一種變頻光伏水泵逆變器及變頻光伏水泵系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種變頻光伏水泵逆變器及變頻光伏水泵系統，其中一種變頻光伏水泵逆變器，包括整流器、三相逆變電路和直流母排；所述整流器和三相逆變電路依次并聯與直流母排之間；所述整流器輸入端接入三相交流電，用于將三相交流電轉換為直流電；所述三相逆變電路的輸出端與外接的光伏水泵相連接。本發明所述的帶變頻功能的光伏水泵逆變器通過采用以上結構，可以調頻輸出，能夠極大的提高能源利用率，增加驅動能力，同時又沒有增加系統成本。
【專利說明】一種變頻光伏水泵逆變器及變頻光伏水泵系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種變頻光伏水泵逆變器及變頻光伏水泵系統，屬于光伏水泵及水利灌溉領域。

【背景技術】
[0002]目前，光伏水泵系統采用光伏逆變器來驅動光伏水泵，光伏逆變器采用直流輸入，輸出波形為50Hz的正弦波，無法輸出調制波形，從而導致光伏水泵的驅動能力較差；并且由于無法進行電機調速，導致效率較低，能源利用率較低；在光伏逆變器和光伏水泵之間增加變頻器，可以解決以上問題，但是需要增加成本，且增加了兩級AC/DC及DC/AC轉換，也降低了能源利用率。因此我們設計了一種新型的帶變頻功能的光伏水泵逆變器，可以調節電機轉速，能夠極大的提高能源利用率，增加驅動能力，同時又沒有新增設備，沒有增加系統成本，儲能電池組還能起到抑制電機泵升電壓的作用；同時，在光伏系統的供電無法滿足需要時，可以切換三相動力電為系統供電。
[0003]如圖4所示，現有的光伏水泵系統，光伏逆變器7輸入端直接與光伏組件I相連，輸出端與光伏水泵5相連，由于光伏逆變器7輸出50Hz的定頻正弦波，導致驅動光伏水泵5的能力較差，并且由于無法進行電機調速，效率較低，能源利用率不高。
[0004]如圖5所示，現有的改進光伏水泵系統，在光伏逆變器7與光伏水泵5之間增加變頻器8，可以解決圖4的光伏水泵5驅動能力低，電機無法調速導致的效率較低的問題；增加了兩級AC/DC及DC/AC變換，但效率仍然達不到要求，并且由于增加了變頻器，成本高。


【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種既能提高光伏水泵驅動能力，又能提高能源的利用率的變頻光伏水泵逆變器。
[0006]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種變頻光伏水泵逆變器，包括整流器、三相逆變電路和直流母排；
[0007]所述整流器和三相逆變電路依次并聯與直流母排之間；
[0008]所述整流器輸入端接入三相交流電，用于將三相交流電轉換為直流電；
[0009]所述三相逆變電路的輸出端與外接的光伏水泵相連接。
[0010]本發明的有益效果是:本發明所述的帶變頻功能的光伏水泵逆變器通過采用以上結構，可以調頻輸出，能夠極大的提高能源利用率，增加驅動能力，同時又沒有增加系統成本。
[0011]在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0012]進一步，還包括升壓電路，所述升壓電路輸入端與外部組件相連接或空置，輸出端與直流母排相連接；所述升壓電路用于自動匹配外部組件與直流母排的電壓等級。
[0013]本發明所要解決的技術問題是提供一種既能提高光伏水泵驅動能力，又能提高能源的利用率，儲能電池組還能起到抑制電機泵升電壓的作用；并且能夠在光伏系統的供電無法滿足需要時，采用三相動力電為系統供電，滿足實際使用需求的變頻光伏水泵系統。
[0014]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種變頻光伏水泵系統,包括變頻光伏水泵逆變器和光伏水泵；
[0015]所述變頻光伏水泵逆變器輸入端接入三相交流電，輸出端與光伏水泵相連接；
[0016]所述變頻光伏水泵逆變器輸出可變頻的馬鞍波驅動光伏水泵工作。
[0017]本發明的有益效果是:本發明所述的帶變頻功能的光伏水泵逆變器通過采用以上結構，可以調頻輸出，能夠極大的提高能源利用率，增加驅動能力，同時又沒有增加系統成本，儲能電池組還能起到抑制電機泵升電壓的作用；同時，在光伏系統的供電無法滿足需要時，可以切換三相動力電為系統供電。
[0018]在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0019]進一步，所述變頻光伏水泵系統還包括光伏組件；
[0020]所述光伏組件的輸出端與升壓模塊相連接，向升壓模塊輸送直流電；
[0021]所述升壓模塊將光伏組件傳輸的直流電的電壓自動匹配為直流母排的電壓后傳輸到變頻光伏水泵逆變器的直流母排。
[0022]進一步，所述變頻光伏水泵系統還包括光伏組件和儲能模塊；
[0023]所述光伏組件的輸出端分別與儲能模塊和升壓模塊相連接；所述光伏組件為儲能模塊充電；
[0024]所述儲能模塊向升壓模塊傳輸直流電；
[0025]所述升壓模塊將儲能模塊傳輸的直流電的電壓自動匹配為直流母排的電壓后傳輸到變頻光伏水泵逆變器的直流母排。
[0026]進一步，所述變頻光伏水泵逆變器能夠自動追蹤光伏組件的最大輸出功率點。
[0027]進一步，所述升壓電路用于自動匹配光伏組件或儲能模塊與直流母排的電壓等級。
[0028]進一步，所述儲能模塊為變頻光伏水泵逆變器供電時，光伏組件優先為儲能電池組充電。
[0029]進一步，所述儲能模塊采用儲能電池組，所述儲能電池組能夠抑制光伏水泵電機泵升電壓。
[0030]光伏組件的輸出端與儲能模塊相連，經過升壓電路后與直流母排相連；光伏組件的輸出端還可以直接經升壓電路后與直流母排相連，整流器的輸入端可接入三相交流電；三相逆變電路與光伏水泵相連，驅動光伏水泵的電機工作；
[0031]光伏水泵逆變器提供三種工作模式，三相交流在線工作模式、光伏儲能工作模式及光伏組件直供電模式，可自動追蹤光伏組件的最大輸出功率；
[0032]升壓電路自動匹配光伏組件或儲能模塊與直流母排的電壓等級；儲能模塊為光伏水泵逆變器供電時，光伏組件優先為儲能電池組充電。
[0033]進一步地，所述變頻光伏水泵逆變器的輸入提供三種供電模式。
[0034]進一步地，所述光伏組件的輸出端與儲能模塊相連，儲能模塊經升壓電路后與直流母排相連，為變頻光伏水泵逆變器供電。
[0035]進一步地，所述光伏組件直接經升壓電路后與直流母排相連，為變頻光伏水泵逆變器供電。
[0036]進一步地，所述儲能模塊的儲能電池組能夠起到抑制電機泵升電壓的作用。
[0037]進一步地，所述逆變器能夠自動追蹤光伏組件的最大輸出功率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為本發明具體實施例1所述的一種變頻光伏水泵系統結構框圖；
[0039]圖2為本發明具體實施例2所述的一種變頻光伏水泵系統結構框圖；
[0040]圖3為本發明所述的一種變頻光伏水泵系統電路示意圖；
[0041]圖4為現有技術中的一種光伏水泵系統的結構示意圖；
[0042]圖5為現有技術中的另一種光伏水泵系統的結構示意圖。
[0043]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0044]1、光伏組件，2、儲能模塊，3、升壓電路，4、整流器，5、光伏水泵，6、三相逆變電路，
7、光伏逆變器，8、變頻器，9、直流母排，100、變頻光伏水泵逆變器。

【具體實施方式】
[0045]以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0046]如圖1所示，為本發明具體實施例1所述的一種變頻光伏水泵系統,包括變頻光伏水泵逆變器100、光伏組件I和光伏水泵5 ；
[0047]所述變頻光伏水泵逆變器100輸入端接入三相交流電，輸出端與光伏水泵5相連接；
[0048]所述變頻光伏水泵逆變器100輸出可變頻的馬鞍波驅動光伏水泵5工作；
[0049]所述變頻光伏水泵逆變器100，包括整流器4、三相逆變電路6、升壓電路3和直流母排9 ；
[0050]所述整流器4和三相逆變電路6依次并聯與直流母排9之間；
[0051]所述整流器4輸入端接入三相交流電，用于將三相交流電轉換為直流電；
[0052]所述三相逆變電路6的輸出端與外接的光伏水泵5相連接；
[0053]所述升壓電路3輸入端與光伏組件I相連接或空置，輸出端與直流母排9相連接；所述升壓電路3用于自動匹配光伏組件I與直流母排9的電壓等級；
[0054]所述光伏組件I的輸出端與升壓模塊3相連接，向升壓模塊3輸送直流電。
[0055]所述變頻光伏水泵逆變器100能夠自動追蹤光伏組件I的最大輸出功率點。
[0056]所述升壓電路3用于自動匹配光伏組件I與直流母排9的電壓等級。
[0057]如圖2所示，為本發明具體實施例2所述的一種變頻光伏水泵系統，包括變頻光伏水泵逆變器100、光伏組件1、儲能模塊2和光伏水泵5 ；
[0058]所述變頻光伏水泵逆變器100輸入端接入三相交流電，輸出端與光伏水泵5相連接；
[0059]所述變頻光伏水泵逆變器100輸出可變頻的馬鞍波驅動光伏水泵5工作；
[0060]所述變頻光伏水泵逆變器100，包括整流器4、三相逆變電路6、升壓電路3和直流母排9 ；
[0061]所述整流器4和三相逆變電路6依次并聯與直流母排9之間；
[0062]所述整流器4輸入端接入三相交流電，用于將三相交流電轉換為直流電；
[0063]所述三相逆變電路6的輸出端與外接的光伏水泵5相連接；
[0064]所述升壓電路3輸入端與光伏組件I和儲能模塊2相連接或空置，輸出端與直流母排9相連接；
[0065]所述光伏組件I的輸出端分別與儲能模塊2和升壓模塊3相連接；所述光伏組件I為儲能模塊2充電；
[0066]所述儲能模塊2向升壓模塊3傳輸直流電；
[0067]所述升壓模塊3將儲能模塊2傳輸的直流電的電壓自動匹配為直流母排9的電壓后傳輸到直流母排9。
[0068]所述變頻光伏水泵逆變器100能夠自動追蹤光伏組件I的最大輸出功率點。
[0069]所述升壓電路3用于自動匹配光伏組件I或儲能模塊2與直流母排9的電壓等級。
[0070]所述儲能模塊2為變頻光伏水泵逆變器100供電時，光伏組件I優先為儲能模塊2充電。
[0071]所述儲能模塊2采用儲能電池組，所述儲能電池組能夠抑制光伏水泵2電機泵升電壓。
[0072]如圖3所示，本發明提供一種變頻光伏水泵系統，其特征在于，包括光伏組件1，儲能模塊2，升壓電路3，整流器4，光伏水泵5，三相逆變電路6和直流母排；光伏組件I的輸出端與儲能模塊2相連，經過升壓電路3后與直流母排相連；光伏組件I的輸出端還可以直接經升壓電路3后與直流母排相連，整流器4的輸入端可接入三相交流電；三相逆變電路6與光伏水泵5相連，驅動光伏水泵5的電機工作；變頻光伏水泵逆變器100提供三種工作模式，三相交流在線工作模式、光伏儲能工作模式及光伏組件直供電模式，可自動追蹤光伏組件I的最大輸出功率；升壓電路3自動匹配光伏組件I或儲能模塊2與直流母排的電壓等級；儲能模塊2為變頻光伏水泵逆變器100供電時，光伏組件I優先為儲能電池組充電。
[0073]本發明所述的變頻光伏水泵逆變器100輸出可變頻的馬鞍波，能夠提高對光伏水泵5的驅動能力，同時又能通過電機調速，提高工作效率，提高光伏組件100的能源利用率。
[0074]本發明所述的變頻光伏水泵逆變器100采用變頻調制波形輸出，極大的提高能源利用率，增加了對光伏水泵5的驅動能力，同時又沒有增加系統成本，儲能模塊2的電池組還能起到抑制光伏水泵5電機泵升電壓的作用；同時，在光伏系統的供電無法滿足需要時，可以終端切換三相交流電為系統供電，保證光伏水泵正常運行。
[0075]如圖4所示的現有的光伏逆變器7，輸入端直接與光伏組件I相連，輸出端與光伏水泵5相連，由于光伏逆變器7輸出50Hz/60Hz的正弦波，無法直接驅動感性負載，導致驅動光伏水泵5的能力較差，并且由于無法進行電機調速，效率較低，能源利用率不高。
[0076]如圖5所示，在光伏逆變器7與光伏水泵5之間增加變頻器8，可以解決圖4的光伏水泵驅動能力低，電機無法調速導致的效率較低的問題；圖5所示的光伏水泵系統增加了兩級AC/DC及DC/AC變換，效率仍然比變頻光伏水泵逆變器100低，并且由于增加了變頻器8，成本比變頻光伏水泵逆變器100要高出許多。
[0077]以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種變頻光伏水泵逆變器，其特征在于，包括整流器、三相逆變電路和直流母排； 所述整流器和三相逆變電路依次并聯與直流母排之間； 所述整流器輸入端接入三相交流電，用于將三相交流電轉換為直流電； 所述三相逆變電路的輸出端與外接的光伏水泵相連接。
2.根據權利要求1所述的一種變頻光伏水泵逆變器，其特征在于，還包括升壓電路，所述升壓電路輸入端與外部組件相連接或空置，輸出端與直流母排相連接；所述升壓電路用于自動匹配外部組件與直流母排的電壓等級。
3.一種變頻光伏水泵系統，其特征在于，包括如權利要求1或2所述的變頻光伏水泵逆變器和光伏水泵； 所述變頻光伏水泵逆變器輸入端接入三相交流電，輸出端與光伏水泵相連接； 所述變頻光伏水泵逆變器輸出可變頻的馬鞍波驅動光伏水泵工作。
4.根據權利要求3所述的一種變頻光伏水泵系統，其特征在于，所述變頻光伏水泵系統還包括光伏組件； 所述光伏組件的輸出端與升壓模塊相連接，向升壓模塊輸送直流電； 所述升壓模塊將光伏組件傳輸的直流電的電壓自動匹配為直流母排的電壓后傳輸到變頻光伏水泵逆變器的直流母排。
5.根據權利要求3所述的一種變頻光伏水泵系統，其特征在于，所述變頻光伏水泵系統還包括光伏組件和儲能模塊； 所述光伏組件的輸出端分別與儲能模塊和升壓模塊相連接；所述光伏組件為儲能模塊充電； 所述儲能模塊向升壓模塊傳輸直流電； 所述升壓模塊將儲能模塊傳輸的直流電的電壓自動匹配為直流母排的電壓后傳輸到變頻光伏水泵逆變器的直流母排。
6.根據權利要求4或5所述的一種變頻光伏水泵系統，其特征在于，所述變頻光伏水泵逆變器能夠自動追蹤光伏組件的最大輸出功率點。
7.根據權利要求6所述的一種變頻光伏水泵系統，其特征在于，所述升壓電路用于自動匹配光伏組件或儲能模塊與直流母排的電壓等級。
8.根據權利要求5所述的一種變頻光伏水泵系統，其特征在于，所述儲能模塊為變頻光伏水泵逆變器供電時，光伏組件優先為儲能電池組充電。
9.根據權利要求8所述的一種變頻光伏水泵系統，其特征在于，所述儲能模塊采用儲能電池組，所述儲能電池組能夠抑制光伏水泵電機泵升電壓。
【文檔編號】H02J7/35GK104201759SQ201410369711
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】宋慶國, 譚瑋, 王向國, 李虹, 胡力, 袁昌才 申請人:中興能源有限公司