一种太阳能光伏变频器及光伏扬水系统技术方案

本实用新型专利技术适用于光伏领域，提供了一种太阳能光伏变频器及光伏扬水系统，该变频器包括：交流/直流切换单元，其直流输入端与光伏电池连接，其交流输入端与市电连接；整流单元，其输入端与交流/直流切换单元的交流输出端连接；MPPT控制单元，其输入端与光伏电池连接；变频调速控制单元，其输入端同时与整流单元的输出端和交流/直流切换单元的直流输出端连接，其控制端与MPPT控制单元的输出端连接，其输出端与电动机连接。本实用新型专利技术在光线不足时可以切换至市电供电，从而实现全天时间的扬水需求，并且通过采集光伏电池的输出功率实现最大功率追踪，可使光伏电池的使用效率到达98％以上大大增加了能源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能光伏变频器及光伏扬水系统
本技术属于光伏领域，尤其涉及一种太阳能光伏变频器及光伏扬水系统。
技术介绍
随着光伏电池板转化效率的提高以及价格的降低，光伏扬水系统应用越来越广泛，特别在一些日照条件好，市电紧张或市电不易到达的地方。传统的光伏扬水控制器大多采用固定电压输出，不能跟踪光伏电池板的最大功率造成资源的浪费，并且，目前光伏扬水系统中的变频器不能使输入电源在交流电(市电)和直流电(光伏阵列)之间切换，在光线长时间不充足的时候，难以保证水泵全天候的连续运行。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提供一种太阳能光伏变频器，旨在解决目前光伏扬水系统中的变频器不能使输入电源在交流电与直流电之间切换的问题。 本技术实施例是这样实现的，一种太阳能光伏变频器，所述变频器连接于光伏电池与电动机之间，其特征在于，所述变频器还与市电连接，所述变频器包括: 检测环境光线，并在环境光线充足时切换到直流电源供电，在环境光线不足时切换到交流电源供电的交流/直流切换单元，所述交流/直流切换单元的直流输入端与所述光伏电池连接，所述交流/直流切换单元的交流输入端与所述市电连接； 对交流电源电压进行整流，输出直流电压的整流单元，所述整流单元的输入端与所述交流/直流切换单元的交流输出端连接； 采集光伏电池的输出功率的MPPT控制单元，根据所述输出功率输出变频控制信号，并通过扰动所述变频控制信号确定最大输出功率，所述MPPT控制单元的输入端与所述光伏电池连接； 根据所述变频控制信号控制所述电动机的输出频率变化的变频调速控制单元，所述变频调速控制单元的输入端同时与所述整流单元的输出端和所述交流/直流切换单元的直流输出端连接，所述变频调速控制单元的控制端与所述MPPT控制单元的输出端连接，所述变频调速控制单元的输出端与所述电动机连接。 进一步地，所述变频器还包括: 根据所述电动机的输出电流判断是否处于打干状态，并于打干状态下控制所述电动机停机的打干保护单元，所述打干保护单元的输入端与所述电动机的电流输出端连接，所述打干保护单元的输出端与所述电动机的控制端连接。 更进一步地，所述变频器还包括: 采集光伏电池的输出电压，当光伏电池的输出电压低于预设值时，控制所述光伏电池进入休眠状态的休眠控制单元，所述休眠控制单元的输入端与所述光伏电池的输出端连接，所述休眠控制单元的输出端与所述光伏电池的休眠控制端连接。 更进一步地，所述交流/直流切换单元包括: 根据环境光生成相应的电信号的感光模块； 将所述电信号与阈值信号比较，输出开关控制信号的电流比较单元，所述电流比较单元的输入端与所述感光模块的输出端连接； 根据所述开关控制信号实现对直流电源与交流电源之间的切换的开关控制单元，所述开关控制单元的控制端与所述电流比较单元的输出端连接，所述开关控制单元的直流输入端为所述交流/直流切换单元的直流输入端，所述开关控制单元的交流输入端为所述交流/直流切换单元的交流输入端，所述开关控制单元的直流输出端为所述交流/直流切换单元的直流输出端，所述开关控制单元的交流输出端为所述交流/直流切换单元的交流输出端。 更进一步地，所述开关控制单元包括: 第一保险丝(FUl)、第二保险丝(FU2)、第三保险丝(FU3)、第四保险丝(FU4)、第一二极管(Dl)、第二二极管(D2)、第一继电器(KMl)、第二继电器(KM2)、热保护器件(FR)、第三开关(SBl)、第四开关(S4)以及第五开关(S5); 所述第三保险丝(FU3)、所述第四保险丝(FU4)的一端分别为所述开关控制单元的两直流输入端与所述光伏电池的正、负输出端连接，所述第三保险丝(FU3)、所述第四保险丝(FU4)的另一端分别与所述第二继电器(KM2)的双路受控开关的一侧导通双端连接，所述第二继电器(KM2)的双路受控开关的另一侧导通双端分别与所述第一二极管(Dl)、所述第二二极管(D2)的阳极连接，所述第一二极管(Dl)、所述第二二极管(D2)的阴极分别为所述开关控制单元的两直流输出端，所述第一保险丝(FUl)、所述第二保险丝(FU2)的一端分别为所述开关控制单元的两交流输入端与所述市电的零线和火线连接，所述第一保险丝(FUl)、所述第二保险丝(FU2)的另一端分别与所述第一继电器(KMl)的双路受控开关的一侧导通双端连接，所述第一继电器(KMl)的双路受控开关的另一侧导通双端分别为所述开关控制单元的两交流输出端，与所述市电火线连接的所述开关控制单元的一交流输入端还与所述热保护器件(FR)的一端连接，所述热保护器件(FR)的另一端与所述第三开关(SBl)的一导通端连接，所述第三开关(SBl)的另一导通端与所述第四开关(S4)的一导通端连接，所述第四开关(S4)的另一导通端与所述第一继电器(KMl)的线圈一导通端连接，所述第四开关(S4)的控制端为所述开关控制单元的第一控制端，所述第一继电器(KMl)的线圈另一导通端为所述开关控制单元的另一交流输入端与所述市电零线连接，所述第五开关(S5)的一导通端为所述开关控制单元的一直流输入端与所述光伏电池的负极连接，所述第五开关(S5)的另一导通端与所述第二继电器(KM2)的线圈一导通端连接，所述第二继电器(KM2)的线圈另一导通端为所述开关控制单元的另一直流输入端与所述光伏电池的正极连接，所述第五开关(S5)的控制端为所述开关控制单元的第二控制端。 更进一步地，所述变频器还包括: 第一双端开关(QSl)和第二双端开关(QS2); 所述第一双端开关(QSl)串接于所述光伏电池与所述MPPT控制单元之间，所述第一双端开关(QSl)的一侧双导通端分别与所述光伏电池的正、负输出端连接，所述第一双端开关(QSl)的另一侧双导通端分别与所述MPPT控制单元的双输入端连接； 所述第二双端开关(QS2)串接于所述市电与所述交流/直流切换单元之间，所述第二双端开关(QS2)的一侧双导通端分别与所述市电的火线、零线连接，所述第二双端开关(QS2)的另一侧双导通端分别与所述交流/直流切换单元的两交流输入端连接。 更进一步地，所述MPPT控制单元包括: 实时采集所述光伏电池的输出电流和输出电压的采样模块，所述采样模块的输入端为所述MPPT控制单元的输入端； 根据所述输出电流和所述输出电压确定所述光伏电池的输出功率的运算模块，所述运算模块的第一、第二输入端分别与所述采样模块的电流输出端和电压输出端连接； 对所述变频控制信号以预设步长进行扰动，来判断所述光伏电池的输出功率变化，进而确定所述光伏电池的最大输出频率对应的变频控制信号的处理模块，所述处理模块的输入端与所述运算单元的输出端连接，所述处理模块的输出端为所述MPPT控制单元的输出端。 更进一步地，所述打干保护单元包括: 在不同输出频率下检测所述电动机的输出电流的打干检测模块，所述打干检测模块的输入端为所述打干保护单元的输出入端； 当所述输出电流低于预设值时，输出打干判断信号的打干判断模块，所述打干判断模块的输入端与所述打干检测模块的输出端连接； 根据所述打干判断信号控制所述电动机停机的打干控制模块，所述打干控制模块的输入端与所述打干判断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能光伏变频器，所述变频器连接于光伏电池与电动机之间，其特征在于，所述变频器还与市电连接，所述变频器包括：检测环境光线，并在环境光线充足时切换到直流电源供电，在环境光线不足时切换到交流电源供电的交流/直流切换单元，所述交流/直流切换单元的直流输入端与所述光伏电池连接，所述交流/直流切换单元的交流输入端与所述市电连接；对交流电源电压进行整流，输出直流电压的整流单元，所述整流单元的输入端与所述交流/直流切换单元的交流输出端连接；采集光伏电池的输出功率的MPPT控制单元，根据所述输出功率输出变频控制信号，并通过扰动所述变频控制信号确定最大输出功率，所述MPPT控制单元的输入端与所述光伏电池连接；根据所述变频控制信号控制所述电动机的输出频率变化的变频调速控制单元，所述变频调速控制单元的输入端同时与所述整流单元的输出端和所述交流/直流切换单元的直流输出端连接，所述变频调速控制单元的控制端与所述MPPT控制单元的输出端连接，所述变频调速控制单元的输出端与所述电动机连接。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光伏变频器，所述变频器连接于光伏电池与电动机之间，其特征在于，所述变频器还与市电连接，所述变频器包括: 检测环境光线，并在环境光线充足时切换到直流电源供电，在环境光线不足时切换到交流电源供电的交流/直流切换单元，所述交流/直流切换单元的直流输入端与所述光伏电池连接，所述交流/直流切换单元的交流输入端与所述市电连接； 对交流电源电压进行整流，输出直流电压的整流单元，所述整流单元的输入端与所述交流/直流切换单元的交流输出端连接； 采集光伏电池的输出功率的MPPT控制单元，根据所述输出功率输出变频控制信号，并通过扰动所述变频控制信号确定最大输出功率，所述MPPT控制单元的输入端与所述光伏电池连接； 根据所述变频控制信号控制所述电动机的输出频率变化的变频调速控制单元，所述变频调速控制单元的输入端同时与所述整流单元的输出端和所述交流/直流切换单元的直流输出端连接，所述变频调速控制单元的控制端与所述MPPT控制单元的输出端连接，所述变频调速控制单元的输出端与所述电动机连接。2.如权利要求1所述的太阳能光伏变频器，其特征在于，所述变频器还包括: 根据所述电动机的输出电流判断是否处于打干状态，并于打干状态下控制所述电动机停机的打干保护单元，所述打干保护单元的输入端与所述电动机的电流输出端连接，所述打干保护单元的输出端与所述电动机的控制端连接。3.如权利要求1所述的太阳能光伏变频器，其特征在于，所述变频器还包括: 采集光伏电池的输出电压，当光伏电池的输出电压低于预设值时，控制所述光伏电池进入休眠状态的休眠控制单元，所述休眠控制单元的输入端与所述光伏电池的输出端连接，所述休眠控制单元的输出端与所述光伏电池的休眠控制端连接。4.如权利要求1所述的太阳能光伏变频器，其特征在于，所述交流/直流切换单元包括: 根据环境光生成相应的电信号的感光模块； 将所述电信号与阈值信号比较，输出开关控制信号的电流比较单元，所述电流比较单元的输入端与所述感光模块的输出端连接； 根据所述开关控制信号实现对直流电源与交流电源之间的切换的开关控制单元，所述开关控制单元的控制端与所述电流比较单元的输出端连接，所述开关控制单元的直流输入端为所述交流/直流切换单元的直流输入端，所述开关控制单元的交流输入端为所述交流/直流切换单元的交流输入端，所述开关控制单元的直流输出端为所述交流/直流切换单元的直流输出端，所述开关控制单元的交流输出端为所述交流/直流切换单元的交流输出端。5.如权利要求4所述的太阳能光伏变频器，其特征在于，所述开关控制单元包括: 第一保险丝(FUl)、第二保险丝(FU2)、第三保险丝(FU3)、第四保险丝(FU4)、第一二极管(Dl)、第二二极管(D2)、第一继电器(KMl)、第二继电器(KM2)、热保护器件(FR)、第三开关(SBl)、第四开关(S4)以及第五开关(S5); 所述第三保险丝(FU3)、所述第四保险丝(FU4)的一端分别为所述开关控制单元的两直流输入端与所述光伏电池的正、负输出端连接，所述第三保险丝(FU3)、所述第四保险丝(FU4)的另一端分别与所述第二继电器(KM2)的双路受控开关的一侧导通双端连接，所述第二继电器(KM2)的双路受控开关的另一侧导通双端分别与所述第一二极管(Dl)、所述第二二极管(D2)的阳极连接，所述第一二极管(Dl)、所述第二二极管(D2)的阴极分别为所述开关控制单元的两直流输出端，所述第一保险丝(FUl)、所述第二保险丝(FU2)的一端分别为所述开关控制单元的两交流输入端与所述市电的零线和火线连接，所述第一保险丝(FUl)、所述第二保险丝(FU2)的另一端分别与所述第一继电器(KMl)的双路受控开关的一侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶旭东，骆鹏，
申请(专利权)人：苏州伟创电气设备技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32