专利名称：大流量多级太阳能光伏水泵智能系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能光伏水泵技术领域，具体涉及一种采用太阳能光伏为动力的大流量多级太阳能光伏水泵智能系统。
背景技术：
水资源是人类生产生活的关键资源，对水资源的开发利用一直是社会关注的焦点。太阳能光伏水泵系统是一种利用光伏发电技术驱动水泵实现水资源利用的装置，可以解决远离电网地区的生产生活用水问题。
传统大功率光伏水泵系统，由于太阳光照存在一定的不稳定性，导致系统功率输出不稳定，在较大的范围内波动，致使水泵的无法保持高效运行，时常出现启停操作，影响了系统寿命；同时由于水泵的有效运行功率范围限制了系统的运行时间，造成了资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种大流量多级太阳能光伏水泵智能系统，它可用于远离电网的偏远地区的取水问题，也可以用于污水处理等领域，具有系统效率高、成本低、维护方便等特点。为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用如下技术方案它包含太阳能电池组I、光伏逆变器2、智能逻辑控制器3、变频控制器4、软启动控制器5、宽运行功率水泵
6、高效率大流量水泵机组7、蓄电池组8，太阳能电池组I与光伏逆变器2连接，光伏逆变器2分别与智能逻辑控制器3、蓄电池组8连接，智能逻辑控制器3分别与数个变频控制器4、数个软启动控制器5连接，数个变频控制器4分别与数个宽运行功率水泵6连接，数个软启动控制器5分别与数个高效率大流量水泵机组7连接。所述的智能逻辑控制器3是智能系统控制中枢，据逆变器端输出的实时监控信号，通过控制宽运行功率水泵6工作频率、高效率大流量水泵机组7启停、蓄电池的充放电过程，合理分配系统功率，保证扬水系统日出水量及系统的稳定高效运行。所述的光伏逆变器2具有MPPT功能以实现光伏方阵的最大输出，该逆变器可具有交流接入端口或蓄电池电池充放电接入端口。在应急情况下可采用外部交流电源接入维持系统的运行；其蓄电池冲放电功能受智能逻辑控制器3控制。所述的变频控制器4为一台或多台泵用变频控制器，具有控制信号输出和反馈功能，可与智能逻辑控制器3进行通讯，可根据智能逻辑控制器3命令实现控制水泵的实时变频控制。所述的软启动控制器5为一台或多台泵用软启动控制器，可在智能逻辑控制器3控制下实现起控制水泵的软启动和软停机。所述的宽运行功率水泵6为大功率水泵，能在较宽的功率波动范围内能通过变频控制实现高效稳定运行，满足实际工作环境的扬水要求。所述的高效率大流量水泵机组7为一台或多台高效率大流量水泵，由软启动控制器5控制运行，具有较高的稳定运行效率和长寿命。所述的蓄电池组8为太阳能光伏系统专用蓄电池组，根据系统实际的运行，配置其容量大小，可配置为零。本发明的运行控制方式为启动控制过程采用逐级启动模式，在低光照情况下，优先采用变频控制器4变频启动宽运行功率水泵6 ;并随着日照的增强、输出功率的增大，当接近变频启动宽运行功率水泵6的最大运行功率时，智能逻辑控制器3开始协调控制变频控制器4和软启动控制器5平衡系统功率，逐渐调低变频启动宽运行功率水泵6功率的同时启动高效率大流量水泵机组7中水泵并增大功率直至额定，后期随着日照增强重复以上操作直至高效率大流量水泵 机组7中各水泵完全运行。功率波动调节控制采用波动分级吸收，当日照出现波动导致系统功率波动后，在小于变频启动宽运行功率水泵6额定功率范围内的波动，由3智能逻辑控制器通过变频控制器4变频降低宽运行功率水泵6运行功率，由宽运行功率水泵6吸收系统的功率波动；当系统功率波动大于变频启动宽运行功率水泵6额定功率，智能逻辑控制器3优先停止高效率大流量水泵机组7中一个或多个水泵，并同时调节变频启动宽运行功率水泵6功率以维持系统的功率平衡。停止调节控制过程采用逐级停止模式，当智能逻辑控制器3通过逻辑判定光伏系统输出功率已随日照减弱到一定程度启动停止模式，协调控制变频控制器4和软启动控制器5，优先关闭高效率大流量水泵机组7中单一水泵，通过变频控制维持变频启动宽运行功率水泵6运行来平衡系统功率，随着系统功率的进一步下降重复以上操作直至只有变频启动宽运行功率水泵6运行，关闭变频启动宽运行功率水泵6。特殊调节控制分为应急控制和特殊逻辑控制，应急控制在系统过载、功率变换过于频繁和外部电源接入的情况下采用的系统保护功能；特殊逻辑控制为满足系统的特殊要求，如恒压控制，周期性供水的情况下的控制模式。本发明可用于远离电网的偏远地区的取水问题，也可以用于污水处理等领域，具有系统效率高、成本低、维护方便等特点。
图I为本发明的结构示意图。
具体实施例方式参看图1，本具体实施方式
采用如下技术方案它包含太阳能电池组I、光伏逆变器2、智能逻辑控制器3、变频控制器4、软启动控制器5、宽运行功率水泵6、高效率大流量水泵机组7、蓄电池组8，太阳能电池组I与光伏逆变器2连接，光伏逆变器2分别与智能逻辑控制器3、蓄电池组8连接，智能逻辑控制器3分别与数个变频控制器4、数个软启动控制器5连接，数个变频控制器4分别与数个宽运行功率水泵6连接，数个软启动控制器5分别与数个高效率大流量水泵机组7连接。
所述的智能逻辑控制器3是智能系统控制中枢，据逆变器端输出的实时监控信号，通过控制宽运行功率水泵6工作频率、高效率大流量水泵机组7启停、蓄电池的充放电过程，合理分配系统功率，保证扬水系统日出水量及系统的稳定高效运行。所述的光伏逆变器2具有MPPT功能以实现光伏方阵的最大输出，该逆变器可具有交流接入端口或蓄电池电池充放电接入端口。在应急情况下可采用外部交流电源接入维持系统的运行；其蓄电池冲放电功能受智能逻辑控制器3控制。所述的变频控制器4为一台或多台泵用变频控制器，具有控制信号输出和反馈功 能，可与智能逻辑控制器3进行通讯，可根据智能逻辑控制器3命令实现控制水泵的实时变频控制。所述的软启动控制器5为一台或多台泵用软启动控制器，可在智能逻辑控制器3控制下实现控制水泵的软启动和软停机。所述的宽运行功率水泵6为大功率水泵，能在较宽的功率波动范围内能通过变频控制实现高效稳定运行，满足实际工作环境的扬水要求。所述的高效率大流量水泵机组7为一台或多台高效率大流量水泵，由软启动控制器5控制运行，具有较高的稳定运行效率和长寿命。所述的蓄电池组8为太阳能光伏系统专用蓄电池组，根据系统实际的运行，配置其容量大小，可配置为零。本具体实施方式
的运行控制方式为启动控制过程采用逐级启动模式，在低光照情况下，优先采用变频控制器4变频启动宽运行功率水泵6 ;并随着日照的增强、输出功率的增大，当接近变频启动宽运行功率水泵6的最大运行功率时，智能逻辑控制器3开始协调控制变频控制器4和软启动控制器5平衡系统功率，逐渐调低变频启动宽运行功率水泵6功率的同时启动高效率大流量水泵机组7中水泵并增大功率直至额定，后期随着日照增强重复以上操作直至高效率大流量水泵机组7中各水泵完全运行。功率波动调节控制采用波动分级吸收，当日照出现波动导致系统功率波动后，在小于变频启动宽运行功率水泵6额定功率范围内的波动，由3智能逻辑控制器通过变频控制器4变频降低宽运行功率水泵6运行功率，由宽运行功率水泵6吸收系统的功率波动；当系统功率波动大于变频启动宽运行功率水泵6额定功率，智能逻辑控制器3优先停止高效率大流量水泵机组7中一个或多个水泵，并同时调节变频启动宽运行功率水泵6功率以维持系统的功率平衡。停止调节控制过程采用逐级停止模式，当智能逻辑控制器3通过逻辑判定光伏系统输出功率已随日照减弱到一定程度启动停止模式，协调控制变频控制器4和软启动控制器5，优先关闭高效率大流量水泵机组7中单一水泵，通过变频控制维持变频启动宽运行功率水泵6运行来平衡系统功率，随着系统功率的进一步下降重复以上操作直至只有变频启动宽运行功率水泵6运行，关闭变频启动宽运行功率水泵6。特殊调节控制分为应急控制和特殊逻辑控制，应急控制在系统过载、功率变换过于频繁和外部电源接入的情况下采用的系统保护功能；特殊逻辑控制为满足系统的特殊要求，如恒压控制，周期性供水的情况下的控制模式。本具体实施方式
中智能逻辑控制器3根据内置逻辑和检测信号对系统进行调控优化。由于全天日照变化趋势，逻辑系统主要进行启动调节控制、波动调节控制、停止调节控制和特殊调节控制等。本具体实施方式
中蓄电池组8作用是在系统各控制调节环节中储存富裕能量和弥补能量空缺，可选配以提高系统稳定性，进一步提供能源利用效率，为可选配组件。 本具体实施方式
可用于远离电网的偏远地区的取水问题，也可以用于污水处理等领域，具有系统效率高、成本低、维护方便等特点。
权利要求
1.大流量多级太阳能光伏水泵智能系统，其特征在于它包含太阳能电池组(I)、光伏逆变器(2)、智能逻辑控制器(3)、变频控制器(4)、软启动控制器(5)、宽运行功率水泵(6)、高效率大流量水泵机组(7)、蓄电池组(8)，太阳能电池组(I)与光伏逆变器(2)连接，光伏逆变器⑵分别与智能逻辑控制器(3)、蓄电池组⑶连接，智能逻辑控制器(3)分别与数个变频控制器(4)、数个软启动控制器(5)连接，数个变频控制器(4)分别与数个宽运行功率水泵(6)连接，数个软启动控制器(5)分别与数个高效率大流量水泵机组(7)连接。
2.大流量多级太阳能光伏水泵智能系统，其特征在于它的运行控制方式为 启动控制过程采用逐级启动模式，在低光照情况下，优先采用变频控制器(4)变频启动宽运行功率水泵(6);并随着日照的增强、输出功率的增大，当接近变频启动宽运行功率水泵￠)的最大运行功率时，智能逻辑控制器(3)开始协调控制变频控制器(4)和软启动控制器(5)平衡系统功率，逐渐调低变频启动宽运行功率水泵(6)功率的同时启动高效率大流量水泵机组(7)中水泵并增大功率直至额定，后期随着日照增强反复重复以上操作直 至高效率大流量水泵机组(7)中各水泵完全运行； 功率波动调节控制采用波动分级吸收，当日照出现波动导致系统功率波动后，在小于变频启动宽运行功率水泵(6)额定功率范围内的波动，由(3)智能逻辑控制器通过变频控制器(4)变频降低宽运行功率水泵(6)运行功率，由宽运行功率水泵(6)吸收系统的功率波动；当系统功率波动大于变频启动宽运行功率水泵(6)额定功率，智能逻辑控制器(3)优先停止高效率大流量水泵机组(7)中一个或多个水泵，并同时调节变频启动宽运行功率水泵(6)功率以维持系统的功率平衡； 停止调节控制过程采用逐级停止模式，当智能逻辑控制器(3)通过逻辑判定光伏系统输出功率已随日照减弱到一定程度启动停止模式，协调控制变频控制器(4)和软启动控制器(5)，优先关闭高效率大流量水泵机组(7)中单一水泵，通过变频控制维持变频启动宽运行功率水泵(6)运行来平衡系统功率，随着系统功率的进一步下降重复以上操作直至只有变频启动宽运行功率水泵(6)运行，关闭变频启动宽运行功率水泵(6)。
3.根据权利要求I所述的大流量多级太阳能光伏水泵智能系统，其特征在于所述的智能逻辑控制器(3)是智能系统控制中枢，据逆变器端输出的实时监控信号，通过控制宽运行功率水泵(6)工作频率、高效率大流量水泵机组(7)启停、蓄电池的充放电过程，合理分配系统功率，保证扬水系统日出水量及系统的稳定闻效运打。
4.根据权利要求I所述的大流量多级太阳能光伏水泵智能系统，其特征在于所述的光伏逆变器(2)具有MPPT功能以实现光伏方阵的最大输出，该逆变器可具有交流接入端口 /蓄电池电池充放电接入端口，在应急情况下可采用外部交流电源接入维持系统的运行；其蓄电池冲放电功能受智能逻辑控制器(3)控制。
5.根据权利要求I所述的大流量多级太阳能光伏水泵智能系统，其特征在于所述的变频控制器(4)为一台/多台泵用变频控制器，具有控制信号输出和反馈功能，可与智能逻辑控制器(3)进行通讯，可根据智能逻辑控制器(3)命令实现控制水泵的实时变频控制。
6.根据权利要求I所述的大流量多级太阳能光伏水泵智能系统，其特征在于所述的软启动控制器(5)为一台/多台泵用软启动控制器，可在智能逻辑控制器(3)控制下实现控制水泵的软启动和软停机。
7.根据权利要求I所述的大流量多级太阳能光伏水泵智能系统，其特征在于所述的宽运行功率水泵(6)为大功率水泵，能在较宽的功率波动范围内能通过变频控制实现高效稳定运行，满足实际工作环境的扬水要求。
8.根据权利要求I所述的大流量多级太阳能光伏水泵智能系统，其特征在于所述的高效率大流量水泵机组(7)为一台/多台高效率大流量水泵，由软启动控制器(5)控制运行，具有较1 的稳定运行效率和长寿命。
全文摘要
大流量多级太阳能光伏水泵智能系统，它涉及太阳能光伏水泵技术领域；它的太阳能电池组与光伏逆变器连接，光伏逆变器分别与智能逻辑控制器、蓄电池组连接，智能逻辑控制器分别与数个变频控制器、数个软启动控制器连接，数个变频控制器分别与数个宽运行功率水泵连接，数个软启动控制器分别与数个高效率大流量水泵机组连接，它的运行控制方式为启动控制过程采用逐级启动模式；功率波动调节控制采用波动分级吸收；停止调节控制过程采用逐级停止模式；特殊调节控制分为应急控制和特殊逻辑控制。它可用于远离电网的偏远地区的取水问题，也可以用于污水处理等领域，具有系统效率高、成本低、维护方便等特点。
文档编号F04B17/00GK102966509SQ201210440830
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者向昱任, 马跃 申请人:欧贝黎新能源科技股份有限公司