[发明专利]光伏水泵系统的最大功率跟踪与U‑f曲线自寻优结合的方法

权利要求书

1.光伏水泵系统的最大功率跟踪与U-f曲线自寻优结合的方法，其特征在于，在较低频率时，采用变频器输出频率f控制输出功率P_m，在较高频率时，采用变频器输出电压幅值U控制输出功率P_m，其单位幅值对应的功率变化相对较小，就可以将变频器的输出功率控制的更加精细；直至使水泵跟踪到光伏板输出的最大功率；

变频器输出电压幅值U控制输出功率P_m为：

首先根据二次方U-f曲线中变频器输出电压幅值U对变频器输出频率f进行控制，得到的变频器输出频率f再对输出功率P_m进行控制，控制的关系式为：

Pm=Ap·(π30)3n3]]>

其中，P_m为电机的输出功率，A_P为转矩系数，n为电机转速，变频器输出频率f的值等于电机转速n的值；

二次方U-f曲线的拟合过程为：

步骤1、固定变频器输出频率f；

步骤2、对变频器输出电压幅值U进行扰动；

步骤3、检测变频器三相输出电流I_A、I_B、I_C的值，经过3s/2r变换后得到有功分量I_d和无功分量I_q，求出功率因数

步骤4、多次改变变频器输出电压U幅值得出不同的λ值，进行比较找出最大λ值；

步骤5、保存变频器输出频率f及最大λ值所对应的变频器输出电压幅值U；

步骤6、判断变频器输出频率f是否大于50Hz，如果没有，则频率增加，转到步骤2，如果变频器输出频率f大于50Hz，则结束。

2.根据权利要求1所述的光伏水泵系统的最大功率跟踪与U-f曲线自寻优结合的方法，其特征在于，所述控制关系式的计算过程为：

由电机学原理知，在电机带风机泵类负载时，负载转矩T_L与电机角速度ω_r的平方成正比：

T_L＝A_p·ω_r²(1)

其中，A_p为转矩系数；

由于

n=60ωr2π---(2)]]>

其中，n为电机转速；

则

ωr=2π·n60---(3)]]>

得：

TL=Ap·(2π·n60)2=Ap·(π30)2·n2---(4)]]>

电机的输出功率P_m与转子的角速度ω_r以及电磁转矩T_e的关系如下：

Te=Pmωr---(5)]]>

则

P_m＝T_e·ω_r (6)

当电动机稳定运行时，负载转矩T_L与电磁转矩T_e相等，那么结合(4)、(6)式可得：

Pm=Ap·ωr3---(7)]]>

在结合(3)、(7)式，可以得到：

Pm=Ap·(π30)3n3---(8).]]> 2