CN104201759A - 一种变频光伏水泵逆变器及变频光伏水泵系统 - Google Patents

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宋庆国
谭玮
王向国
李虹
胡力
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Abstract

本发明涉及一种变频光伏水泵逆变器及变频光伏水泵系统，其中一种变频光伏水泵逆变器，包括整流器、三相逆变电路和直流母排；所述整流器和三相逆变电路依次并联与直流母排之间；所述整流器输入端接入三相交流电，用于将三相交流电转换为直流电；所述三相逆变电路的输出端与外接的光伏水泵相连接。本发明所述的带变频功能的光伏水泵逆变器通过采用以上结构，可以调频输出，能够极大的提高能源利用率，增加驱动能力，同时又没有增加系统成本。

Description

一种变频光伏水泵逆变器及变频光伏水泵系统
技术领域
本发明涉及一种变频光伏水泵逆变器及变频光伏水泵系统，属于光伏水泵及水利灌溉领域。
背景技术
目前，光伏水泵系统采用光伏逆变器来驱动光伏水泵，光伏逆变器采用直流输入，输出波形为50Hz的正弦波，无法输出调制波形，从而导致光伏水泵的驱动能力较差；并且由于无法进行电机调速，导致效率较低，能源利用率较低；在光伏逆变器和光伏水泵之间增加变频器，可以解决以上问题，但是需要增加成本，且增加了两级AC/DC及DC/AC转换，也降低了能源利用率。因此我们设计了一种新型的带变频功能的光伏水泵逆变器，可以调节电机转速，能够极大的提高能源利用率，增加驱动能力，同时又没有新增设备，没有增加系统成本，储能电池组还能起到抑制电机泵升电压的作用；同时，在光伏系统的供电无法满足需要时，可以切换三相动力电为系统供电。
如图4所示，现有的光伏水泵系统，光伏逆变器7输入端直接与光伏组件1相连，输出端与光伏水泵5相连，由于光伏逆变器7输出50Hz的定频正弦波，导致驱动光伏水泵5的能力较差，并且由于无法进行电机调速，效率较低，能源利用率不高。
如图5所示，现有的改进光伏水泵系统，在光伏逆变器7与光伏水泵5之间增加变频器8，可以解决图4的光伏水泵5驱动能力低，电机无法调速导致的效率较低的问题；增加了两级AC/DC及DC/AC变换，但效率仍然达不到要求，并且由于增加了变频器，成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种既能提高光伏水泵驱动能力，又能提高能源的利用率的变频光伏水泵逆变器。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种变频光伏水泵逆变器，包括整流器、三相逆变电路和直流母排；
所述整流器和三相逆变电路依次并联与直流母排之间；
所述整流器输入端接入三相交流电，用于将三相交流电转换为直流电；
所述三相逆变电路的输出端与外接的光伏水泵相连接。
本发明的有益效果是：本发明所述的带变频功能的光伏水泵逆变器通过采用以上结构，可以调频输出，能够极大的提高能源利用率，增加驱动能力，同时又没有增加系统成本。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，还包括升压电路，所述升压电路输入端与外部组件相连接或空置，输出端与直流母排相连接；所述升压电路用于自动匹配外部组件与直流母排的电压等级。
本发明所要解决的技术问题是提供一种既能提高光伏水泵驱动能力，又能提高能源的利用率，储能电池组还能起到抑制电机泵升电压的作用；并且能够在光伏系统的供电无法满足需要时，采用三相动力电为系统供电，满足实际使用需求的变频光伏水泵系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种变频光伏水泵系统，包括变频光伏水泵逆变器和光伏水泵；
所述变频光伏水泵逆变器输入端接入三相交流电，输出端与光伏水泵相连接；
所述变频光伏水泵逆变器输出可变频的马鞍波驱动光伏水泵工作。
本发明的有益效果是：本发明所述的带变频功能的光伏水泵逆变器通过采用以上结构，可以调频输出，能够极大的提高能源利用率，增加驱动能力，同时又没有增加系统成本，储能电池组还能起到抑制电机泵升电压的作用；同时，在光伏系统的供电无法满足需要时，可以切换三相动力电为系统供电。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述变频光伏水泵系统还包括光伏组件；
所述光伏组件的输出端与升压模块相连接，向升压模块输送直流电；
所述升压模块将光伏组件传输的直流电的电压自动匹配为直流母排的电压后传输到变频光伏水泵逆变器的直流母排。
进一步，所述变频光伏水泵系统还包括光伏组件和储能模块；
所述光伏组件的输出端分别与储能模块和升压模块相连接；所述光伏组件为储能模块充电；
所述储能模块向升压模块传输直流电；
所述升压模块将储能模块传输的直流电的电压自动匹配为直流母排的电压后传输到变频光伏水泵逆变器的直流母排。
进一步，所述变频光伏水泵逆变器能够自动追踪光伏组件的最大输出功率点。
进一步，所述升压电路用于自动匹配光伏组件或储能模块与直流母排的电压等级。
进一步，所述储能模块为变频光伏水泵逆变器供电时，光伏组件优先为储能电池组充电。
进一步，所述储能模块采用储能电池组，所述储能电池组能够抑制光伏水泵电机泵升电压。
光伏组件的输出端与储能模块相连，经过升压电路后与直流母排相连；光伏组件的输出端还可以直接经升压电路后与直流母排相连，整流器的输入端可接入三相交流电；三相逆变电路与光伏水泵相连，驱动光伏水泵的电机工作；
光伏水泵逆变器提供三种工作模式，三相交流在线工作模式、光伏储能工作模式及光伏组件直供电模式，可自动追踪光伏组件的最大输出功率；
升压电路自动匹配光伏组件或储能模块与直流母排的电压等级；储能模块为光伏水泵逆变器供电时，光伏组件优先为储能电池组充电。
进一步地，所述变频光伏水泵逆变器的输入提供三种供电模式。
进一步地，所述光伏组件的输出端与储能模块相连，储能模块经升压电路后与直流母排相连，为变频光伏水泵逆变器供电。
进一步地，所述光伏组件直接经升压电路后与直流母排相连，为变频光伏水泵逆变器供电。
进一步地，所述储能模块的储能电池组能够起到抑制电机泵升电压的作用。
进一步地，所述逆变器能够自动追踪光伏组件的最大输出功率。
附图说明
图1为本发明具体实施例1所述的一种变频光伏水泵系统结构框图；
图2为本发明具体实施例2所述的一种变频光伏水泵系统结构框图；
图3为本发明所述的一种变频光伏水泵系统电路示意图；
图4为现有技术中的一种光伏水泵系统的结构示意图；
图5为现有技术中的另一种光伏水泵系统的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、光伏组件，2、储能模块，3、升压电路，4、整流器，5、光伏水泵，6、三相逆变电路，7、光伏逆变器，8、变频器，9、直流母排，100、变频光伏水泵逆变器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本发明具体实施例1所述的一种变频光伏水泵系统，包括变频光伏水泵逆变器100、光伏组件1和光伏水泵5；
所述变频光伏水泵逆变器100输入端接入三相交流电，输出端与光伏水泵5相连接；
所述变频光伏水泵逆变器100输出可变频的马鞍波驱动光伏水泵5工作；
所述变频光伏水泵逆变器100，包括整流器4、三相逆变电路6、升压电路3和直流母排9；
所述整流器4和三相逆变电路6依次并联与直流母排9之间；
所述整流器4输入端接入三相交流电，用于将三相交流电转换为直流电；
所述三相逆变电路6的输出端与外接的光伏水泵5相连接；
所述升压电路3输入端与光伏组件1相连接或空置，输出端与直流母排9相连接；所述升压电路3用于自动匹配光伏组件1与直流母排9的电压等级；
所述光伏组件1的输出端与升压模块3相连接，向升压模块3输送直流电。
所述变频光伏水泵逆变器100能够自动追踪光伏组件1的最大输出功率点。
所述升压电路3用于自动匹配光伏组件1与直流母排9的电压等级。
如图2所示，为本发明具体实施例2所述的一种变频光伏水泵系统，包括变频光伏水泵逆变器100、光伏组件1、储能模块2和光伏水泵5；
所述变频光伏水泵逆变器100输入端接入三相交流电，输出端与光伏水泵5相连接；
所述变频光伏水泵逆变器100输出可变频的马鞍波驱动光伏水泵5工作；
所述变频光伏水泵逆变器100，包括整流器4、三相逆变电路6、升压电路3和直流母排9；
所述整流器4和三相逆变电路6依次并联与直流母排9之间；
所述整流器4输入端接入三相交流电，用于将三相交流电转换为直流电；
所述三相逆变电路6的输出端与外接的光伏水泵5相连接；
所述升压电路3输入端与光伏组件1和储能模块2相连接或空置，输出端与直流母排9相连接；
所述光伏组件1的输出端分别与储能模块2和升压模块3相连接；所述光伏组件1为储能模块2充电；
所述储能模块2向升压模块3传输直流电；
所述升压模块3将储能模块2传输的直流电的电压自动匹配为直流母排9的电压后传输到直流母排9。
所述变频光伏水泵逆变器100能够自动追踪光伏组件1的最大输出功率点。
所述升压电路3用于自动匹配光伏组件1或储能模块2与直流母排9的电压等级。
所述储能模块2为变频光伏水泵逆变器100供电时，光伏组件1优先为储能模块2充电。
所述储能模块2采用储能电池组，所述储能电池组能够抑制光伏水泵2电机泵升电压。
如图3所示，本发明提供一种变频光伏水泵系统，其特征在于，包括光伏组件1，储能模块2，升压电路3，整流器4，光伏水泵5，三相逆变电路6和直流母排；光伏组件1的输出端与储能模块2相连，经过升压电路3后与直流母排相连；光伏组件1的输出端还可以直接经升压电路3后与直流母排相连，整流器4的输入端可接入三相交流电；三相逆变电路6与光伏水泵5相连，驱动光伏水泵5的电机工作；变频光伏水泵逆变器100提供三种工作模式，三相交流在线工作模式、光伏储能工作模式及光伏组件直供电模式，可自动追踪光伏组件1的最大输出功率；升压电路3自动匹配光伏组件1或储能模块2与直流母排的电压等级；储能模块2为变频光伏水泵逆变器100供电时，光伏组件1优先为储能电池组充电。
本发明所述的变频光伏水泵逆变器100输出可变频的马鞍波，能够提高对光伏水泵5的驱动能力，同时又能通过电机调速，提高工作效率，提高光伏组件100的能源利用率。
本发明所述的变频光伏水泵逆变器100采用变频调制波形输出，极大的提高能源利用率，增加了对光伏水泵5的驱动能力，同时又没有增加系统成本，储能模块2的电池组还能起到抑制光伏水泵5电机泵升电压的作用；同时，在光伏系统的供电无法满足需要时，可以终端切换三相交流电为系统供电，保证光伏水泵正常运行。
如图4所示的现有的光伏逆变器7，输入端直接与光伏组件1相连，输出端与光伏水泵5相连，由于光伏逆变器7输出50Hz/60Hz的正弦波，无法直接驱动感性负载，导致驱动光伏水泵5的能力较差，并且由于无法进行电机调速，效率较低，能源利用率不高。
如图5所示，在光伏逆变器7与光伏水泵5之间增加变频器8，可以解决图4的光伏水泵驱动能力低，电机无法调速导致的效率较低的问题；图5所示的光伏水泵系统增加了两级AC/DC及DC/AC变换，效率仍然比变频光伏水泵逆变器100低，并且由于增加了变频器8，成本比变频光伏水泵逆变器100要高出许多。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种变频光伏水泵逆变器，其特征在于，包括整流器、三相逆变电路和直流母排；
所述整流器和三相逆变电路依次并联与直流母排之间；
所述整流器输入端接入三相交流电，用于将三相交流电转换为直流电；
所述三相逆变电路的输出端与外接的光伏水泵相连接。
2.根据权利要求1所述的一种变频光伏水泵逆变器，其特征在于，还包括升压电路，所述升压电路输入端与外部组件相连接或空置，输出端与直流母排相连接；所述升压电路用于自动匹配外部组件与直流母排的电压等级。
3.一种变频光伏水泵系统，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的变频光伏水泵逆变器和光伏水泵；
所述变频光伏水泵逆变器输入端接入三相交流电，输出端与光伏水泵相连接；
所述变频光伏水泵逆变器输出可变频的马鞍波驱动光伏水泵工作。
4.根据权利要求3所述的一种变频光伏水泵系统，其特征在于，所述变频光伏水泵系统还包括光伏组件；
所述光伏组件的输出端与升压模块相连接，向升压模块输送直流电；
所述升压模块将光伏组件传输的直流电的电压自动匹配为直流母排的电压后传输到变频光伏水泵逆变器的直流母排。
5.根据权利要求3所述的一种变频光伏水泵系统，其特征在于，所述变频光伏水泵系统还包括光伏组件和储能模块；
所述光伏组件的输出端分别与储能模块和升压模块相连接；所述光伏组件为储能模块充电；
所述储能模块向升压模块传输直流电；
所述升压模块将储能模块传输的直流电的电压自动匹配为直流母排的电压后传输到变频光伏水泵逆变器的直流母排。
6.根据权利要求4或5所述的一种变频光伏水泵系统，其特征在于，所述变频光伏水泵逆变器能够自动追踪光伏组件的最大输出功率点。
7.根据权利要求6所述的一种变频光伏水泵系统，其特征在于，所述升压电路用于自动匹配光伏组件或储能模块与直流母排的电压等级。
8.根据权利要求5所述的一种变频光伏水泵系统，其特征在于，所述储能模块为变频光伏水泵逆变器供电时，光伏组件优先为储能电池组充电。
9.根据权利要求8所述的一种变频光伏水泵系统，其特征在于，所述储能模块采用储能电池组，所述储能电池组能够抑制光伏水泵电机泵升电压。
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