CN103147489A - 一种光伏扬水***中利用光伏输入功率的并行抽水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光伏扬水***中利用光伏输入功率的并行抽水方法。在光伏扬水***中使用功率大小不同的双水泵或多个水泵并行抽水，根据太阳板方阵输出功率的大小，有选择的启动功率大小不同的光伏水泵，大幅提高太阳板方阵的输出功率利用效率。

Description

一种光伏扬水***中利用光伏输入功率的并行抽水方法
技术领域
本发明涉及一种光伏扬水***中利用光伏输入功率的并行抽水方法，属于太阳能光伏应用技术领域。
背景技术
公知的光伏扬水***中太阳板方阵产生的直流电，通过光伏扬水逆变器转化为可以直接驱动电机的交流电直接为光伏水泵提供电源，实现光伏扬水***的工作。在光伏扬水***应用中，光伏扬水逆变器因为水泵扬程压力和保护水泵因素，在日照变化太阳板方阵输出功率小于水泵的出水功率时，逆变器关断输出，无法抽水，太阳板方阵输出功率无法转换而损失。
为了延长光伏水泵每天的出水时间和保证***的正常工作，公知的做法是光伏扬水***所配置的太阳板方阵输出功率为光伏水泵额定功率的2倍。通常光伏扬水***在太阳板方阵输出功率小于0.5倍光伏水泵额定功率的时候，光伏扬水逆变器将关断输出，太阳板方阵发出的电能由于功率不足将不能被利用，而当正午时，太阳板方阵输出功率超过水泵额定功率的部分由于水泵功率有限，多余的电能也不能够被利用而损失。虽然也有研究采取最大功率跟踪的方法提高太阳板方阵的功率利用率，但是光伏扬水***中单泵***对太阳板方阵发电功率的利用效率仍然比较低。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种光伏扬水***中利用光伏输入功率的并行抽水方法。在光伏扬水***中使用功率大小不同的双水泵或多个水泵并行抽水，根据太阳板方阵输出功率的大小，有选择的启动功率大小不同的光伏水泵，可大幅提高太阳板方阵的输出功率利用效率。
本发明按以下技术方案实施
如图1所示，其包括太阳板方阵1、第一光伏扬水逆变器2和第二光伏扬水逆变器4、控制器3、第一光伏水泵6和第二光伏水泵5、电子浮球开关7、止回阀8、汇流装置9、主上水管道10、目的水池11、下位水池12。太阳板方阵1将太阳能转化为直流电能，输出给第一光伏扬水逆变器2和第二光伏扬水逆变器4，第一光伏扬水逆变器2将直流电转化为交流电后供给第一光伏水泵6，第二光伏扬水逆变器4 将直流电转化为交流电后供给第二光伏水泵5 ，控制器3根据太阳板方阵1输出功率大小以及下位水池12中的电子浮球开关7的水位情况，判定控制应该启动哪个光伏水泵工作实现抽水，第一光伏水泵6和第二光伏水泵5的上端出水口分别接一个单向出水的止回阀8，止回阀8是防止停机时水锤效应直接作用在水泵上，同时还能够阻止单泵运行时水沿着管路流回到其他的泵里，两个止回阀8的上端接到汇流装置9，将各水泵抽出来的水，汇流到主上水管道10，流到目的水池11。
如附图2所示，其电路连结关系为：太阳板方阵1的正极输出端PV+连接到第一光伏扬水逆变器2的正极输入端PV+和第二光伏扬水逆变器4的正极输入端PV+，太阳板方阵1的负极输出端PV-连接到第一光伏扬水逆变器2的负极输入端PV-和第二光伏扬水逆变器4的负极输入端PV-，第一光伏扬水逆变器2的交流输出端（U，V，W）连接第一光伏水泵6，第二光伏扬水逆变器4的交流输出端（U，V，W）连接第二光伏水泵5，第一光伏扬水逆变器2的RS485的A端与第二光伏扬水逆变器4的RS485的A端相连，然后连接到控制器3的RS485的A端，第一光伏扬水逆变器2的RS485的B端与第二光伏扬水逆变器4的RS485的B端相连，然后连接到控制器3的RS485的B端，电子浮球开关7的两极分别连接到控制器3的SW+和SW-。
本发明的优点及积极效果：  
本发明方法采用功率大小不同的双泵（或多泵）并联抽水，能够在太阳板方阵输出功率的不同功率段选择性的启动水泵，大大拓宽太阳板方阵输出功率的利用范围，可创造更高的经济效益，同时对不同天气情况下光伏扬水***持续抽水的适应性大大提高。
附图说明
图1为本发明的***原理图，图中，1为太阳板方阵、2为第一光伏扬水逆变器、3
为控制器、4为第二光伏扬水逆变器、5为第二光伏水泵、6为第一光伏水泵、7为电子浮球开关、8为止回阀、9为汇流装置、10为主上水管道、11为目的水池、12为下位水池。图2为本发明的双水泵***电路连接图。
具体实施方式
实施例1：双水泵***
其包括太阳板方阵1、第一光伏扬水逆变器2和第二光伏扬水逆变器4、控制器3、第一光伏水泵6和第二光伏水泵5、电子浮球开关7、止回阀8、汇流装置9、主上水管道10、目的水池11、下位水池12。太阳板方阵1将太阳能转化为直流电能，输出给第一光伏扬水逆变器2和第二光伏扬水逆变器4，第一光伏扬水逆变器2将直流电转化为交流电后供给第一光伏水泵6，第二光伏扬水逆变器4 将直流电转化为交流电后供给第二光伏水泵5 ，控制器3根据太阳板方阵1输出功率大小以及下位水池12中的电子浮球开关7的水位情况，判定控制应该启动哪个光伏水泵工作实现抽水，第一光伏水泵6和第二光伏水泵5的上端出水口分别接一个单向出水的止回阀8，止回阀8是防止停机时水锤效应直接作用在水泵上，同时还能够阻止单泵运行时水沿着管路流回到其他的泵里，两个止回阀8的上端接到汇流装置9，将各水泵抽出来的水，汇流到主上水管道10，流到目的水池11。
其电路连结关系为：太阳板方阵1的正极输出端PV+连接到第一光伏扬水逆变器2的正极输入端PV+和第二光伏扬水逆变器4的正极输入端PV+，太阳板方阵1的负极输出端PV-连接到第一光伏扬水逆变器2的负极输入端PV-和第二光伏扬水逆变器4的负极输入端PV-，第一光伏扬水逆变器2的交流输出端（U，V，W）连接第一光伏水泵6，第二光伏扬水逆变器4的交流输出端（U，V，W）连接第二光伏水泵5，第一光伏扬水逆变器2的RS485的A端与第二光伏扬水逆变器4的RS485的A端相连，然后连接到控制器3的RS485的A端，第一光伏扬水逆变器2的RS485的B端与第二光伏扬水逆变器4的RS485的B端相连，然后连接到控制器3的RS485的B端，电子浮球开关7的两极分别连接到控制器3的SW+和SW-。
配置采用第一光伏水泵6为功率较大的水泵，其额定功率为P(大泵)，第二光伏水泵5为功率较小的水泵其额定功率为P(小泵)，太阳板方阵1的输出功率为P(太阳板方阵)，则以太阳板方阵1的输出功率P(太阳板方阵)为判定依据，控制器3将控制启动不同的光伏水泵工作：
当P(太阳板方阵)＜0.5 P(小泵)时，两水泵都不工作
当0.5 P(小泵)≤P(太阳板方阵)＜0.5 P(大泵)时，仅第二光伏水泵5工作
当0.5 P(大泵)≤P(太阳板方阵)＜0.5 P(大泵)+ 0.5 P(小泵)时，仅第一光伏水泵6工作；
当P(太阳板方阵)≥0.5 P(大泵)+ 0.5 P(小泵)时，第一光伏水泵6和第二光伏水泵5同时工作；
这样通过合理选择双水泵功率的大小，可大幅拓宽太阳板方阵输出功率的利用范围
使用双水泵***，配置第一光伏水泵6为功率较大的水泵，其额定功率为P(大泵)，第二光伏水泵5为功率较小的水泵，配置其额定功率为第一光伏水泵6额定功率的一半即0.5 P(大泵)，配置太阳板方阵的功率为2 P(大泵)，参照本发明***工作原理以太阳板方阵1的输出功率为判定依据，控制启动功率大小不同的光伏水泵工作，将使太阳板方阵1的输出功率利用范围拓宽为从 0.25 P(大泵)到1.5 P(大泵)。因此大幅拓宽了太阳板方阵输出功率的利用范围。
实施例2：三水泵***
对比实施例一，本实施例中***配置并联增加多一台光伏扬水逆变器和一台更小功率的光伏水泵，并采用水泵额定功率依次递减0.5倍的3个水泵来组成***，这样将使太阳板方阵的输出功率利用范围更进一步拓宽为从0.125 P(大泵)到1.75 P(大泵)，大幅提高了太阳板方阵输出功率的利用率。

Claims (3)

1.一种光伏扬水***中利用光伏输入功率的并行抽水方法，其特征在于：其包括太阳板方阵（1）、第一光伏扬水逆变器（2）和第二光伏扬水逆变器（4）、控制器（3）、第一光伏水泵（6）和第二光伏水泵（5）、电子浮球开关（7）、止回阀（8）、汇流装置（9）、主上水管道（10）、目的水池（11）和下位水池（12），太阳板方阵（1）将太阳能转化为直流电能，输出给第一光伏扬水逆变器（2）和第二光伏扬水逆变器（4），第一光伏扬水逆变器（2）将直流电转化为交流电后供给第一光伏水泵（6），第二光伏扬水逆变器（4） 将直流电转化为交流电后供给第二光伏水泵（5） ，控制器（3）根据太阳板方阵（1）输出功率大小以及下位水池（12）中的电子浮球开关（7）的水位情况，判定控制应该启动哪个光伏水泵工作实现抽水，第一光伏水泵（6）和第二光伏水泵（5）的上端出水口分别接一个单向出水的止回阀（8），止回阀（8）是防止停机时水锤效应直接作用在水泵上，同时还能够阻止单泵运行时水沿着管路流回到其他的泵里，两个止回阀（8）的上端接到汇流装置（9），将各水泵抽出来的水，汇流到主上水管道（10），流到目的水池（11）。
2.根据权利要求1所述的一种光伏扬水***中利用光伏输入功率的并行抽水方法，其特征在于：其电路连结关系为：太阳板方阵（1）的正极输出端PV+连接到第一光伏扬水逆变器（2）的正极输入端PV+和第二光伏扬水逆变器（4）的正极输入端PV+，太阳板方阵（1）的负极输出端PV-连接到第一光伏扬水逆变器（2）的负极输入端PV-和第二光伏扬水逆变器（4）的负极输入端PV-，第一光伏扬水逆变器（2）的交流输出端（U，V，W）连接第一光伏水泵（6），第二光伏扬水逆变器（4）的交流输出端（U，V，W）连接第二光伏水泵（5），第一光伏扬水逆变器（2）的RS485的A端与第二光伏扬水逆变器4的RS485的A端相连，然后连接到控制器（3）的RS485的A端，第一光伏扬水逆变器（2）的RS485的B端与第二光伏扬水逆变器（4）的RS485的B端相连，然后连接到控制器（3）的RS485的B端，电子浮球开关（7）的两极分别连接到控制器（3）的SW+和SW-。
3.根据权利要求1所述的一种光伏扬水***中利用光伏输入功率的并行抽水方法，其特征在于：***配置并联增加一台光伏扬水逆变器和一台光伏水泵，采用水泵额定功率依次递减0.5倍的3个水泵来组成***。
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