[发明专利]一种光伏水泵系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种光伏水泵系统及其控制方法，涉及光伏应用技术领域。所述水泵系统包括水泵模块、控制逆变模块和光伏组件，水泵模块由第一水泵和第二水泵并联构成，第一水泵和第二水泵扬程基本相同且与设计扬程匹配，第二水泵额定流量为第一水泵额定流量的50％～60％，第一水泵和第二水泵分别独立运行，光伏组件输出功率与第一水泵功率相匹配，所述控制逆变模块与光伏组件、水泵模块电连接。在光强弱时，启动第二水泵，随着光强变化调节水泵工作状态使光伏组件工作在其最大功率点，第二水泵满功率稳定运行后，切换运行第一水泵，充分利用强光能量；第一水泵运行达不到出水频率时，切换成第二水泵运行，增大系统在一天中的运行时间，提高系统利用率。

技术领域

本发明涉及光伏应用技术领域，具体涉及一种光伏水泵系统及其控制方法。

背景技术

光伏水泵因其以太阳能为动力源，免去了电网的铺设的投资，易于规划和建设，经济适用，越来越受到市场的认可。常规光伏水泵系统中相对小的系统只驱动一个水泵，尤其是采用多级离心泵，只有扬程达到启动阈值才能正常运行，通常这个阈值对应的光伏发电阈值较高，意味着该光伏水泵系统在正常配置时，需要较强的阳光才能运行，对低于光强阈值的阳光就不能利用，系统的效率较低。目前的解决方案主要是增加光伏组件的量，但这样做导致阳光强的时候多余的电力又用不了，系统效率仍然低，还增加了前期投资。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏水泵系统及其控制方法，解决现有光伏水泵系统无法充分利用太阳能、效率低的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种光伏水泵系统，其特征在于：包括水泵模块、控制逆变模块和光伏组件，所述水泵模块由第一水泵和第二水泵并联构成，第一水泵和第二水泵扬程基本相同且与设计扬程匹配，第二水泵额定流量为第一水泵额定流量的50％～60％，第一水泵和第二水泵分别独立运行，所述光伏组件输出功率与第一水泵功率相匹配，所述控制逆变模块与光伏组件、水泵模块电连接。

更进一步的技术方案是所述第一水泵和第二水泵出水口处设置有单向阀。

一种光伏水泵系统控制方法，其特征在于：光伏组件输出通过控制逆变模块控制调制为水泵提供电能；控制逆变模块检测光伏组件输出状态，通过接入、切除水泵和频率调制决定水泵模块启动运行状态：

当光伏组件输出功率达到第二水泵工作阈值f₂时，第二水泵开始供水，否则停机；

当光伏组件输出功率大于第二水泵额定功率运行时，关闭第二水泵，切换启动第一水泵；

当光伏组件输出功率小于第一水泵工作阈值f₁时，关闭第一水泵，切换启动第二水泵。

更进一步的技术方案是所述控制逆变模块对状态的控制运行及切换包含稳定延时设定。

更进一步的技术方案是所述光伏组件输出功率足以使第一水泵达到最低的供水扬程，当光伏组件输出功率达到第一水泵工作频率阈值f₁时，第一水泵开始供水；所述光伏组件输出功率达到第二水泵工作阈值f₂时，第二水泵开始供水，其中f₂＝(26％～30％)f₁。

工作原理：在设计光伏水泵系统时，选择与第一水泵功率匹配的光伏组件，同时选择流量为第一水泵50％～60％的第二水泵，同时将第二水泵与第一水泵并联连接组成水泵模块，此时第二水泵启动光强阈值f₂为第一水泵工作频率阈值f₁的26％～30％，充分利用低辐射照度的太阳能，使系统的效率得到显著提升。