[发明专利]太阳能泵送系统及其操作方法

说明书

一种太阳能泵送系统和操作太阳能泵站的方法，该系统包括：多个太阳能模块；至少一个变频驱动器VFD，包括至少一个转换器；至少一个开关装置，连接到太阳能模块和VFD；以及至少一个AC马达，连接到VFD的输出电源。根据AC马达的负载要求改变输出电压，开关装置基于从VFD的控制器接收的输入来控制被传输到VFD的DC功率的供应。该方法包括以下步骤：通过开关装置控制太阳能模块的电压输出供应，以便基于马达的要求向太阳能泵提供适当的功率，这样通过将太阳能模块的电压输出升高或降低到预定的电压比重持续一预定时间段，以避免跳闸。

技术领域

本发明涉及一种系统和一种操作太阳能泵送系统的方法，更具体地说，涉及太阳能泵送系统以及操作太阳能泵送系统而不使太阳能泵跳闸的方法。

背景技术

近来随着通过太阳能获取电力的进步，已经开发出了各种系统使用转换器转换DC源，运行AC负载。然而，在转换DC功率(电力)来运行AC负载的情况下，诸如功率供应不足的各种问题变得突出。

此外，由于入射到电池板上的太阳能的长期变化和短期变化，来自太阳能电池板的电压波动很大，并且太阳能电池产生的电能具有不同于传统电能的电特性，因为后者具有线性电压源特性，其可以保持恒定电压以获得所需的运行状态，而与负载状态无关。

太阳能发电的主要应用之一是为了运行太阳能泵，太阳能泵通常包括三相AC马达。AC泵马达的负载曲线随着状态的变化而变化(例如，水深度)，因此，基于太阳能电池板很难有效地运行AC泵马达。以固定频率控制AC马达非常困难，并且需要功率在给定频率下保持恒定，因为DC电压的改变必然伴随DC电流的改变。

用于太阳能泵送应用的变频驱动器(VFD)用于通过改变所供应的频率和电压来控制电动马达，以实现高效运行。频率(或赫兹)与马达的速度直接相关。换句话说，频率越高，马达的每分钟转数(RPM)越快，从而泵送最多的水。如果应用不需要马达全速运行，VFD可用于降低频率和电压，以满足马达负载的要求，这降低了能源成本。

此外，用于太阳能泵送应用的VFD成功用于415V AC泵马达，但当它应用于220V AC泵马达时面临技术问题或出现故障，因为这些VFD是针对DC电源很少超过380V的工业应用而设计的，所以当来自太阳能电池模块的DC电源越过390V或者395V时，VFD驱动器因过电压而跳闸。

因此，本发明的目的是解决上述问题中的一个或多个。

发明内容

在描述本发明及其组件之前，应该理解的是本公开不限于所描述的特定系统及其布置，因为可能存在多个可能的实施例，这些实施例未在本公开中明确示出。还应理解的是，说明书中使用的术语仅仅是为了描述特定实施例，并不旨在限制所要求保护的主题的范围。

在一个实施例中，提出一种太阳能泵送系统，其中该系统包括：多个太阳能模块；至少一个开关装置，被连接到太阳能模块；至少一个变频驱动器(VFD)，被连接到开关装置；至少一个转换器，被连接到太阳能模块和VFD；至少一个断路器，与太阳能模块和VFD连接；至少一个二极管电桥，与太阳能模块负极侧和VFD连接；以及至少一个AC马达，被连接到VFD输出电源。开关装置用于，基于从VFD的控制器接收的关于AC马达的电压变化和负载要求的输入，控制传输到VFD的DC功率的供应。开关装置由VFD的控制器控制，以向AC马达提供适当的电压，其中控制器首先被配置为操作开关装置以在初始时向AC马达提供90％的电压，并且此后，当DC电压由于负载而骤降时，提供满电压。根据本发明，向VFD提供初始电压以用于运行，优选地初始电压为满电压的90％。

在另一个实施例中，描述了一种操作太阳能泵送系统的方法。该方法包括以下步骤：通过开关装置控制太阳能模块的电压输出供应，以便基于AC马达的要求为太阳能泵提供适当的功率(电力)，从而在一预定段时间内通过将太阳能模块的电压输出升高或降低到预定的电压比重来避免跳闸。

附图说明