导言
“光伏水泵体系”亦称“太阳能光电水泵体系”,其基本原理是运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体系中,多选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体系中亦不乏选用沟通异步电动机作为驱动马达。在沟通异步电动机作为驱动马达的场合,一般选用光伏水泵专用变频操控器进行操控。
光伏水泵体系的组成
光伏水泵体系一般由太阳能光伏阵列(以下简称光伏阵列)、水泵变频操控器和机泵组成, 其结构框图如图1所示。
与我们常见的以沟通市电作为电源水泵体系不同的是,光伏水泵体系是以太阳能光伏阵列输出的直流电作为体系的电源供应。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。要想光伏水泵体系在任何日照、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到达调和、高效、安稳的作业状况的操控器。图1中的变频器便是完成该功用的,主要是完成MPPT(最大功率点跟踪)、逆变和一些维护功用。机泵为体系的执行组织,包含驱动电机和水泵,经过调理机泵的转速即可调整体系负载的巨细。
体系的作业原理
太阳能光伏阵列是一种非线性的直流电源,它既非恒流源,也非恒压源,也不能为负载供给任意大的功率。但在日照必定的前提下,光伏阵列有一个最大输出功率点,如果体系作业时光伏阵列输出功率为该点对应的功率值,则体系此刻作业在最佳状况。图2给出了不同日照强度s下太阳能光伏阵列的i-v曲线。
图2中:s为日照强度,单位为w/m2。a、b、c、d、e为对应的日照强度下光伏阵列的最大输出功率点。
在CVT式的MPPT中,工程上能够近似认为不同日照强度下的最大输出功率点(如图2中的a、b、c、d、e点)逼近一条直线u=u*=const。也就是说只要光伏水泵体系运转过程中光伏阵列一向坚持其输出电压为u*=const,就能够确保光伏阵列一向具有在当前日照下的最大功率输出。
选用变频器拖动光伏水泵以完成CVT式MPPT操控实际上是运用反馈操控原理,在不同的日照强度下,经过改变变频器的输出频率来调整电机水泵的转速(即负载巨细),然后到达安稳光伏阵列输出电压的目的。其操控原理如图3所示。
图3中:u*为pi调理器的给定值,亦为CVT给定指令电压; udc为光伏阵列实际输出电压,亦为变频器的直流侧电压;fset为变频器频率给定值; idc为光伏阵列的输出电流,亦为变频器的直流侧电流。
图3中pi调理器依据给定误差输出变频器的频率给定信号,然后改变水泵驱动电动机的转速,如此也即改变了体系的负载巨细。fset越大,电动机转速越高,体系负载越大;反之,fset越小,电动机转速越低,体系负载越小。而体系负载的巨细直接影响到变频器的直流侧电流即idc的巨细。负载越大,idc越大;负载越小,idc越小。这样就构成如下所述的体系调理过程:当检测到的光伏阵列输出电压udc大于指令电压u*时,变频器的频率给定fset上升,机泵的转速n也上升,负载添加,光伏阵列的输出电流idc添加,光伏阵列输出电压udc下降直到安稳在作业点u*;当光伏阵列输出电压udc小于指令u*时,变频器的频率给定fset下降,机泵的转速n也下降,负载减小,光伏阵列的输出电流idc减小,光伏阵列输出电压udc添加直到安稳在作业点u*。
普传PI500-S光伏水泵专用变频器
普传科技PI500-S系列光伏水泵专业变频器选用高精度快速MPPT算法,将光伏阵列输出经过最大功率点追踪,最大化驱动水泵电机,以满足各种扬水使用需求。光伏水泵专用变频器除了支撑光伏列阵直流输入外,还支撑沟通输入。当光伏阵列输出无法驱动电机或许无输出时,还接受电网沟通输入或许其他沟通电机供电,以满足各种应急需求。
光伏水泵专用变频器供给全方位维护,最大化进步电机及水泵运用寿命。体系结构图如图4所示。
产品特色:
1:内置高精度光伏阵列最大规则点跟踪MPPT算法干运转状况监测,处理,到达操控最大化;
2:蓄水池水位操控;水位检测组织将水井和蓄水池的水位信号经过开关触点信号送入操控板,依据不同的水位状况操控变频器的起停。
3:兼容直流/沟通两种输入;2种电流输入确保体系作业的正常运转;
4:LED显示实时体系状况与参数;实时操控体系的运转状况,方便操作;
5:根据RS485的实时长途监控体系;
6:快速安装规划,无需额定维护;
7:内置全方位维护及诊断机制。
结束语
光伏水泵体系是目前太阳能光电使用中最具特色的使用领域之一。本文所探讨的体系是一种通用变频器在太阳能光伏水泵体系方面的使用,该体系组成简略,调试方便,无需专门的采样单元和维护单元(均由变频器内部功用来完成),能够完成全自动操控,非常适合于一些遥远干旱、缺电区域的运用。该体系已成功地在西藏某地得到使用,效果抱负。
