一种太阳能光伏变功率多泵智能抽水系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种太阳能光伏变功率多泵智能抽水系统，包括与光伏扬水逆变器电连接的太阳能电池组件、与对应的光伏水泵电连接的光伏扬水逆变器、设置于下位水池中以测量水位并与控制器之信号输入端信号连接的电子浮球开关、与不同的光伏扬水逆变器之控制端信号连接的控制器，控制器采集太阳能电池组件输出功率以及电子浮球开关水位信号从而控制相应的光伏水泵启停和启动后按额定功率工作或按变频变功率工作，光伏水泵的出水口设置有止回阀并通过止回阀与主上水管道连通目的水池。本实用新型专利技术具有大幅提高光伏抽水系统的利用效率和稳定性、延长设备使用寿命的特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于供水自动化
，具体涉及一种能够大幅提高光伏抽水系统的利用效率和稳定性、延长设备使用寿命的太阳能光伏变功率多泵智能抽水系统。
技术介绍
在现有能源日趋紧张的情况下，在高原、山区等边远、缺电地区，由于季节性干旱严重，居民生产、生活用水面临较大的困难，目前普遍使用汽油机或柴油机作为动力进行抽水解决缺水问题，但也因此难以避免的增加废气排放，从而造成对对环境的污染，而且在使用汽油机或柴油机抽水灌溉设备时需要人员管理，不仅费时、费力、维修不便，而且后期使用费用较高。太阳能光伏抽水系统是一种利用太阳能日照能量转化成直流电，并通过光伏扬水逆变器转化为可以直接驱动电机的交流电为光伏水泵提供电源，实现光伏抽水系统工作的装置。由于太阳能光伏抽水系统中，太阳能电池的价格较高，在整个抽水系统成本中所占份额较大，因此，在太阳能电池容量一定的情况下，尽可能提高太阳能电池的使用效率对提高整个装置的性能价格比具有非常重要的经济意义。而在现有的光伏抽水系统应用中，光伏抽水逆变器因为水泵扬程压力因素和出于保护水泵，在日照变化而造成太阳能电池组件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，太阳能电池组件输出功率因无法转换利用而损失。为了延长光伏水泵每天的出水时间和保证抽水系统的正常工作，公知的做法是将光伏抽水系统所配置的太阳能电池组件输出功率为光伏水泵额定功率的2倍。通常光伏抽水系统在太阳能电池组件输出功率小于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，太阳能电池组件发出的电能由于功率不足将不能被利用，而当正午时，太阳能电池组件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能电池组件的功率利用率，不仅系统复杂，而且抽水系统中单泵对太阳能电池组件发电功率的利用效率仍然比较低。目前采用光伏变频技术和复合泵能进一步提高光伏抽水系统中水泵对太阳能电池组件发电功率的利用效率，通常光伏变频器根据太阳能电池组件输入的功率大小决定光伏变频器所输出的频率。采用这种方式工作时，当太阳能电池组件发电功率低于水泵功率时，水泵处于变频工作状态，能一定程度提高水泵对太阳能电池组件发电功率的利用效率，而当太阳光减弱使太阳能电池组件所供给的功率过低时，此时光伏变频器将停止输出，所拖动的电机停止运转；采用复合泵时，抽水系统根据太阳能电池组件输出功率的大小，有选择的启动水泵，可提高太阳能电池组件的输出功率利用效率，而当太阳能电池组件的功率大于其中一台水泵功率并小于其中任意两台水泵功率时，这时只有一台水泵工作，其余大于这台水泵功率的太阳能电池组件输出功率无法转换而损失。虽然这两种方法能提高光伏抽水系统中水泵对太阳能电池组件发电功率的利用效率，但是光伏抽水系统中水泵对太阳能电池组件发电功率的利用效率仍然比较低，而且设备的启停频繁、处于变频状态时间较长，设备稳定性和寿命较低。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够大幅提高光伏抽水系统的利用效率和稳定性、延长设备使用寿命的太阳能光伏变功率多泵智能抽水系统。本技术的目的是这样实现的：包括太阳能电池组件、多个光伏扬水逆变器、控制器、电子浮球开关、下位水池、与光伏扬水逆变器数量对应的多个光伏水泵、止回阀、主上水管道、目的水池，所述太阳能电池组件之输出端分别与不同的光伏扬水逆变器电连接，所述光伏扬水逆变器之交流输出端与对应的光伏水泵电连接，所述电子浮球开关设置于下位水池中以测量水位并与控制器之信号输入端信号连接，所述控制器之通讯端口分别与不同的光伏扬水逆变器之控制端信号连接，所述控制器采集太阳能电池组件的输出功率以及电子浮球开关的水位信号从而控制相应的光伏水泵启停和启动后按额定功率工作或按变频变功率工作，所述光伏水泵的出水口设置有止回阀并通过止回阀与主上水管道连通目的水池。本技术与现有技术相比具有以下有益效果：与多级并联或多级串联抽水系统比较（以3台泵为例）条件原有多级并联或多级串联本技术当P≥P1+P2+P3时满频额定功率工作相同当P1+P2≤P＜P1+P2+P3时P1、P2 、P3同步变频工作P1、P2按额定功率工作，P3按变频变功率工作当P1≤P＜P1+P2时P1、P2同步变频工作P1满频额定功率工作，P2处于变频变功率工作状态当P1＜P时P1处于变频变功率工作状态相同本技术通过对太阳能电池组件输出功率的跟踪和下位水池的水位测量，通过控制器尽量使多数光伏水泵处于满频按额定功率工作状态，而只使剩余的一台光伏水泵处于变频变功率工作状态，从而达到大幅提高光伏抽水系统的利用效率和稳定性，并延长设备使用寿命的目的。因此，本技术具有能够大幅提高光伏抽水系统的利用效率和稳定性、延长设备使用寿命的特点。附图说明图1为本技术之串联三泵抽水系统原理示意图；图2为图1之电气原理示意图；图3为本技术之并联三泵抽水系统原理示意图；图4为图3之电气原理示意图；图中：1-太阳能电池组件，2-光伏扬水逆变器，2a-光伏扬水逆变器Ⅰ，2b-光伏扬水逆变器Ⅱ，2c-光伏扬水逆变器Ⅲ，3-控制器，4-电子浮球开关，4a-电子浮球开关Ⅰ，4b-电子浮球开关Ⅱ，4c-电子浮球开关Ⅲ，5-下位水池，5a-下位水池Ⅰ，5b-下位水池Ⅱ，5c-下位水池Ⅲ，6-光伏水泵，6a-光伏水泵Ⅰ，6b-光伏水泵Ⅱ，6c-光伏水泵Ⅲ，7-止回阀，8-主上水管道，9-目的水池，10-汇流装置。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明，但不以任何方式对本技术加以限制，基于本技术教导所作的任何变更或改进，均属于本技术的保护范围。如图1至4所示，本技术的太阳能光伏变功率多泵智能抽水系统包括太阳能电池组件1、多个光伏扬水逆变器2、控制器3、电子浮球开关4、下位水池5、与光伏扬水逆变器2数量对应的多个光伏水泵6、止回阀7、主上水管道8、目的水池9，所述太阳能电池组件1之输出端分别与不同的光伏扬水逆变器2电连接，所述光伏扬水逆变器2之交流输出端与对应的光伏水泵6电连接，所述电子浮球开关4设置于下位水池5中以测量水位并与控制器3之信号输入端信号连接，所述控制器3之通讯端口分别与不同的光伏扬水逆变器2之控制端信号连接，所述控制器3采集太阳能电池组件1的输出功率以及电子浮球开关4的水位信号从而控制相应的光伏水泵6启停和启动后按额定功率工作或按变频变功率工作，所述光伏水泵6的出水口设置有止回阀7并通过止回阀7与主上水管道8连通目的水池9。所述光伏扬水逆变器2包括光伏扬水逆变器Ⅰ2a、光伏扬水逆变器Ⅱ2b、光伏扬水逆变器Ⅲ2c，所述光伏水泵6包括光伏水泵Ⅰ6a、光伏水泵Ⅱ6b、光伏水泵Ⅲ6c并共同并联设置于下位水池5中，所述光伏扬水逆变器Ⅰ2a之交流输出端与光伏水泵Ⅰ6a电连接，所述光伏扬水逆变器Ⅱ2b之交流输出端与光伏水泵Ⅱ6b电连接，所述光伏扬水逆变器Ⅲ2c之交流输出端与光伏水泵Ⅲ6c电连接，所述光伏水泵Ⅰ6a、光伏水泵Ⅱ6b及光伏水泵Ⅲ6c的出水口分别设置有止回阀7且止回阀7上端接到汇流装置10后通过主上水管道8连通目的水池9。所述光伏扬水逆变器2包括光伏扬水逆变器Ⅰ2a、光伏扬水逆变器Ⅱ2b、光伏扬水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能光伏变功率多泵智能抽水系统，其特征在于包括太阳能电池组件（1）、多个光伏扬水逆变器（2）、控制器（3）、电子浮球开关（4）、下位水池（5）、与光伏扬水逆变器（2）数量对应的多个光伏水泵（6）、止回阀（7）、主上水管道（8）、目的水池（9），所述太阳能电池组件（1）之输出端分别与不同的光伏扬水逆变器（2）电连接，所述光伏扬水逆变器（2）之交流输出端与对应的光伏水泵（6）电连接，所述电子浮球开关（4）设置于下位水池（5）中以测量水位并与控制器（3）之信号输入端信号连接，所述控制器（3）之通讯端口分别与不同的光伏扬水逆变器（2）之控制端信号连接，所述控制器（3）采集太阳能电池组件（1）的输出功率以及电子浮球开关（4）的水位信号从而控制相应的光伏水泵（6）启停和启动后按额定功率工作或按变频变功率工作，所述光伏水泵（6）的出水口设置有止回阀（7）并通过止回阀（7）与主上水管道（8）连通目的水池（9）。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光伏变功率多泵智能抽水系统，其特征在于包括太阳能电池组件（1）、多个光伏扬水逆变器（2）、控制器（3）、电子浮球开关（4）、下位水池（5）、与光伏扬水逆变器（2）数量对应的多个光伏水泵（6）、止回阀（7）、主上水管道（8）、目的水池（9），所述太阳能电池组件（1）之输出端分别与不同的光伏扬水逆变器（2）电连接，所述光伏扬水逆变器（2）之交流输出端与对应的光伏水泵（6）电连接，所述电子浮球开关（4）设置于下位水池（5）中以测量水位并与控制器（3）之信号输入端信号连接，所述控制器（3）之通讯端口分别与不同的光伏扬水逆变器（2）之控制端信号连接，所述控制器（3）采集太阳能电池组件（1）的输出功率以及电子浮球开关（4）的水位信号从而控制相应的光伏水泵（6）启停和启动后按额定功率工作或按变频变功率工作，所述光伏水泵（6）的出水口设置有止回阀（7）并通过止回阀（7）与主上水管道（8）连通目的水池（9）。2.根据权利要求1所述太阳能光伏变功率多泵智能抽水系统，其特征在于所述光伏扬水逆变器（2）包括光伏扬水逆变器Ⅰ（2a）、光伏扬水逆变器Ⅱ（2b）、光伏扬水逆变器Ⅲ（2c），所述光伏水泵（6）包括光伏水泵Ⅰ（6a）、光伏水泵Ⅱ（6b）、光伏水泵Ⅲ（6c）并共同并联设置于下位水池（5）中，所述光伏扬水逆变器Ⅰ（2a）之交流输出端与光伏水泵Ⅰ（6a）电连接，所述光伏扬水逆变器Ⅱ（2b）之交流输出端与光伏水泵Ⅱ（6b）电连接，所述光伏扬水逆变器Ⅲ（2c）之交流输出端与光伏水泵Ⅲ（6c）电连接，所述光伏水泵Ⅰ（6a）、光伏水泵Ⅱ（6b）及光伏水泵Ⅲ（6c）的出水口分别设置有止回阀（7）且止回阀（7）上端接到汇流装置（10）后通过主上水管道（8）连通目的水池（9）。3.根据权利要求1所述太阳能光伏...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅定文，栾红光，郑富友，孟琦，李兴合，何鹏，
申请(专利权)人：云南晶能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：云南;53