CN104333234B - 光伏水泵变频器、光伏水泵控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光伏水泵变频器、光伏水泵控制系统及控制方法，光伏水泵变频器包括：整流部分、逆变部分、变频器控制模块、RST输入端、直流电压输入端、水位信息输入接口和启停信号输入接口。在没有电网的地区，变频器控制模块根据所述光伏电池的输出电压值与所述光伏水泵变频器的工作电压的关系，通过控制直流电压输入端与光伏电池的通断，从而控制光伏水泵变频器与光伏电池通断，由光伏电池为光伏水泵变频器提供电源，将光伏电池提供的直流电转换为交流电，并输出交流电至与光伏水泵变频器相连的水泵，以驱动水泵实现供水，因此在太阳能资源丰富、没有电网的偏远地区利用本发明可以以低成本实现水泵供水，并提高了太阳能的利用率。

Description

光伏水泵变频器、光伏水泵控制系统及控制方法

技术领域

本申请涉及电力电子领域，特别涉及一种光伏水泵变频器、光伏水泵控制系统及控制方法。

背景技术

由于化石能源的不可再生，且消耗污染环境，各国越来越重视新能源的开发利用，尤其是分布广、没有地域限制，且可再生、无污染的太阳能。近些年光伏产业快速发展，在发电领域，太阳能发电系统分为离网式发系统和并网式发电系统。

并网式发电系统的投入成本大，且要求离电网近，很难在山区、草原等边远地区应用，且对一般用户不经济；离网式发电系统储能环节的电池成本高，重量大，占地面积大，且寿命有限，难以广泛应用。生活日用水、灌溉用水对很多民众是每日必备，传统的人力打水的效率低，不适用大量用水；在一些偏远、远离电网、地表水缺乏且无灌溉设施的地区，水泵供水非常必要。光伏离网发电系统能用于远离电网的偏远地区，但是其成本高、笨重、维护困难，且移动不便。虽然一些偏远地区的太阳能资源丰富，但是由于上述问题，限制了太阳能的利用。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种光伏水泵变频器、光伏水泵控制系统及控制方法，以达到在远离电网的偏远地区以低成本实现水泵供水，提高用户用水的便捷性，改善用户体验性的目的，技术方案如下：

一种光伏水泵变频器，包括整流部分和逆变部分，包括：变频器控制模块、RST输入端、直流电压输入端、水位信息输入接口和启停信号输入接口；

所述RST输入端为整流部分的输入端，用于外接电网和输入电网电压；

所述直流电压输入端为逆变部分的输入端，用于输入光伏电池产生的输出电压；

所述水位信息输入接口用于将外接水池的水位信息传送至变频器控制模块；

所述启停信号输入接口用于外接控制光伏水泵变频器工作的启停开关，并将启停信号传送至变频器控制模块；

所述变频器控制模块用于根据所述光伏电池的输出电压值与所述光伏水泵变频器的工作电压的关系，控制所述光伏水泵变频器与所述光伏电池通断；用于在所述光伏水泵变频器与所述光伏电池相连时，控制所述光伏水泵变频器跟踪光伏电池的最大输出功率运行；并用于根据所述水位信息控制光伏水泵变频器的运行状态。

优选的，还包括：

用于切换光伏水泵变频器与所述光伏电池和所述电网通断的第一开关控制接口、第二开关控制接口和第三开关控制接口，所述第三开关控制接口与第一开关控制接口或第二开关控制接口导通；

所述第三开关控制接口与第一开关控制接口导通时，所述直流电压输入端与所述光伏电池导通，所述第三开关控制接口与所述第二开关控制接口导通时，所述RST输入端与所述电网导通；

变频器控制模块用于，在检测到所述光伏电池的输出电压值大于或等于第一预设值时，输出第一控制信号使所述第三开关控制接口与所述第一开关控制接口导通；在检测到所述输出电压值小于第二预设值时，输出第二控制信号使所述第三开关控制接口与所述第二开关控制接口导通；其中，所述第一预设值大于所述第二预设值。

优选的，所述变频器控制模块还用于：

设定所述光伏水泵变频器运行的上限运行频率和下限运行频率；

判断光伏水泵变频器当前时刻的运行频率是否大于或等于所述下限运行频率且小于或等于所述上限运行频率；若是，则控制光伏水泵变频器继续运行；

若所述运行频率小于所述下限运行频率，则控制光伏水泵变频器休眠；

若所述运行频率大于所述上限运行频率，则控制所述光伏水泵变频器以所述上限运行频率运行。

优选的，所述变频器控制模块还用于：

在检测到所述光伏电池的输出电压值小于第一预设欠压值时，发出光弱报警信号，并控制所述光伏水泵变频器休眠；

在所述光伏水泵变频器处于休眠状态时，若检测到所述光伏电池的输出电压值大于所述第二预设欠压值，则控制所述光伏水泵变频器重新运行；

所述第二预设欠压值大于第一预设欠压值。

优选的，所述变频器控制模块根据所述水位信息控制光伏水泵变频器的运行状态的具体过程为：

根据所述水位信息分别比较所述外接水池的水位与最小水位值和最大水位值的大小；

若所述水位大于或等于最大水位值，则控制所述光伏水泵变频器休眠；

若所述水位小于最小水位值，则控制所述休眠中的光伏水泵变频器重新运行。

优选的，所述变频器控制模块还用于：

判断所述光伏电池的最大输出功率是否大于所述光伏水泵变频器的额定功率，若所述最大输出功率大于所述额定功率，则控制所述光伏水泵变频器以额定功率运行；

若所述最大输出功率小于或等于所述额定功率，则控制所述光伏水泵变频器以所述最大输出功率运行。

一种光伏水泵控制系统，包括：光伏电池、第一开关、水泵、水位传感器和如上述任意一项所述的光伏水泵变频器；

所述第一开关的一端与所述光伏水泵变频器的直流电压输入端相连，所述第一开关的另一端与光伏电池相连；

所述光伏水泵变频器的输出端与水泵相连，所述水泵用于为水池蓄水；

所述水位传感器与所述光伏水泵变频器的水位信息输入接口相连，安装于所述外接水池中，用于采集外接水池内的水位信息，并将所述水位信息发送至所述光伏水泵变频器的水位信息输入接口。

优选的，还包括第二开关，所述第二开关的一端与所述光伏水泵变频器的RST输入端相连，所述第二开关的另一端与电网相连；

所述第一开关为接触器，所述第一开关的触头安装于所述变频器的直流电压输入端和所述光伏电池之间，所述第一开关的线圈与所述第一开关控制接口相连，所述第三开关控制接口与第一开关控制接口导通时，所述第一开关的线圈得电使直流电压输入端与所述光伏电池导通；

所述第二开关为接触器，所述第二开关的触头安装于所述变频器的RST输入端和所述光伏电池之间，所述第二开关的线圈与所述第二开关控制接口相连，所述第三开关控制接口与第二开关控制接口导通时，所述开关的线圈得电使RST输入端与所述电网导通；

所述第一开关和所述第二开关电气互锁。

优选的，还包括二极管，所述二极管与所述第一开关串联，且所述二极管的阳极与光伏电池电气连接。

一种光伏水泵控制系统的控制方法，基于如上述任意一项所述的光伏水泵控制系统，所述方法包括：

检测所述光伏水泵控制系统中光伏电池的输出电压值；

在检测到所述输出电压值大于或等于第一预设值时，输出第一控制信号使所述光伏水泵控制系统中第一开关闭合；

在检测到所述输出电压值小于第二预设值时，控制所述光伏水泵变频器休眠；

所述第一预设值大于所述第二预设值。

优选的，还包括：

设定所述光伏水泵控制系统中光伏水泵变频器运行的上限运行频率和下限运行频率；

判断所述光伏水泵变频器当前时刻的运行频率是否大于或等于所述下限运行频率且小于或等于所述上限运行频率；若是，则控制所述光伏水泵变频器继续运行；

若所述运行频率小于所述下限运行频率，则控制所述光伏水泵变频器休眠；

若所述运行频率大于所述上限运行频率，则控制所述光伏水泵变频器以所述上限运行频率运行。

优选的，还包括：

在检测到所述光伏电池的输出电压值小于第一预设欠压值时，发出光弱报警信号，并控制所述光伏水泵变频器休眠；

在所述光伏水泵变频器处于休眠状态时，若检测到所述光伏电池的输出电压值大于所述第二预设欠压值，则控制所述光伏水泵变频器重新运行；

所述第二预设欠压值大于所述第一预设欠压值。

优选的，还包括：

所述变频器控制模块根据所述水位信息分别比较所述外接水池的水位与最小水位值和最大水位值的大小；

若所述水位大于或等于最大水位值，则控制所述光伏水泵变频器休眠；

若所述水位小于最小水位值，则控制所述休眠中的光伏水泵变频器重新运行。

优选的，还包括：

判断所述光伏电池的最大输出功率是否大于变频器的额定功率，若所述最大输出功率大于所述额定功率，则控制所述光伏水泵变频器以额定功率运行；

若所述最大输出功率小于或等于所述额定功率，则控制所述光伏水泵变频器以所述最大输出功率运行。

优选的，还包括：输出第二控制信号使所述第二开关闭合，所述休眠的光伏水泵变频器重新启动。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本申请中，提供了一种光伏水泵变频器、光伏水泵控制系统及控制方法，在没有电网的地区，变频器控制模块可以通过检测光伏电池的输出电压值，根据所述光伏电池的输出电压值与所述光伏水泵变频器的工作电压的关系，通过控制直流电压输入端与光伏电池的通断，从而控制所述光伏水泵变频器与所述光伏电池通断，由光伏电池为光伏水泵变频器提供电源，将光伏电池提供的直流电转换为交流电，并输出所述交流电至与所述光伏水泵变频器相连的水泵，以驱动水泵实现供水，因此在太阳能资源丰富、没有电网的偏远地区利用本发明可以以低成本实现水泵供水，并提高了太阳能的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的光伏水泵变频器的一种结构示意图；

图2是本申请提供的光伏水泵变频器的另一种结构示意图；

图3是本申请提供的光伏水泵控制系统的一种结构示意图；

图4是本申请提供的光伏水泵控制系统的另一种结构示意图；

图5是本申请提供的光伏水泵控制系统的再一种结构示意图；

图6是本申请提供的光伏水泵控制系统的控制方法的一种流程图；

图7是本申请提供的光伏水泵控制系统的控制方法的另一种流程图；

图8是本申请提供的光伏水泵控制系统的控制方法的再一种流程图；

图9是本申请提供的光伏水泵控制系统的控制方法的再一种流程图；

图10是本申请提供的光伏水泵控制系统的控制方法的再一种流程图；

图11是本申请提供的光伏水泵控制系统的控制方法的再一种流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

普通变频器包括整流部分和逆变部分，而本实施例提供一种光伏水泵变频器在普通变频器的基础上增加了变频器控制模块11、RST输入端12、直流电压输入端13、水位信息输入接口AI2和启停信号输入接口15，请参见图1。

本申请提供的光伏水泵变频器的主电路包括整流部分和逆变部分，所述整流部分的输入为电网电压，用于将所述电网电压整流后输出母线电压，所述逆变部分的输入为所述母线电压，用于将所述母线电压逆变成所需的输出电压并经UVW输出端提供电压给负载。

在本实施例中，在无电网电压时，可以直接使用所属光伏水泵变频器的逆变部分。所述直流电压输入端13为光伏水泵变频器的逆变部分的输入端；在本实施例中，所述负载为水泵。

所述RST输入端12为整流部分的输入端，用于外接电网和输入电网电压。

所述直流电压输入端13为逆变部分的输入端，用于输入光伏电池产生的输出电压。

所述水位信息输入接口AI2用于将外接水池的水位信息传送至变频器控制模块11。

所述启停信号输入接口15用于外接控制光伏水泵变频器工作的启停开关，并将启停信号传送至变频器控制模块11。

所述变频器控制模块11用于根据所述光伏电池的输出电压值与所述光伏水泵变频器的工作电压的关系，控制所述光伏水泵变频器与所述光伏电池通断；用于在所述光伏水泵变频器与所述光伏电池相连时，控制所述光伏水泵变频器跟踪光伏电池的最大输出功率运行；并用于根据所述水位信息控制光伏水泵变频器的运行状态。

具体的，所述启停信号输入接口15包括：第一输入接口S1和第二输入接口COM。

所述第一输入接口S1的一端与外接启停开关的第一端相连，所述第一输入接口S1的另一端与所述变频器控制模块11相连，所述第二输入接口COM的一端与所述启停开关的第二端相连，所述第二输入接口COM的另一端接24V电源地。在本实施例中，可以人为控制启停开关的通断，在控制所述启停开关闭合时，所述第一输入接口S1输入高电平信号至所述变频器控制模块11，所述变频器控制模块11则控制所述光伏水泵变频器运行；在控制所述启停开关断开时，所述第一输入接口S1输入低电平信号至所述变频器控制模块11，所述变频器控制模块11则控制所述光伏水泵变频器停止运行。

在本实施例中，所述变频器控制模块11在所述光伏水泵变频器与所述光伏电池相连时，控制所述光伏水泵变频器以扰动观察法跟踪光伏电池的最大输出功率并运行，具体过程为：

步骤A：检测所述光伏水泵变频器在当前时刻的输出功率和在当前时刻的母线电压。

步骤B：比较所述光伏水泵变频器在当前时刻的输出功率和光伏水泵变频器在上一时刻的输出功率且比较所述光伏水泵变频器在当前时刻的母线电压和所述光伏水泵变频器在上一时刻的母线电压。

在比较结果为在当前时刻的输出功率大于在上一时刻的输出功率且在当前时刻的母线电压大于在上一时刻的母线电压时，执行步骤C。

在比较结果为在当前时刻的输出功率大于在上一时刻的输出功率且在当前时刻的母线电压小于在上一时刻的母线电压时，执行步骤D。

在比较结果为在当前时刻的输出功率小于在上一时刻的输出功率且在当前时刻的母线电压大于在上一时刻的母线电压时，执行步骤D。

在比较结果为在当前时刻的输出功率小于在上一时刻的输出功率且在当前时刻的母线电压小于在上一时刻的母线电压时，执行步骤C。

在比较结果为在当前时刻的输出功率趋近于在上一时刻的输出功率且在当前时刻的母线电压趋近于在上一时刻的母线电压时，执行步骤E。

C：减小所述光伏水泵变频器的运行频率，并返回执行步骤A。

D：增加所述光伏水泵变频器的运行频率，并返回执行步骤A。

E：确定所述光伏水泵变频器在当前时刻的输出功率为与所述光伏水泵变频器相连的光伏电池的最大输出功率。

在本申请中，在检测所述光伏水泵变频器在当前时刻的输出功率和在当前时刻的母线电压之后，比较所述光伏水泵变频器在当前时刻的输出功率和光伏水泵变频器在上一时刻的输出功率且比较所述光伏水泵变频器在当前时刻的母线电压和所述光伏水泵变频器在上一时刻的母线电压，根据比较结果对所述光伏水泵变频器的运行频率进行调整(即根据比较结果，减小所述光伏水泵变频器的运行频率或增加所述光伏水泵变频器的运行频率)，频器的运行频率经过调整发生变化，引起光伏水泵变频器的母线电压和输出功率发生变化，既而引起光伏电池的输出功率发生变化，返回执行检测所述光伏水泵变频器在当前时刻的输出功率和在当前时刻的母线电压的过程，实现上述过程的重复执行，直至在比较结果为在当前时刻的输出功率趋近于在上一时刻的输出功率且在当前时刻的母线电压趋近于在上一时刻的母线电压时，确定光伏水泵变频器在当前时刻的输出功率为最大输出功率即光伏电池的最大输出功率为光伏水泵变频器在当前时刻的输出功率，实现对光伏电池的最大输出功率的跟踪。

在确定光伏电池的最大输出功率后，控制变频器以最大输出功率对应的运行频率运行，而光伏电池则维持在最大输出功率运行，从而提高了光伏电池的光能利用率。

需要说明的是，所述变频器控制模块11在所述光伏水泵变频器与所述光伏电池相连时，控制所述光伏水泵变频器跟踪光伏电池的最大输出功率并运行的具体过程并不局限于上述使用扰动观察法跟踪光伏电池的最大输出功率并运行的具体过程即上述步骤A至步骤E的过程，目前任何能够实现控制所述光伏水泵变频器跟踪光伏电池的最大输出功率并运行的方法不再一一列举。

在本实施例中，所述变频器控制模块11根据所述水位信息控制光伏水泵变频器的运行状态的具体过程为：根据所述水位信息分别比较所述外接水池的水位与最小水位值和最大水位值的大小；若所述水位大于或等于最大水位值，则控制所述光伏水泵变频器休眠；若所述水位小于最小水位值，则控制所述休眠中的光伏水泵变频器重新运行。

其中，所述光伏水泵变频器休眠指的是所述光伏水泵变频器处于低功率运行状态。

在本实施例中，变频器控制模块11检测光伏电池的输出电压值的具体实现过程为：通过电压传感器P1连接到光伏电池的输出母线上，对输出母线的电压值进行转换，将转换后得到的电压传送至变频器控制模块11，变频器控制模块11根据经过电压传感器P1转换后的电压可以得到光伏电池的输出电压值。

本申请中提供了一种光伏水泵变频器、光伏水泵控制系统及控制方法，在没有电网的地区，变频器控制模块11可以通过检测光伏电池的输出电压值，据所述光伏电池的输出电压值与所述光伏水泵变频器的工作电压的关系，通过控制直流电压输入端13与光伏电池的通断，从而控制所述光伏水泵变频器与所述光伏电池通断，由光伏电池为光伏水泵变频器提供电源，将光伏电池提供的直流电转换为交流电，并输出所述交流电至与所述光伏水泵变频器相连的水泵，以驱动水泵实现供水，因此在太阳能资源丰富、没有电网的偏远地区利用本发明可以以低成本实现水泵供水，并提高了太阳能的利用率。

在本实施例中，在图1的基础上扩展出另外一种光伏水泵变频器，请参见图2，在图1示出的光伏水泵变频器的基础上还包括：第一开关控制接口RO1A、第二开关控制接口RO1B和第三开关控制接口RO2C。

第一开关控制接口RO1A、第二开关控制接口RO1B和第三开关控制接口RO2C用于切换光伏水泵变频器与所述光伏电池和所述电网通断。其中，所述第三开关控制接口RO2C可与第一开关控制接口RO1A或第二开关控制接口RO1B导通。

所述第三开关控制接口RO2C与第一开关控制接口RO1A导通时，所述直流电压输入端13与所述光伏电池导通；所述第三开关控制接口RO2C与所述第二开关控制接口RO1B导通时，所述RST输入端12与所述电网导通。

在图2示出的光伏水泵变频器中，变频器控制模块11用于，在检测到所述光伏电池的输出电压值大于或等于第一预设值时，输出第一控制信号使所述第三开关控制接口RO2C与所述第一开关控制接口RO1A导通。在检测到所述输出电压值小于第二预设值时，而又需要光伏水泵变频器工作时，可输出第二控制信号使所述第三开关控制接口RO2C与所述第二开关控制接口RO1B导通；其中，所述第一预设值大于所述第二预设值。

光伏电池的输出电压值在大于或等于第一预设值时，能够维持光伏水泵变频器正常工作，在光伏电池能够维持光伏水泵变频器正常工作时，不再需要连接到电网。

在检测到所述光伏电池的输出电压值小于第二预设值时，表明光伏电池无法维持光伏水泵变频器正常工作，为了保持光伏水泵变频器的正常工作需要连接到电网，从电网获取电能，保证光伏水泵变频器正常运行。第一预设值和第二预设值的取值需要根据光伏水泵变频器的工作电压进行设置。

在本申请中，由于光伏水泵变频器增加了第一开关控制接口RO1A、第二开关控制接口RO1B和第三开关控制接口RO2C，因此在没有电网的地区，变频器控制模块11可以通过检测光伏电池的输出电压值，在检测到所述光伏电池的输出电压值大于或等于第一预设值时，输出第一控制信号使所述第三开关控制接口第三开关控制接口RO2C与所述第一开关控制接口第一开关控制接口RO1A导通，此时光伏水泵变频器仅与光伏电池相连，由光伏电池提供直流电，光伏水泵变频器则将光伏电池提供的直流电转换为交流电，并输出所述交流电至与所述光伏水泵变频器相连的水泵，以驱动水泵，实现供水，因此没有电网的地区也可以实现水泵的供水，提高了用户用水的便捷性，改善了用户体验性。

进一步的，在有电网的地区，在检测到所述输出电压值小于第二预设值时，所述变频器控制模块可以输出第二控制信号使所述第三开关控制接口RO2C与所述第二开关控制接口RO1B导通，实现电网供电。因此本申请提供的光伏水泵变频器实现了电网供电和光伏电池供电两种方式的切换，在光伏电池不能供电但是用户又需要用水的情况下，将光伏水泵变频器切换到由电网电压供电，改善了使光伏水泵变频器的使用不再受光照限制通用性，从而改善了用户体验性。与直接由电网电压为光伏水泵变频器供电相比，本申请提供的可以工作在光伏电池供电和电网供电两种模式下的光伏水泵变频器可以充分利用太阳能资源，明显降低用电成本。

在本实施例中，图1示出的变频器控制模块11还用于设定所述光伏水泵变频器运行的上限运行频率和下限运行频率；

判断光伏水泵变频器当前时刻的运行频率是否大于或等于所述下限运行频率且小于或等于所述上限运行频率；若是，则控制光伏水泵变频器继续运行；

若所述运行频率小于所述下限运行频率，则控制光伏水泵变频器休眠；

若所述运行频率大于所述上限运行频率，则控制所述光伏水泵变频器以所述上限运行频率运行。

另外，图1示出的变频器控制模块11还用于：在检测到所述光伏电池的输出电压值小于第一预设欠压值时，发出光弱报警信号，并控制所述光伏水泵变频器休眠；

在所述光伏水泵变频器处于休眠状态时，若检测到所述光伏电池的输出电压值大于所述第二预设欠压值，则控制所述光伏水泵变频器重新运行；其中，所述第二预设欠压值大于第一预设欠压值。

当然，图1示出的变频器控制模块11还用于判断所述光伏电池的最大输出功率是否大于变频器的额定功率，若所述最大输出功率大于所述额定功率，则控制所述光伏水泵变频器以额定功率运行；若所述最大输出功率小于或等于所述额定功率，则控制所述光伏水泵变频器以所述最大输出功率运行。

实施例二

在本实施例中，提供了一种光伏水泵控制系统，请参见图3，光伏水泵控制系统包括：光伏电池31、第一开关Q1、水泵32、水位传感器33和光伏水泵变频器34。

光伏水泵变频器34与实施例一示出的光伏水泵变频器相同，在此不再赘述。

所述第一开关Q1的一端与所述光伏水泵变频器的直流电压输入端13相连，所述第一开关Q1的另一端与光伏电池31相连。所述第一开关Q1用于控制所述光伏水泵变频器与光伏电池31的通断。

变频器控制模块11，用于检测所述光伏电池31的输出电压值，在检测到所述输出电压值不小于所述光伏水泵变频器的工作电压时，控制所述第一开关Q1闭合。

所述光伏水泵变频器的输出端与水泵32相连，所述水泵32用于为水池蓄水。

所述水位传感器33与所述光伏水泵变频器的水位信息输入接口AI2相连，安装于所述外接水池中，用于采集外接水池内的水位信息，并将所述水位信息发送至所述光伏水泵变频器的水位信息输入接口AI2。

在本实施例中，变频器控制模块变频器控制模块11实时获取水位传感器33采集的水位信息，实现对蓄水池外接水池中的水位进行实时检测，防止外接水池水满溢出。根据所述水位信息分别比较所述外接水池的水位与最小水位值和最大水位值的大小；若所述水位大于或等于最大水位值，则控制所述光伏水泵变频器休眠，防止外接水池水满溢出；若所述水位小于最小水位值，则控制所述休眠中的光伏水泵变频器重新运行。

本实施例提供的光伏水泵控制系统在图3示出的光伏水泵控制系统的基础上，还包括：第二开关Q2，如图4所示。

所述第二开关Q2的一端与所述光伏水泵变频器的RST输入端12相连，所述第二开关Q2的另一端与电网相连。

其中，所述第一开关Q1为接触器，所述第一开关Q1的触头安装于所述变频器的直流电压输入端13和所述光伏电池31之间，所述第一开关Q1的线圈与所述第一开关控制接口RO1A相连，所述第三开关控制接口RO2C与第一开关控制接口RO1A导通时，所述第一开关Q1的线圈得电使直流电压输入端13与所述光伏电池31导通。

所述第二开关Q2为接触器，所述第二开关Q2的触头安装于所述变频器的RST输入端12和所述光伏电池31之间，所述第二开关Q2的线圈与所述第二开关控制接口RO1B相连，所述第三开关控制接口RO2C与第二开关控制接口RO1B导通时，所述开关的线圈得电使RST输入端12与所述电网导通。

所述第一开关Q1和所述第二开关Q2电气互锁，即光伏水泵变频器正常工作时，第二开关Q2和所述第一开关Q1中一个开关闭合，则另一个开关断开。当所述第二开关Q2闭合时，所述第一开关Q1断开，所述电网电压经光伏水泵变频器的整流部分和逆变部分后输出电压至负载；当所述第一开关Q1闭合时，所述第二开关Q2断开，所述光伏电池31输出直流电压至光伏水泵变频器的母线，再经所述逆变部分后输出电压至负载。

在检测到所述光伏电池31的输出电压值大于或等于第一预设值时，输出第一控制信号使所述第三开关控制接口RO2C与所述第一开关控制接口RO1A导通，控制第一开关Q1闭合，此时光伏水泵变频器仅与光伏电池31相连，由光伏电池31提供电压；在检测到所述输出电压值小于第二预设值时，且输出第二控制信号使所述第三开关控制接口RO2C与所述第二开关控制接口RO1B导通，控制第二开关Q2闭合，此时光伏水泵变频器仅与电网相连，由电网提供电压。

本实施例还提供了另外一种光伏水泵32控制系统，在上述光伏水泵32控制系统的基础上还包括：二极管D，如图5所示。

其中，所述二极管D与所述第一开关Q1串联，且所述二极管D的阳极与光伏电池31电气连接。

在本实施例中，增加二极管D，可以防止电网与光伏电池同时接入光伏水泵变频器时损坏光伏电池。

实施例三

在本实施例中，示出了本申请提供的光伏水泵控制系统的控制方法，请参见图6，光伏水泵控制系统的控制方法基于实施例二示出的光伏水泵控制系统，光伏水泵控制系统的控制方法具体为：

步骤S61：检测所述光伏水泵控制系统中光伏电池的输出电压值。

步骤S62：在检测到所述输出电压值大于或等于第一预设值时，输出第一控制信号使所述光伏水泵控制系统中第一开关闭合。

步骤S63：在检测到所述输出电压值小于第二预设值时，控制所述光伏水泵变频器休眠。

其中，所述第一预设值大于所述第二预设值。

在本实施例中，还提供了另外一种光伏水泵控制系统的控制方法，请参见图7，在图6示出的光伏水泵控制系统的控制方法的基础上还包括：

步骤S71：设定所述光伏水泵控制系统中光伏水泵变频器运行的上限运行频率和下限运行频率。

步骤S72：判断所述光伏水泵变频器当前时刻的运行频率是否大于或等于所述下限运行频率且小于或等于所述上限运行频率。

若是，执行步骤S73。

步骤S73：控制光伏水泵变频器继续运行。

步骤S74：若所述运行频率小于所述下限运行频率，则控制所述光伏水泵变频器休眠。

步骤S74：若所述运行频率大于所述上限运行频率，则控制所述光伏水泵变频器以所述上限运行频率运行。

需要说明的是，图7仅示出了在图6示出的光伏水泵控制系统的控制方法的基础上还包括的步骤。

在本实施例中，还提供了另外一种光伏水泵控制系统的控制方法，请参见图8，在图6示出的光伏水泵控制系统的控制方法的基础上还包括：

步骤S81：在检测到所述光伏电池的输出电压值小于第一预设欠压值时，发出光弱报警信号，并控制所述光伏水泵变频器休眠。

步骤S82：在所述光伏水泵变频器处于休眠状态时，若检测到所述光伏电池的输出电压值大于所述第二预设欠压值，则控制所述光伏水泵变频器重新运行。

其中，所述第二预设欠压值大于所述第一预设欠压值。

需要说明的是，图8仅示出了在图6示出的光伏水泵控制系统的控制方法的基础上还包括的步骤。

在本实施例中，还提供了另外一种光伏水泵控制系统的控制方法，请参见图9，在图6示出的光伏水泵控制系统的控制方法的基础上还包括：

步骤S91：所述变频器控制模块根据所述水位信息分别比较所述外接水池的水位与最小水位值和最大水位值的大小。

步骤S92：若所述水位大于或等于最大水位值，则控制所述光伏水泵变频器休眠。

步骤S93：若所述水位小于最小水位值，则控制所述休眠中的光伏水泵变频器重新运行。

需要说明的是，图9仅示出了在图6示出的光伏水泵控制系统的控制方法的基础上还包括的步骤。

在本实施例中，还提供了另外一种光伏水泵控制系统的控制方法，请参见图10，在图6示出的光伏水泵控制系统的控制方法的基础上还包括：

步骤S101：判断所述光伏电池的最大输出功率是否大于变频器的额定功率。

若是，执行步骤S102，若否，执行步骤S103。

步骤S102：控制所述光伏水泵变频器以额定功率运行。

步骤S103：控制所述光伏水泵变频器以所述最大输出功率运行。

需要说明的是，图10仅示出了在图6示出的光伏水泵控制系统的控制方法的基础上还包括的步骤。

在本实施例中，还提供了另外一种光伏水泵控制系统的控制方法，请参见图11，在图6示出的光伏水泵控制系统的控制方法的基础上还包括：

步骤S111：输出第二控制信号使所述第二开关闭合，所述休眠的光伏水泵变频器重新启动。

需要说明的是，图11仅示出了在图6示出的光伏水泵控制系统的控制方法的基础上还包括的步骤。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本申请所提供的一种光伏水泵变频器、光伏水泵控制系统及控制方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (13)

1.一种光伏水泵变频器，包括整流部分和逆变部分，其特征在于，包括：变频器控制模块、RST输入端、直流电压输入端、水位信息输入接口、启停信号输入接口和用于切换光伏水泵变频器与光伏电池和电网通断的第一开关控制接口、第二开关控制接口和第三开关控制接口，所述启停信号输入接口包括：第一输入接口和第二输入接口；

所述RST输入端为整流部分的输入端，用于外接所述电网和输入电网电压；

所述直流电压输入端为逆变部分的输入端，用于输入光伏电池产生的输出电压；

所述水位信息输入接口用于将外接水池的水位信息传送至变频器控制模块；

所述启停信号输入接口用于外接控制光伏水泵变频器工作的启停开关，并将启停信号传送至变频器控制模块；

所述变频器控制模块用于根据所述光伏电池的输出电压值与所述光伏水泵变频器的工作电压的关系，控制所述光伏水泵变频器与所述光伏电池通断；用于在所述光伏水泵变频器与所述光伏电池相连时，执行以下步骤控制所述光伏水泵变频器跟踪光伏电池的最大输出功率运行：步骤A：检测所述光伏水泵变频器在当前时刻的输出功率和在当前时刻的母线电压；步骤B：比较所述光伏水泵变频器在当前时刻的输出功率和光伏水泵变频器在上一时刻的输出功率且比较所述光伏水泵变频器在当前时刻的母线电压和所述光伏水泵变频器在上一时刻的母线电压；在比较结果为在当前时刻的输出功率大于在上一时刻的输出功率且在当前时刻的母线电压大于在上一时刻的母线电压时，执行步骤C；在比较结果为在当前时刻的输出功率大于在上一时刻的输出功率且在当前时刻的母线电压小于在上一时刻的母线电压时，执行步骤D；在比较结果为在当前时刻的输出功率小于在上一时刻的输出功率且在当前时刻的母线电压大于在上一时刻的母线电压时，执行步骤D；在比较结果为在当前时刻的输出功率小于在上一时刻的输出功率且在当前时刻的母线电压小于在上一时刻的母线电压时，执行步骤C；在比较结果为在当前时刻的输出功率趋近于在上一时刻的输出功率且在当前时刻的母线电压趋近于在上一时刻的母线电压时，执行步骤E；步骤C：减小所述光伏水泵变频器的运行频率，并返回执行步骤A；步骤D：增加所述光伏水泵变频器的运行频率，并返回执行步骤A；步骤E：确定所述光伏水泵变频器在当前时刻的输出功率为与所述光伏水泵变频器相连的光伏电池的最大输出功率；

并用于根据所述水位信息控制光伏水泵变频器的运行状态；且用于接收所述第一输入接口输入的高电平信号，控制所述光伏水泵变频器运行，或，接收所述第一输入接口输入的低电平信号，控制所述光伏水泵变频器停止运行；

所述第三开关控制接口与第一开关控制接口或第二开关控制接口导通；

所述第三开关控制接口与第一开关控制接口导通时，所述直流电压输入端与所述光伏电池导通，所述第三开关控制接口与所述第二开关控制接口导通时，所述RST输入端与所述电网导通；

所述变频器控制模块还用于，在检测到所述光伏电池的输出电压值大于或等于第一预设值时，输出第一控制信号使所述第三开关控制接口与所述第一开关控制接口导通；在检测到所述输出电压值小于第二预设值时，输出第二控制信号使所述第三开关控制接口与所述第二开关控制接口导通；其中，所述第一预设值大于所述第二预设值。

2.根据权利要求1所述的光伏水泵变频器，其特征在于，所述变频器控制模块还用于：

设定所述光伏水泵变频器运行的上限运行频率和下限运行频率；

判断光伏水泵变频器当前时刻的运行频率是否大于或等于所述下限运行频率且小于或等于所述上限运行频率；若是，则控制光伏水泵变频器继续运行；

若所述运行频率小于所述下限运行频率，则控制光伏水泵变频器休眠；

若所述运行频率大于所述上限运行频率，则控制所述光伏水泵变频器以所述上限运行频率运行。

3.根据权利要求1所述的光伏水泵变频器，其特征在于，所述变频器控制模块还用于：

在检测到所述光伏电池的输出电压值小于第一预设欠压值时，发出光弱报警信号，并控制所述光伏水泵变频器休眠；

在所述光伏水泵变频器处于休眠状态时，若检测到所述光伏电池的输出电压值大于所述第二预设欠压值，则控制所述光伏水泵变频器重新运行；

所述第二预设欠压值大于第一预设欠压值。

4.根据权利要求1所述的光伏水泵变频器，其特征在于，所述变频器控制模块根据所述水位信息控制光伏水泵变频器的运行状态的具体过程为：

根据所述水位信息分别比较所述外接水池的水位与最小水位值和最大水位值的大小；

若所述水位大于或等于最大水位值，则控制所述光伏水泵变频器休眠；

若所述水位小于最小水位值，则控制所述休眠中的光伏水泵变频器重新运行。

5.根据权利要求1所述的光伏水泵变频器，其特征在于，所述变频器控制模块还用于：

判断所述光伏电池的最大输出功率是否大于所述光伏水泵变频器的额定功率，若所述最大输出功率大于所述额定功率，则控制所述光伏水泵变频器以额定功率运行；

若所述最大输出功率小于或等于所述额定功率，则控制所述光伏水泵变频器以所述最大输出功率运行。

6.一种光伏水泵控制系统，其特征在于，包括：光伏电池、第一开关、水泵、水位传感器、第二开关和如权利要求1-5任意一项所述的光伏水泵变频器；

所述第一开关的一端与所述光伏水泵变频器的直流电压输入端相连，所述第一开关的另一端与所述光伏电池相连；

所述光伏水泵变频器的输出端与所述水泵相连，所述水泵用于为水池蓄水；

所述水位传感器与所述光伏水泵变频器的水位信息输入接口相连，安装于所述外接水池中，用于采集外接水池内的水位信息，并将所述水位信息发送至所述光伏水泵变频器的水位信息输入接口；

所述第二开关的一端与所述光伏水泵变频器的RST输入端相连，所述第二开关的另一端与电网相连；

所述第一开关为接触器，所述第一开关的触头安装于所述光伏水泵变频器的直流电压输入端和所述光伏电池之间，所述第一开关的线圈与所述第一开关控制接口相连，所述第三开关控制接口与第一开关控制接口导通时，所述第一开关的线圈得电使直流电压输入端与所述光伏电池导通；

所述第二开关为接触器，所述第二开关的触头安装于所述光伏水泵变频器的RST输入端和所述电网之间，所述第二开关的线圈与所述第二开关控制接口相连，所述第三开关控制接口与第二开关控制接口导通时，所述开关的线圈得电使RST输入端与所述电网导通；

所述第一开关和所述第二开关电气互锁。

7.根据权利要求6所述的光伏水泵控制系统，其特征在于，还包括二极管，所述二极管与所述第一开关串联，且所述二极管的阳极与所述光伏电池电气连接。

8.一种光伏水泵控制系统的控制方法，其特征在于，基于如权利要求6-7任意一项所述的光伏水泵控制系统，所述方法包括：

检测所述光伏水泵控制系统中光伏电池的输出电压值；

在检测到所述输出电压值大于或等于第一预设值时，输出第一控制信号使所述光伏水泵控制系统中第一开关闭合；

在检测到所述输出电压值小于第二预设值时，控制光伏水泵变频器休眠；

所述第一预设值大于所述第二预设值。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

设定所述光伏水泵控制系统中光伏水泵变频器运行的上限运行频率和下限运行频率；

判断所述光伏水泵变频器当前时刻的运行频率是否大于或等于所述下限运行频率且小于或等于所述上限运行频率；若是，则控制所述光伏水泵变频器继续运行；

若所述运行频率小于所述下限运行频率，则控制所述光伏水泵变频器休眠；

若所述运行频率大于所述上限运行频率，则控制所述光伏水泵变频器以所述上限运行频率运行。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

在检测到所述光伏电池的输出电压值小于第一预设欠压值时，发出光弱报警信号，并控制所述光伏水泵变频器休眠；

在所述光伏水泵变频器处于休眠状态时，若检测到所述光伏电池的输出电压值大于所述第二预设欠压值，则控制所述光伏水泵变频器重新运行；

所述第二预设欠压值大于所述第一预设欠压值。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

变频器控制模块根据水位信息分别比较外接水池的水位与最小水位值和最大水位值的大小；

若所述水位大于或等于最大水位值，则控制所述光伏水泵变频器休眠；

若所述水位小于最小水位值，则控制所述休眠中的光伏水泵变频器重新运行。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

判断所述光伏电池的最大输出功率是否大于变频器的额定功率，若所述最大输出功率大于所述额定功率，则控制所述光伏水泵变频器以额定功率运行；

若所述最大输出功率小于或等于所述额定功率，则控制所述光伏水泵变频器以所述最大输出功率运行。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：输出第二控制信号使第二开关闭合，所述休眠的光伏水泵变频器重新启动。