文档介绍：摘要
光伏水泵系统经过几十年的发展,已经成为太阳能应用领域的一个重
要方面,并且由于其具有巨大的社会效益和经济效益,近年来己受到越来
越多的关注。本文提出并设计了两种异步电机驱动的光伏水泵变频控制系
统, 一种为光伏水泵专用变频逆变器控制之光伏水泵系统,另一种为通用
变频器控制之光伏水泵系统。主要研究内容如下
系统的分析了光伏水泵系统的组成、结构与特性。
,研究了光伏阵列的最大功率点跟踪,并采用自寻优技术实现太阳
能光伏阵列真正的最大功率点跟踪
,采用三次谐波注入方式和直流电压补偿优化
控制策略,提高系统的直流电压利用率。
结合离心水泵之负载特性,对变频逆变器的输出关系进行了
优化设计并给出其近似实现。
采用先进的芯片作为控制核心,实现了光
伏水泵专用变频逆变器的设计,该变频逆变器具有多种智能保护
措施,如打干保护、低速保护、过载保护等。
以提高系统的通用性为目的,设计了一种通用变频器控制的光伏
水泵系统。该控制系统将控制功能独立出来,实现对太阳
能光伏阵列的最大功率点跟踪利用通用变频器实现对机泵负载
的优化控制。
关键词
光伏水泵系统最大功率点跟踪离心水泵
异步电动机变频器
,
插图清单
图一光伏水泵系统组成结构框图⋯⋯‘⋯‘
图太阳电池单元的模型和上作原理一⋯,
图太阳电池单元等效电路二⋯,
图」太阳电池阵列的特性和特性举例一一一一一一一一
图太阳电池阵列温度和日照强度之间的关系⋯,二卜,一,
图不同温度下的特性曲线一一一一一一一一一一一一
图不同浪度卜的特性曲线二,⋯⋯
图不同日照强度卜的卜特性曲线一一一一一一一一一⋯
图不同日照强度下的特性曲线‘⋯‘⋯⋯,一价⋯价,二价
图由光伏组件伏安特性合成光伏阵列伏安特性的方法二,⋯‘
图不同负载的工作点分布‘⋯⋯⋯,⋯‘⋯, 一二
图光伏阵列最大功率点与实际工作点二,⋯二
图阵列重构时光伏阵列与负载匹配示意图
图光伏阵列实际负载与虚拟负载特性曲线⋯⋯⋯
图式下原理图卜二, 一,,,
图光伏水泵系统中式控制原理框图⋯⋯⋯价二一,
图环境温度为。℃和℃时光伏阵列的曲线及参考电压的位置二,
图一控制原图一,⋯⋯二,⋯⋯
图最大功率跟踪原理结构图⋯一价⋯一价,二‘
图最大功率点跟踪控制过程一, ⋯⋯,⋯
图转速微分式最大功率点跟踪原理结构图一价,二‘价
图一直接祸合式光伏水泵系统⋯⋯
图配有最大功率点跟踪器或式光伏水泵系统,
图配有最人功率点跟踪器的变频逆变器式光伏水泵系统
图光伏水泵系统工作原理简图⋯,‘二‘二
图光伏水泵系统特性的示意
图我国各省区太阳能资源的大概分布⋯,⋯‘
图峰值日射小时数折算示意图⋯⋯‘⋯⋯,
图西门子公司提供的“一泵型”合理优化平面分配图⋯
图某型号水泵的特性曲线
图一水泵管网阻力特性曲线‘⋯⋯,⋯⋯,
图调节管路阻力时泵的作特性
图水泵调速时的曲线⋯⋯‘⋯⋯,
图异步电机型等效电路图
图异步电机变频调速控制特性
图变频调速时不同负载特性的丁作点,,⋯
图水泵。特性与电机配合示意图⋯⋯,⋯⋯‘二‘
图异步电机等效电路图
图。一定,变化时电机输入功率与电压的关系⋯⋯,⋯‘⋯⋯‘
图不同的。点处的电机输入功率与电压的关系⋯⋯“二
图不考虑扬程变化时的优化曲线,,,,⋯⋯,⋯⋯‘⋯⋯‘二‘二
图扬程变化时电机、水泵。特性
图扬程变化时关系⋯,·⋯,,,·一
图一扬程为和时一。曲线⋯⋯‘·二,·‘····‘··,·‘,·····,·一
图逆变器输出曲线,·····
图水泵作时关闭扬程与额定扬程示意图⋯,⋯⋯,⋯⋯‘⋯⋯,二
图异步电机驱动光伏水泵系统电路结构】⋯⋯,
图异步电机驱动光伏水泵系统电路结构二‘
图异步电机驱动光伏水泵系统电路结构川二,
图光伏水泵纷用变频逆变器结构图⋯⋯⋯⋯‘⋯‘二
图光伏水泵专用变频逆变器的控制原理框图,,⋯⋯‘⋯⋯,二
图太阳电池阵列电压检测电路⋯⋯, ⋯⋯,二,‘‘
图监控、通信模块结构图‘,⋯⋯⋯,⋯
图的内部电路结构图⋯, 二,,
图推荐典型应用驱动电路⋯⋯⋯⋯⋯‘⋯⋯
图系统的驱动电源电路图一组⋯⋯,⋯⋯‘
图由构成的控制电源绕组和反馈绕组‘二
图最小系统工作电源⋯⋯,
图一主程序流程图‘⋯,二‘‘一⋯‘⋯‘二⋯⋯
最大功率跟踪流程‘⋯⋯‘⋯⋯,⋯⋯,‘
图中断服务程序流程图
图通用变频器控制的光伏水泵系统组成结构图
图通用变频器控制的光伏水泵系统控制原理图二,二,⋯⋯,二,
图一通用变频器控制的光伏水泵系统控制原理图二,二‘