一種太陽(yáng)能光伏變頻器及光伏揚(yáng)水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光伏領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽(yáng)能光伏變頻器及光伏揚(yáng)水系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光伏電池板轉(zhuǎn)化效率的提高以及價(jià)格的降低，光伏揚(yáng)水系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別在一些日照條件好，市電緊張或市電不易到達(dá)的地方。傳統(tǒng)的光伏揚(yáng)水控制器大多采用固定電壓輸出，不能跟蹤光伏電池板的最大功率造成資源的浪費(fèi)，并且，目前光伏揚(yáng)水系統(tǒng)中的變頻器不能使輸入電源在交流電(市電)和直流電(光伏陣列)之間切換，在光線長(zhǎng)時(shí)間不充足的時(shí)候，難以保證水泵全天候的連續(xù)運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種太陽(yáng)能光伏變頻器，旨在解決目前光伏揚(yáng)水系統(tǒng)中的變頻器不能使輸入電源在交流電與直流電之間切換的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種太陽(yáng)能光伏變頻器，所述變頻器連接于光伏電池與電動(dòng)機(jī)之間，其特征在于，所述變頻器還與市電連接，所述變頻器包括:
[0005]交流/直流切換單元，用于檢測(cè)環(huán)境光線，并在環(huán)境光線充足時(shí)切換到直流電源供電，在環(huán)境光線不足時(shí)切換到交流電源供電，所述交流/直流切換單元的直流輸入端與所述光伏電池連接，所述交流/直流切換單元的交流輸入端與所述市電連接；
[0006]整流單元，用于對(duì)交流電源電壓進(jìn)行整流，輸出直流電壓，所述整流單元的輸入端與所述交流/直流切換單元的交流輸出端連接；
[0007]MPPT控制單元，用于采集光伏電池的輸出功率，根據(jù)所述輸出功率輸出變頻控制信號(hào)，并通過(guò)擾動(dòng)所述變頻控制信號(hào)確定最大輸出功率，所述MPPT控制單元的輸入端與所述光伏電池連接；
[0008]變頻調(diào)速控制單元，用于根據(jù)所述變頻控制信號(hào)控制所述電動(dòng)機(jī)的輸出頻率變化，所述變頻調(diào)速控制單元的輸入端同時(shí)與所述整流單元的輸出端和所述交流/直流切換單元的直流輸出端連接，所述變頻調(diào)速控制單元的控制端與所述MPPT控制單元的輸出端連接，所述變頻調(diào)速控制單元的輸出端與所述電動(dòng)機(jī)連接。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種采用上述太陽(yáng)能光伏變頻器的光伏揚(yáng)水系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例在光線不足時(shí)可以通過(guò)交流/直流切換單元切換至市電供電，從而實(shí)現(xiàn)全天時(shí)間的揚(yáng)水需求，保證在日照強(qiáng)度突變下?lián)P水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并且通過(guò)采集光伏電池的輸出功率實(shí)現(xiàn)最大功率追蹤，可使光伏電池的使用效率到達(dá)98 %以上，大大增加了能源利用率。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的太陽(yáng)能光伏變頻器的結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例提供的太陽(yáng)能光伏變頻器的結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的太陽(yáng)能光伏變頻器中交流/直流切換單元和MPPT控制單元的結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的太陽(yáng)能光伏變頻器中開(kāi)關(guān)控制單元的示例電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例在光線不足時(shí)將變頻器切換至市電供電，從而實(shí)現(xiàn)全天時(shí)間的揚(yáng)水需求，保證在日照強(qiáng)度突變下?lián)P水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并且通過(guò)采集光伏電池的輸出功率實(shí)現(xiàn)最大功率追蹤，提聞光伏電池的使用效率。
[0017]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0018]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的太陽(yáng)能光伏變頻器的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。
[0019]作為本發(fā)明一實(shí)施例，該太陽(yáng)能光伏變頻器1可以應(yīng)用于任何光伏揚(yáng)水系統(tǒng)中。
[0020]該太陽(yáng)能光伏變頻器1連接于光伏電池2與電動(dòng)機(jī)4之間，太陽(yáng)能光伏變頻器1還與市電3連接，包括:
[0021]交流/直流切換單元11，用于檢測(cè)環(huán)境光線，并在環(huán)境光線充足時(shí)切換到直流電源(光伏電池)供電，在環(huán)境光線不足時(shí)切換到交流電源(市電)供電，交流/直流切換單元11的直流輸入端與光伏電池2連接，交流/直流切換單元11的交流輸入端與市電3連接；
[0022]整流單元12，用于對(duì)交流電源電壓進(jìn)行整流，輸出直流電壓，整流單元12的輸入端與交流/直流切換單元11的交流輸出端連接；
[0023]MPPT (Maximum Power Point Tracking,最大功率點(diǎn)跟蹤)控制單元13,用于采集光伏電池的輸出功率，根據(jù)輸出功率輸出變頻控制信號(hào)，并通過(guò)擾動(dòng)變頻控制信號(hào)確定最大輸出功率，MPPT控制單元13的輸入端與光伏電池2連接；
[0024]變頻調(diào)速控制單元14，用于根據(jù)變頻控制信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)的輸出頻率變化，變頻調(diào)速控制單元14的輸入端同時(shí)與整流單元12的輸出端和交流/直流切換單元11的直流輸出端連接，變頻調(diào)速控制單元14的控制端與MPPT控制單元13的輸出端連接，變頻調(diào)速fe制單兀14的輸出纟而與電動(dòng)機(jī)4連接。
[0025]在本發(fā)明實(shí)施例中，太陽(yáng)能光伏變頻器1同時(shí)與光伏電池2和市電3連接，在日照充足時(shí)由光伏電池2供電，在日照不足時(shí)切換到市電3供電，以保證水泵5運(yùn)行不受日照影響。
[0026]在切換到市電3供電時(shí)，整流單元12將市電的交流電轉(zhuǎn)化為直流電輸出給變頻調(diào)速控制單元14供電。
[0027]對(duì)于交流異步電動(dòng)機(jī)4來(lái)說(shuō)，當(dāng)負(fù)載越大時(shí)，其所需要消耗的電能越多，電能的功率與電動(dòng)機(jī)的輸出頻率的立方成正比。因此可以通過(guò)調(diào)整電動(dòng)機(jī)4的輸出頻率從而確定光伏電池2的輸出最大功率點(diǎn)。
[0028]當(dāng)切換到光伏電池2 (光伏陣列)供電時(shí)，MPPT控制單元13對(duì)光伏電池2在不同日照和溫度下電流及電壓米樣來(lái)確定其輸出功率，由于電動(dòng)機(jī)4的輸出頻率與光伏電池2提供的功率成一定比例關(guān)系，因此可以對(duì)電動(dòng)機(jī)4的輸出頻率以一定的步長(zhǎng)不斷擾動(dòng)，并判斷光伏電池2輸出功率的變化，從而確定光伏電池2的輸出最大功率點(diǎn)，完成對(duì)光伏陣列的MPPT控制。
[0029]在本發(fā)明實(shí)施例中，可以通過(guò)變頻控制信號(hào)改變電動(dòng)機(jī)4的輸出頻率。
[0030]變頻調(diào)速控制單元14根據(jù)MPPT控制單元13輸出的變頻控制信號(hào)進(jìn)行頻率調(diào)整，進(jìn)而完成對(duì)交流異步電機(jī)4的調(diào)速控制。
[0031]本發(fā)明實(shí)施例在光線不足時(shí)可以通過(guò)交流/直流切換單元切換至市電供電，從而實(shí)現(xiàn)全天時(shí)間的揚(yáng)水需求，保證在日照強(qiáng)度突變下?lián)P水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并且通過(guò)采集光伏電池的輸出功率實(shí)現(xiàn)最大功率追蹤，可使光伏電池的使用效率到達(dá)98 %以上，大大增加了能源利用率。
[0032]圖2示出了本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例提供的太陽(yáng)能光伏變頻器的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。
[0033]作為本發(fā)明一實(shí)施例，該太陽(yáng)能光伏變頻器1還包括:
[0034]打干保護(hù)單元15，用于根據(jù)電動(dòng)機(jī)4的輸出電流判斷是否處于打干狀態(tài)，并于打干狀態(tài)下控制電動(dòng)機(jī)4停機(jī)，打干保護(hù)單元15的輸入端與電動(dòng)機(jī)4的電流輸出端連接，打干保護(hù)單元15的輸出端與電動(dòng)機(jī)4的控制端連接。
[0035]作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，該打干保護(hù)單元15包括:
[0036]打干檢測(cè)模塊151，用于在不同輸出頻率下檢測(cè)電動(dòng)機(jī)4的輸出電流，打干檢測(cè)模塊151的輸入端為打干保護(hù)單兀15的輸出入端；
[0037]在本發(fā)明實(shí)施例中，該打干檢測(cè)模塊151可以采用電流采樣電路實(shí)現(xiàn)。
[0038]打干判斷模塊152，用于當(dāng)輸出電流低于預(yù)設(shè)值時(shí)，輸出打干判斷信號(hào)，大干判斷模塊152的輸入端與打干檢測(cè)模塊151的輸出端連接；
[0039]在本發(fā)明實(shí)施例中，該打干判斷模塊152可以采用比較電路實(shí)現(xiàn)。
[0040]打干控制模塊153，用于根據(jù)打干判斷信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)4停機(jī)，打干控制模塊153的輸入端與打干判斷模塊152的輸出端連接，打干控制模塊153的輸出端為打干保護(hù)單元15的輸出端。
[0041]在本發(fā)明實(shí)施例中，打干保護(hù)單元15檢測(cè)水泵的輸出電流，當(dāng)電流過(guò)小時(shí)控制電動(dòng)機(jī)4停機(jī)，實(shí)現(xiàn)打干保護(hù)功能，其中打干檢測(cè)模塊151可以與變頻器內(nèi)部具有的電流檢測(cè)功能的電路模塊共用。
[0042]休眠控制單元16，用于采集光伏電池2的輸出電壓，當(dāng)光伏電池2的輸出電壓低于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制光伏電池2進(jìn)入休眠狀態(tài)，休眠控制單元16的輸入端與光伏電池2的輸出端連接，休眠控制單元16的輸出端與光伏電池2的休眠控制端連接。
[0043]作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，該休眠控制單元16包