ｓ ｕ ｔ ｒ ｆｐ ｏ ｏ ｏ ａ ｃ ｐ ｍｐ ｓ ｓｅ ｉ ｅ ｏ ｒ ａ ｄ ｇ ｎ ｒ ｌｉｖ ｒｅ ｓｉ ｔｏ ｕ ｅ ．Ｄｉ ｃ ｅ ｈ ｈ ｒ ｃ ｅ ｓｉ ｆｐ ｏ ｏ ｏ ａｃ ａｒ ｙ ｔ ｅ ｔ ｅ ｒ ｆ ｍａ ｉ ｍ ｏ ｅ ｏｎ ｎ ｅ ｅ ａ ｎ ｅ ｔ ｒｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｒ ｔｄ ｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｏ ｈ ｔ ｖ ｈ ｉ ｒａ ， ｈ ｈ ｏ ｙ ｏ ｘｍｕ ｐ ｗ ｒ ｐ ｉ ｔ ｅ ｉ ｃ ｔ ｃ ｉ ｇ ｏ ｈ ｔｖ ｈ ｉ ｕ ｙ ｔ ｍ ｎ ｔ ｒ ａｉａ ｉｎ ｉ ｅ ｅ ａ ｎ ｅ ｅ ｒ ｘ ｌｉ ｅ ．Ａｌｏ ｉ ｅ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ｒ ｋ ｎ ｆ ｐ ｏｏ ｏ ａ ｃ ｐ ｍｐ ｓ ｓｅ ａ ｄ ｉ ｅ ｌ ｔ ｎ ｇ ｎ ｒ ｌｉ ｖ ｒ ｒ ａ ｅ ｅ ｐ ａ ｎ ｄ ａ ｓ ｚ ｏ ｔ ｓ ，ｇ ｖ ｓ ｔ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｉ
关键词 ： 用 变频 器 ；最 大功率 点跟踪 ；光伏 水 泵 系统 ； 伏 阵列 通 光 Ｒｅ ｌｚ ｔｏ ｆＰｈｏ ｏ ｏｔ ｉ ｍ ｐ ｐ ｉａ ｉ ｎ ａ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｖ ｌａ ｃ Ｐｕ Ａ ｐｌｃ ｔｏ Ｍ ｏ ｌ ｄｕ ｅ Ｅｍ ｂｅ ｄｄｅ ｎ ｅ ｒ ｌＩ ｅ ｔ ｒ ｄ ｉ Ｇ ｎｅ ａ ｎｖ ｒ ｅ
ｒｓ ｌ ｒ ｉｅ ．Ｔ ｅ ｒｓ ｌ ｒｖ ｈ ｔｔｅ ｄ ｓｇ ｈ ｕ ｈ ｎ ｔ ｏ ｓｒｇ ｔ ｏｎ ｄ ｏ ｈ ｔｖ ｈ ｉ ｕ ｙｔｍ ｅｕｔ ａｅ ｇｖ ｎ ｈ ｅｕｔ ｐｏ ｅ ｔ ａ ｅｉｎ ｔｏ ｇ ｔａ ｄ ｍｅｈ ｄ ｉ ｈ．Ｊ ｉｅ ｆｐ ｏｏ ｏ ａｃ ｐ ｍｐ ｓｓｅ ｓ ｓ ｈ ｉ