一種太陽能光伏變頻器及光伏揚水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于光伏領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能光伏變頻器及光伏揚水系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光伏電池板轉(zhuǎn)化效率的提高以及價格的降低，光伏揚水系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛，特別在一些日照條件好，市電緊張或市電不易到達的地方。傳統(tǒng)的光伏揚水控制器大多采用固定電壓輸出，不能跟蹤光伏電池板的最大功率造成資源的浪費，并且，目前光伏揚水系統(tǒng)中的變頻器不能使輸入電源在交流電(市電)和直流電(光伏陣列)之間切換，在光線長時間不充足的時候，難以保證水泵全天候的連續(xù)運行。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型實施例的目的在于提供一種太陽能光伏變頻器，旨在解決目前光伏揚水系統(tǒng)中的變頻器不能使輸入電源在交流電與直流電之間切換的問題。
[0004]本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種太陽能光伏變頻器，所述變頻器連接于光伏電池與電動機之間，其特征在于，所述變頻器還與市電連接，所述變頻器包括:
[0005]檢測環(huán)境光線，并在環(huán)境光線充足時切換到直流電源供電，在環(huán)境光線不足時切換到交流電源供電的交流/直流切換單元，所述交流/直流切換單元的直流輸入端與所述光伏電池連接，所述交流/直流切換單元的交流輸入端與所述市電連接；
[0006]對交流電源電壓進行整流，輸出直流電壓的整流單元，所述整流單元的輸入端與所述交流/直流切換單元的交流輸出端連接；
[0007]采集光伏電池的輸出功率的MPPT控制單元，根據(jù)所述輸出功率輸出變頻控制信號，并通過擾動所述變頻控制信號確定最大輸出功率，所述MPPT控制單元的輸入端與所述光伏電池連接；
[0008]根據(jù)所述變頻控制信號控制所述電動機的輸出頻率變化的變頻調(diào)速控制單元，所述變頻調(diào)速控制單元的輸入端同時與所述整流單元的輸出端和所述交流/直流切換單元的直流輸出端連接，所述變頻調(diào)速控制單元的控制端與所述MPPT控制單元的輸出端連接，所述變頻調(diào)速控制單元的輸出端與所述電動機連接。
[0009]進一步地，所述變頻器還包括:
[0010]根據(jù)所述電動機的輸出電流判斷是否處于打干狀態(tài)，并于打干狀態(tài)下控制所述電動機停機的打干保護單元，所述打干保護單元的輸入端與所述電動機的電流輸出端連接，所述打干保護單元的輸出端與所述電動機的控制端連接。
[0011]更進一步地，所述變頻器還包括:
[0012]采集光伏電池的輸出電壓，當光伏電池的輸出電壓低于預(yù)設(shè)值時，控制所述光伏電池進入休眠狀態(tài)的休眠控制單元，所述休眠控制單元的輸入端與所述光伏電池的輸出端連接，所述休眠控制單元的輸出端與所述光伏電池的休眠控制端連接。
[0013]更進一步地，所述交流/直流切換單元包括:
[0014]根據(jù)環(huán)境光生成相應(yīng)的電信號的感光模塊；
[0015]將所述電信號與閾值信號比較，輸出開關(guān)控制信號的電流比較單元，所述電流比較單元的輸入端與所述感光模塊的輸出端連接；
[0016]根據(jù)所述開關(guān)控制信號實現(xiàn)對直流電源與交流電源之間的切換的開關(guān)控制單元，所述開關(guān)控制單元的控制端與所述電流比較單元的輸出端連接，所述開關(guān)控制單元的直流輸入端為所述交流/直流切換單元的直流輸入端，所述開關(guān)控制單元的交流輸入端為所述交流/直流切換單元的交流輸入端，所述開關(guān)控制單元的直流輸出端為所述交流/直流切換單元的直流輸出端，所述開關(guān)控制單元的交流輸出端為所述交流/直流切換單元的交流輸出端。
[0017]更進一步地，所述開關(guān)控制單元包括:
[0018]第一保險絲(FUl)、第二保險絲(FU2)、第三保險絲(FU3)、第四保險絲(FU4)、第一二極管(Dl)、第二二極管(D2)、第一繼電器(KMl)、第二繼電器(KM2)、熱保護器件(FR)、第三開關(guān)(SBl)、第四開關(guān)(S4)以及第五開關(guān)(S5);
[0019]所述第三保險絲(FU3)、所述第四保險絲(FU4)的一端分別為所述開關(guān)控制單元的兩直流輸入端與所述光伏電池的正、負輸出端連接，所述第三保險絲(FU3)、所述第四保險絲(FU4)的另一端分別與所述第二繼電器(KM2)的雙路受控開關(guān)的一側(cè)導(dǎo)通雙端連接，所述第二繼電器(KM2)的雙路受控開關(guān)的另一側(cè)導(dǎo)通雙端分別與所述第一二極管(Dl)、所述第二二極管(D2)的陽極連接，所述第一二極管(Dl)、所述第二二極管(D2)的陰極分別為所述開關(guān)控制單元的兩直流輸出端，所述第一保險絲(FUl)、所述第二保險絲(FU2)的一端分別為所述開關(guān)控制單元的兩交流輸入端與所述市電的零線和火線連接，所述第一保險絲(FUl)、所述第二保險絲(FU2)的另一端分別與所述第一繼電器(KMl)的雙路受控開關(guān)的一側(cè)導(dǎo)通雙端連接，所述第一繼電器(KMl)的雙路受控開關(guān)的另一側(cè)導(dǎo)通雙端分別為所述開關(guān)控制單元的兩交流輸出端，與所述市電火線連接的所述開關(guān)控制單元的一交流輸入端還與所述熱保護器件(FR)的一端連接，所述熱保護器件(FR)的另一端與所述第三開關(guān)(SBl)的一導(dǎo)通端連接，所述第三開關(guān)(SBl)的另一導(dǎo)通端與所述第四開關(guān)(S4)的一導(dǎo)通端連接，所述第四開關(guān)(S4)的另一導(dǎo)通端與所述第一繼電器(KMl)的線圈一導(dǎo)通端連接，所述第四開關(guān)(S4)的控制端為所述開關(guān)控制單元的第一控制端，所述第一繼電器(KMl)的線圈另一導(dǎo)通端為所述開關(guān)控制單元的另一交流輸入端與所述市電零線連接，所述第五開關(guān)(S5)的一導(dǎo)通端為所述開關(guān)控制單元的一直流輸入端與所述光伏電池的負極連接，所述第五開關(guān)(S5)的另一導(dǎo)通端與所述第二繼電器(KM2)的線圈一導(dǎo)通端連接，所述第二繼電器(KM2)的線圈另一導(dǎo)通端為所述開關(guān)控制單元的另一直流輸入端與所述光伏電池的正極連接，所述第五開關(guān)(S5)的控制端為所述開關(guān)控制單元的第二控制端。
[0020]更進一步地，所述變頻器還包括:
[0021]第一雙端開關(guān)(QSl)和第二雙端開關(guān)(QS2);
[0022]所述第一雙端開關(guān)(QSl)串接于所述光伏電池與所述MPPT控制單元之間，所述第一雙端開關(guān)(QSl)的一側(cè)雙導(dǎo)通端分別與所述光伏電池的正、負輸出端連接，所述第一雙端開關(guān)(QSl)的另一側(cè)雙導(dǎo)通端分別與所述MPPT控制單元的雙輸入端連接；
[0023]所述第二雙端開關(guān)(QS2)串接于所述市電與所述交流/直流切換單元之間，所述第二雙端開關(guān)(QS2)的一側(cè)雙導(dǎo)通端分別與所述市電的火線、零線連接，所述第二雙端開關(guān)(QS2)的另一側(cè)雙導(dǎo)通端分別與所述交流/直流切換單元的兩交流輸入端連接。
[0024]更進一步地，所述MPPT控制單元包括:
[0025]實時采集所述光伏電池的輸出電流和輸出電壓的采樣模塊，所述采樣模塊的輸入端為所述MPPT控制單元的輸入端；
[0026]根據(jù)所述輸出電流和所述輸出電壓確定所述光伏電池的輸出功率的運算模塊，所述運算模塊的第一、第二輸入端分別與所述采樣模塊的電流輸出端和電壓輸出端連接；
[0027]對所述變頻控制信號以預(yù)設(shè)步長進行擾動，來判斷所述光伏電池的輸出功率變化，進而確定所述光伏電池的最大輸出頻率對應(yīng)的變頻控制信號的處理模塊，所述處理模塊的輸入端與所述運算單元的輸出端連接，所述處理模塊的輸出端為所述MPPT控制單元的輸出端。
[0028]更進一步地，所述打干保護單元包括:
[0029]在不同輸出頻率下檢測所述電動機的輸出電流的打干檢測模塊，所述打干檢測模塊的輸入端為所述打干保護單元的輸出入端；
[0030]當所述輸出電流低于預(yù)設(shè)值時，輸出打干判斷信號的打干判斷模塊，所述打干判斷模塊的輸入端與所述打干檢測模塊的輸出端連接；
[0031]根據(jù)所述打干判斷信號控制所述電動機停機的打干控制模塊，所述打干控制模塊的輸入端與所述打干判斷模塊的輸出端連接，所述打干控制模塊的輸出端為所述打干保護單元的輸出端。
[0032]更進一步地，所述休眠控制單元包括:
[0033]采集所述光伏電池的輸出電壓的休眠采集模塊，所述休眠采集模塊的輸入端為所述休眠控制單元的輸入端；
[0034]當所述光伏電池的輸出電壓小于預(yù)設(shè)值值時生成休眠信號的休