CN103208777A - 一种光伏扬水系统中智能检测水位及模糊控制的方法 - Google Patents

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傅定文
赵志舜
付文祥
庄勇
何建国
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Abstract

本发明涉及一种光伏扬水系统中智能检测水位及模糊控制的方法。在光伏扬水系统中设置光伏扬水逆变器，通过光伏扬水逆变器对太阳板方阵的输出功率进行实时监测，根据监测到的数据的不同，决定交流输出的功率和频率。通过对光伏扬水逆变器的输出功率、以及水泵的实际功率消耗情况的检测，智能的判断下位水池的水位情况及水泵电机的运行情况，实现对光伏水泵电机的运行做出智能的控制，以避免各种损毁电机的可能。

Description

一种光伏扬水系统中智能检测水位及模糊控制的方法
技术领域
本发明涉及一种光伏扬水系统中智能检测水位及模糊控制的方法，属于太阳能光伏应用技术领域。
背景技术
光伏扬水系统把太阳能光伏组件转化的直流电直接通过光伏扬水逆变器转化为可以驱动电机的交流电给光伏水泵提供电力抽水。由于太阳能资源时间分布的不确定性，光伏扬水系统大都是在无人值守的情况下工作，为了保证系统在各种情况下安全可靠运行，在低水位的地方安装水位检测装置以防止光伏水泵在无水的情况下长时间运行而烧毁电机是非常必要的。目前公知的办法是在低水位水池直接安装液位传感器，通过信号线把信号传送到光伏扬水逆变器，但由于光伏扬水逆变器输出到光伏水泵的动力线电缆具有很强的电磁干扰，信号线一般需要单独走线，否则会由于电磁干扰给光伏扬水逆变器输入不正确的信号，让系统产生误判，影响系统的正常工作。而水泵功率过载保护公知的方法是加装功率过载保护继电器，但这种保护继电器一旦起作用后都需要人工干预，并不适合无人值守的光伏扬水系统。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种光伏扬水系统中智能检测水位及模糊控制的方法。在光伏扬水系统中设置光伏扬水逆变器，通过光伏扬水逆变器对太阳板方阵的输出功率进行实时监测，根据监测到的数据的不同，决定交流输出的功率和频率。通过对光伏扬水逆变器的输出功率、以及水泵的实际功率消耗情况的检测，智能的判断下位水池的水位情况及水泵电机的运行情况，实现对光伏水泵电机的运行做出智能的控制，以避免各种损毁电机的可能。
本发明按以下技术方案实施
系统原理框图如图1所示，其包括太阳板方阵1、光伏扬水逆变器2、光伏水泵3、功率和频率检测4。其是通过光伏扬水逆变器2对太阳板方阵1的输出功率进行实时监测，根据监测到的数据的不同，决定交流输出的功率和频率，如果光伏水泵3的运行处于正常情况，不管当前太阳板方阵1的输出功率是多少，都可得到对应该功率下正常范围的交流输出功率和频率。当下位水池的水位下降到光伏水泵3抽不到水时，光伏水泵3消耗的功率瞬间下降，光伏扬水逆变器2的输出频率会因为空载而增加，这时功率和频率检测4将会检测到这些变化量，并把这些变化量传输给光伏扬水逆变器2，如果这些变化量大到一定的程度，便确认光伏水泵3空载情况发生，由此判断水位下降到无水可抽，则光伏扬水逆变器2立即停止交流输出，光伏水泵3停止抽水；同样，当光伏水泵3被泥沙或杂质阻塞时，光伏水泵3的消耗功率也瞬间增加，光伏扬水逆变器2的输出频率会因为过载而减小，这时功率和频率检测4将会检测到这些变化量，并把这些变化量传输给光伏扬水逆变器2，如果这些变化量达到一定程度时，便确认光伏水泵过载情况发生，光伏扬水逆变器2立即停止交流输出，光伏水泵3停止抽水。
系统电路连接如图2所示，太阳板方阵1的正极输出端PV1+连接到光伏扬水逆变器2的正极输入端PV2+，太阳板方阵1的负极输出端PV1-连接到光伏扬水逆变器2的负极输入端PV2-，光伏扬水逆变器2的交流输出端U、V和W连接到光伏水泵3，光伏扬水逆变器2的交流输出端U、V和W接到功率和频率检测4，功率和频率检测4的输出端P+和P-分别连接到光伏扬水逆变器2的A、B端。
本发明的优点和积极效果：
本发明根据光伏扬水逆变器2的交流输出功率和频率的理想值范围，结合其实际输出给光伏水泵3的功率和频率，通过模糊控制方法预设程序来判定光伏水泵3的实际工作情况，实时对光伏水泵3运行过程中发生的各种异常情况做出响应，保证光伏水泵系统运行的稳定可靠。因此本发明无需外加水位传感器就能检测下位水池的水位情况以及水泵的功率消耗情况，减少了水位传感器信号线单独布线工程量以及电磁干扰引起了系统误动作，使光伏水泵系统运行更加稳定可靠。
附图说明
图1为本发明的原理框图，其中1为太阳板方阵、2为光伏扬水逆变器、3为光伏水泵、4为功率和频率检测。
图2为本发明的电路连接图。
具体实施方式
实施例1：低水位，空载判定
参照图1和图2，当下位水池的水位下降到光伏水泵3抽不到水时，光伏水泵3消耗的功率瞬间下降，光伏扬水逆变器2的输出频率会因为空载而增加，这时功率和频率检测4将会检测到这些变化量，并把这些变化量传输给光伏扬水逆变器2，运用模糊控制理论先在光伏扬水逆变器2中预设程序，如果这些变化量大到一定的程度，便确认光伏水泵3空载情况发生，由此判断水位下降到无水可抽，则光伏扬水逆变器2立即停止交流输出，光伏水泵3停止抽水。
实施例2：过载判定
参照图1和图2，当光伏水泵3被泥沙或杂质阻塞时，光伏水泵3的消耗功率瞬间增加，光伏扬水逆变器2的输出频率会因为过载而减小，这时功率和频率检测4将会检测到这些变化量，并把这些变化量传输给光伏扬水逆变器2，同样运用模糊控制理论先在光伏扬水逆变器2中预设程序，如果这些变化量达到一定程度时，便确认光伏水泵过载情况发生，光伏扬水逆变器2立即停止交流输出，光伏水泵3停止抽水。

Claims (2)

1.一种光伏扬水系统中智能检测水位及模糊控制的方法，其特征在于：其包括太阳板方阵（1）、光伏扬水逆变器（2）、光伏水泵（3）、功率和频率检测（4），通过光伏扬水逆变器（2）对太阳板方阵（1）的输出功率进行实时监测，根据监测到的数据的不同，决定交流输出的功率和频率，如果光伏水泵（3）的运行处于正常情况，不管当前太阳板方阵（1）的输出功率是多少，都可得到对应该功率下正常范围的交流输出功率和频率，当下位水池的水位下降到光伏水泵（3）抽不到水时，光伏水泵（3）消耗的功率瞬间下降，光伏扬水逆变器（2）的输出频率会因为空载而增加，这时功率和频率检测（4）将会检测到这些变化量，并把这些变化量传输给光伏扬水逆变器（2），如果这些变化量大到一定的程度，便确认光伏水泵（3）空载情况发生，由此判断水位下降到无水可抽，则光伏扬水逆变器（2）立即停止交流输出，光伏水泵（3）停止抽水；当光伏水泵（3）被泥沙或杂质阻塞时，光伏水泵（3）的消耗功率也瞬间增加，光伏扬水逆变器（2）的输出频率会因为过载而减小，这时功率和频率检测（4）将会检测到这些变化量，并把这些变化量传输给光伏扬水逆变器（2），如果这些变化量达到一定程度时，便确认光伏水泵过载情况发生，光伏扬水逆变器（2）立即停止交流输出，光伏水泵（3）停止抽水。
2.根据权利要求1所述的一种光伏扬水系统中智能检测水位及模糊控制的方法，其特征在于：系统电路连接为太阳板方阵（1）的正极输出端PV1+连接到光伏扬水逆变器（2）的正极输入端PV2+，太阳板方阵（1）的负极输出端PV1-连接到光伏扬水逆变器（2）的负极输入端PV2-，光伏扬水逆变器（2）的交流输出端U、V和W连接到光伏水泵（3），光伏扬水逆变器（2）的交流输出端U、V和W接到功率和频率检测（4），功率和频率检测（4）的输出端P+和P-分别连接到光伏扬水逆变器（2）的A、B端。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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