CN204762611U - 灌溉控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种灌溉控制系统。该系统包括：光伏组件；光伏水泵逆变器；光伏并网逆变器；以及控制器，分别与所述光伏组件、所述光伏水泵逆变器和光伏并网逆变器连接，用于将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏水泵逆变器所需的第一信号、并将所述第一信号输出至所述光伏水泵逆变器，或者用于将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏并网逆变器所需的第二信号、并将所述第二信号输出至所述光伏并网逆变器。本实用新型的灌溉控制系统能够在不需要灌溉的时候，将光伏组件提供的直流信号输出至光伏并网逆变器，向电网供电，从而能够合理、高效地利用能源。

Description

灌溉控制系统

技术领域

本实用新型涉及农林灌溉控制领域，具体地，涉及一种灌溉控制系统。

背景技术

由于我国太阳能发电技术日趋成熟，以及控制环境污染的需要，太阳能发电技术应用逐步铺开，在太阳能地面电站、分布式发电、地面通讯基站、太阳能汽车等工业行业率先应用，现在已推广到农业及园林灌溉等应用方面，并且根据农业灌溉设备的特点，研发了光伏水泵逆变器。

利用光伏组件发电的光伏控制系统中，将太阳光照射光伏组件产生的电能，提供给光伏水泵逆变器来驱动水泵电机工作。只要有光照，光伏组件就一直在发电，水泵可以一直在运行抽水。但是，农林灌溉、园林浇灌或景观喷泉水泵的工作方式一般不需要这样连续地工作。目前在运行的这种系统中，如果采用连续运转的运行方式，则对灌溉设备的损害较大，并且水浪费严重。如果采用人工操作停机的方式的话，虽然不浪费水，但在系统关闭期间光伏组件产生的电力就浪费掉了。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够合理、高效地利用能源的灌溉控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种灌溉控制系统，该系统包括：光伏组件；光伏水泵逆变器；光伏并网逆变器；以及控制器，分别与所述光伏组件、所述光伏水泵逆变器和光伏并网逆变器连接，用于将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏水泵逆变器所需的第一信号、并将所述第一信号输出至所述光伏水泵逆变器，或者用于将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏并网逆变器所需的第二信号、并将所述第二信号输出至所述光伏并网逆变器。

优选地，该系统还包括以下中的至少一者：温度传感器，用于采集温度信息，所述温度信息包括空气温度和/或土壤温度；以及湿度传感器，用于采集湿度信息，所述湿度信息包括空气湿度和/或土壤湿度，其中，所述控制器用于在所述温度信息和/或所述湿度信息表明需要灌溉的情况下，将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏水泵逆变器所需的第一信号、并将所述第一信号输出至所述光伏水泵逆变器；在所述温度信息和/或所述湿度信息表明不需要灌溉的情况下，将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏并网逆变器所需的第二信号、并将所述第二信号输出至所述光伏并网逆变器。

优选地，该系统还包括：灌溉控制开关，用于输出灌溉控制指令，所述灌溉控制指令用于指示是否需要灌溉，其中，所述控制器用于在所述灌溉控制指令指示需要灌溉的情况下，将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏水泵逆变器所需的第一信号、并将所述第一信号输出至所述光伏水泵逆变器；在所述灌溉控制指令指示不需要灌溉的情况下，将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏并网逆变器所需的第二信号、并将所述第二信号输出至所述光伏并网逆变器。

优选地，该系统还包括：时间设定装置，用于设置灌溉开始时间和灌溉结束时间，其中，所述控制器用于在到达所述灌溉开始时间的情况下，将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏水泵逆变器所需的第一信号、并将所述第一信号输出至所述光伏水泵逆变器；在到达所述灌溉结束时间的情况下，将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏并网逆变器所需的第二信号、并将所述第二信号输出至所述光伏并网逆变器。

优选地，所述时间设定装置为以下中的任意一者：智能手机、平板电脑、以及个人计算机。

优选地，所述光伏组件包括第一光伏发电单元和第二光伏发电单元；以及所述控制器用于将所述第一光伏发电单元和所述第二光伏发电单元提供的直流信号转换成所述光伏水泵逆变器所需的第一信号、并将所述第一信号输出至所述光伏水泵逆变器；或者将所述第一光伏发电单元或所述第二光伏发电单元提供的直流信号转换成所述光伏并网逆变器所需的第二信号、并将所述第二信号输出至所述光伏并网逆变器。

优选地，所述控制器包括：第一接触器，该第一接触器的正极输入端与负极输入端之间串联所述第一光伏发电单元和所述第二光伏发电单元，并且该第一接触器的输出端连接所述光伏水泵逆变器，所述第一接触器用于在被开启的情况下，将所述第一光伏发电单元和所述第二光伏发电单元提供的直流信号转换成所述光伏水泵逆变器所需的第一信号、并将所述第一信号输出至所述光伏水泵逆变器；第二接触器，该第二接触器的正极输入端与负极输入端之间串联所述第一光伏发电单元或所述第二光伏发电单元，并且该第二接触器的输出端连接所述光伏并网逆变器，所述第二接触器用于在被开启的情况下，将所述第一光伏发电单元或所述第二光伏发电单元提供的直流信号转换成所述光伏并网逆变器所需的第二信号、并将所述第二信号输出至所述光伏并网逆变器；以及控制模块，分别与所述第一接触器和所述第二接触器连接，用于控制所述第一接触器或所述第二接触器开启。

优选地，所述控制模块用于控制所述第一接触器和所述第二接触器以互锁方式开启。

优选地，所述第一接触器与所述第二接触器之间以互锁方式连接。

通过上述技术方案，由控制器将光伏组件提供的直流信号输出至光伏水泵逆变器，或将光伏组件提供的直流信号输出至光伏并网逆变器。这样，能够在不需要灌溉的时候，将光伏组件提供的直流信号输出至光伏并网逆变器，向电网供电。因此，本实用新型的灌溉控制系统能够合理、高效地利用能源。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的一实施方式提供的灌溉控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型的另一实施方式提供的灌溉控制系统的结构示意图；

图3是本实用新型的又一实施方式提供的灌溉控制系统的结构示意图；

图4是本实用新型的又一实施方式提供的灌溉控制系统的结构示意图；以及

图5是本实用新型的又一实施方式提供的灌溉控制系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

图1是本实用新型的一实施方式提供的灌溉控制系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括光伏组件10、光伏水泵逆变器20、光伏并网逆变器30和控制器40。控制器40分别与光伏组件10、光伏水泵逆变器20和光伏并网逆变器30连接，用于将光伏组件10提供的直流信号转换成光伏水泵逆变器20所需的第一信号、并将该第一信号输出至光伏水泵逆变器20，或者用于将光伏组件10提供的直流信号转换成光伏并网逆变器30所需的第二信号、并将第二信号输出至光伏并网逆变器30。

在相关技术中，光伏水泵逆变器20所需电压和光伏并网逆变器30所需电压并不相同。通常，用于并网发电的光伏并网发电系统和用于农业灌溉的光伏水泵系统是各自独立的系统。在本实用新型中，通过控制器40的控制作用，将同一光伏组件10产生的电力分别转换成光伏水泵逆变器20和光伏并网逆变器30各自所要求的电压，并向其供电。这样，能够在不需要灌溉的时候，将光伏组件提供的直流信号输出至光伏并网逆变器，向电网供电。因此，本实用新型的灌溉控制系统能够合理、高效地利用能源。

图2是本实用新型的另一实施方式提供的灌溉控制系统的结构示意图。如图2所示，在图1的实施方式的基础上，该系统还可以包括以下中的至少一者：温度传感器50和湿度传感器60。其中，温度传感器50可以用于采集温度信息。该温度信息包括空气温度和/或土壤温度。湿度传感器60可以用于采集湿度信息。该湿度信息包括空气湿度和/或土壤湿度。

其中，控制器40可以用于在温度信息和/或湿度信息表明需要灌溉的情况下，将光伏组件10提供的直流信号转换成光伏水泵逆变器20所需的第一信号、并将该第一信号输出至光伏水泵逆变器20。在温度信息和/或湿度信息表明不需要灌溉的情况下，将光伏组件10提供的直流信号转换成光伏并网逆变器30所需的第二信号、并将该第二信号输出至光伏并网逆变器30。

在该实施方式中，可以在控制器40中存储有预设的土壤和/或空气温度的阈值、以及土壤和/或空气湿度的阈值以及相应的控制策略。例如，当湿度传感器60采集的土壤湿度大于预设的一土壤湿度阈值时，表明不需要灌溉。又如，当湿度传感器60采集的土壤湿度和空气湿度分别大于预设的一土壤湿度阈值和预设的一空气湿度阈值时，才表明不需要灌溉。

在图2所示的实施方式中，控制器40能够根据土壤以及环境的具体情况来控制将光伏组件10提供的直流信号输出至光伏水泵逆变器20，或者将光伏组件10提供的直流信号输出至光伏并网逆变器30，从而使得灌溉的时机更加精确，并节省了人力。

图3是本实用新型的又一实施方式提供的灌溉控制系统的结构示意图。如图3所示，该系统还可以包括灌溉控制开关70。该灌溉控制开关用于输出灌溉控制指令，所述灌溉控制指令用于指示是否需要灌溉。

在该实施方式中，控制器40用于在灌溉控制指令指示需要灌溉的情况下，将光伏组件10提供的直流信号转换成光伏水泵逆变器20所需的第一信号、并将第一信号输出至光伏水泵逆变器20；在灌溉控制指令指示不需要灌溉的情况下，将光伏组件10提供的直流信号转换成光伏并网逆变器30所需的第二信号、并将第二信号输出至光伏并网逆变器30。

也就是，可以在所设计的控制器40的电路中设置开关。当闭合该开关时，接通控制器40向光伏水泵逆变器20传输信号的电路，从而向光伏水泵逆变器20传输第一信号。并且当打开该开关时，接通控制器40向光伏并网逆变器30传输信号的电路，从而向光伏并网逆变器30传输第二信号。该实施方式中，可以由人工掌握灌溉的时机，人工操作的主动性较强。

图4是本实用新型的又一实施方式提供的灌溉控制系统的结构示意图。如图4所示，该系统还包括时间设定装置80。该时间设定装置80可以用于设置灌溉开始时间和灌溉结束时间。

该实施方式中，控制器40可以用于在到达灌溉开始时间的情况下，将光伏组件10提供的直流信号转换成光伏水泵逆变器20所需的第一信号、并将第一信号输出至光伏水泵逆变器20；在到达灌溉结束时间的情况下，将光伏组件10提供的直流信号转换成光伏并网逆变器30所需的第二信号、并将第二信号输出至光伏并网逆变器30。

其中，时间设定装置80可以为以下中的任意一者：智能手机、平板电脑、以及个人计算机。例如，该实施方式的应用场景为，工作人员可以在设置在系统的显示屏中显示的交互界面中设置灌溉开始时间和灌溉结束时间，也可以在终端的专用APP中设置灌溉开始时间和灌溉结束时间，通过有线或无线网络将所设置的信息传输至控制器40。例如，灌溉开始时间和灌溉结束时间可以是用户随时设置的一次性指令，也可以是每一天的固定时间，例如，每天上午九点到十点。

该实施方式中，可以通过人工或自动的方式设置灌溉时间，以基于时间的灌溉方式进行灌溉。

图5是本实用新型的又一实施方式提供的灌溉控制系统的结构示意图。如图5所示，光伏组件10可以包括第一光伏发电单元101和第二光伏发电单元102。

控制器40可以用于将第一光伏发电单元101和第二光伏发电单元102提供的直流信号转换成光伏水泵逆变器20所需的第一信号、并将第一信号输出至光伏水泵逆变器20；或者将第一光伏发电单元101或第二光伏发电单元102提供的直流信号转换成光伏并网逆变器30所需的第二信号、并将第二信号输出至光伏并网逆变器30。

例如，第一光伏发电单元101可以采用3个250W多晶太阳能电池板串联而成。第二光伏发电单元102可以采用15个250W多晶太阳能电池板串联而成。第一光伏发电单元101和第二光伏发电单元102之间可以采用串联的方式连接。

在该实施方式中，可以将第一光伏发电单元101和第二光伏发电单元102串联后输出的电压作为第一信号输出至光伏水泵逆变器20，将例如第二光伏发电单元102输出的电压作为第二信号输出至光伏并网逆变器30。这样，可以通过简单分压的方式，输出不同的第一信号和第二信号。

另外如图5所示，可选地，控制器40可以包括第一接触器401、第二接触器402和控制模块403。

其中，第一接触器401的正极输入端与负极输入端之间串联第一光伏发电单元101和第二光伏发电单元102，并且该第一接触器401的输出端连接光伏水泵逆变器20。第一接触器401用于在被开启的情况下，将第一光伏发电单元101和第二光伏发电单元102提供的直流信号转换成光伏水泵逆变器20所需的第一信号、并将第一信号输出至光伏水泵逆变器20。

第二接触器402的正极输入端与负极输入端之间串联第一光伏发电单元101或第二光伏发电单元102，并且该第二接触器402的输出端连接光伏并网逆变器30。第二接触器402用于在被开启的情况下，将第一光伏发电单元101或第二光伏发电单元102(图5中所示为第二光伏发电单元102)提供的直流信号转换成光伏并网逆变器30所需的第二信号、并将第二信号输出至光伏并网逆变器30。

控制模块403(例如可以为可编程逻辑器件)分别与第一接触器401和第二接触器402连接，用于控制第一接触器401或第二接触器402开启。该实施方式中，控制模块403可以通过控制接触器来实现传输通道的关闭与开启。

可选地，控制模块403可以用于控制第一接触器401和第二接触器402以互锁方式开启。也即是，在控制模块403中可以通过软件设置的方式实现第一接触器401和第二接触器402的互锁。第一接触器401和第二接触器402的互锁的结果为：在光伏组件10向光伏水泵逆变器20供电时，自动断开向光伏并网逆变器30的供电，并且在向光伏并网逆变器30供电时，自动断开向光伏水泵逆变器20的供电。这样，一方面，能够在不向光伏水泵逆变器20供电时，将光伏组件10产生的电力用来向电网供电，不浪费能源。另一方面，不至于发生因为发生光伏组件10同时向光伏水泵逆变器20和光伏并网逆变器30供电而引起设备的损坏。

可选地，第一接触器401与第二接触器402之间可以以互锁方式连接。也就是，第一接触器401与第二接触器402之间可以以硬件连接的方式实现互锁。该互锁连接是本领域技术人员所公知的，故于此不再详细描述。

通过上述技术方案，由控制器将光伏组件提供的直流信号输出至光伏水泵逆变器，或将光伏组件提供的直流信号输出至光伏并网逆变器。这样，能够在不需要灌溉的时候，将光伏组件提供的直流信号输出至光伏并网逆变器，向电网供电。因此，本实用新型的灌溉控制系统能够合理、高效地利用能源。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (9)

1.一种灌溉控制系统，其特征在于，该系统包括：

光伏组件；

光伏水泵逆变器；

光伏并网逆变器；以及

控制器，分别与所述光伏组件、所述光伏水泵逆变器和光伏并网逆变器连接，用于将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏水泵逆变器所需的第一信号、并将所述第一信号输出至所述光伏水泵逆变器，或者用于将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏并网逆变器所需的第二信号、并将所述第二信号输出至所述光伏并网逆变器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括以下中的至少一者：

温度传感器，用于采集温度信息，所述温度信息包括空气温度和/或土壤温度；以及

湿度传感器，用于采集湿度信息，所述湿度信息包括空气湿度和/或土壤湿度，

其中，所述控制器用于在所述温度信息和/或所述湿度信息表明需要灌溉的情况下，将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏水泵逆变器所需的第一信号、并将所述第一信号输出至所述光伏水泵逆变器；在所述温度信息和/或所述湿度信息表明不需要灌溉的情况下，将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏并网逆变器所需的第二信号、并将所述第二信号输出至所述光伏并网逆变器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

灌溉控制开关，用于输出灌溉控制指令，所述灌溉控制指令用于指示是否需要灌溉，

其中，所述控制器用于在所述灌溉控制指令指示需要灌溉的情况下，将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏水泵逆变器所需的第一信号、并将所述第一信号输出至所述光伏水泵逆变器；在所述灌溉控制指令指示不需要灌溉的情况下，将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏并网逆变器所需的第二信号、并将所述第二信号输出至所述光伏并网逆变器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

时间设定装置，用于设置灌溉开始时间和灌溉结束时间，

其中，所述控制器用于在到达所述灌溉开始时间的情况下，将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏水泵逆变器所需的第一信号、并将所述第一信号输出至所述光伏水泵逆变器；在到达所述灌溉结束时间的情况下，将所述光伏组件提供的直流信号转换成所述光伏并网逆变器所需的第二信号、并将所述第二信号输出至所述光伏并网逆变器。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述时间设定装置为以下中的任意一者：智能手机、平板电脑、以及个人计算机。

6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述光伏组件包括第一光伏发电单元和第二光伏发电单元；以及

所述控制器用于将所述第一光伏发电单元和所述第二光伏发电单元提供的直流信号转换成所述光伏水泵逆变器所需的第一信号、并将所述第一信号输出至所述光伏水泵逆变器；或者将所述第一光伏发电单元或所述第二光伏发电单元提供的直流信号转换成所述光伏并网逆变器所需的第二信号、并将所述第二信号输出至所述光伏并网逆变器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制器包括：

第一接触器，该第一接触器的正极输入端与负极输入端之间串联所述第一光伏发电单元和所述第二光伏发电单元，并且该第一接触器的输出端连接所述光伏水泵逆变器，所述第一接触器用于在被开启的情况下，将所述第一光伏发电单元和所述第二光伏发电单元提供的直流信号转换成所述光伏水泵逆变器所需的第一信号、并将所述第一信号输出至所述光伏水泵逆变器；

第二接触器，该第二接触器的正极输入端与负极输入端之间串联所述第一光伏发电单元或所述第二光伏发电单元，并且该第二接触器的输出端连接所述光伏并网逆变器，所述第二接触器用于在被开启的情况下，将所述第一光伏发电单元或所述第二光伏发电单元提供的直流信号转换成所述光伏并网逆变器所需的第二信号、并将所述第二信号输出至所述光伏并网逆变器；以及

控制模块，分别与所述第一接触器和所述第二接触器连接，用于控制所述第一接触器或所述第二接触器开启。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制模块用于控制所述第一接触器和所述第二接触器以互锁方式开启。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述第一接触器与所述第二接触器之间以互锁方式连接。