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光伏水泵系统研究现状及发展趋势分析第一篇

时间:2017-01-03 10:03来源:互联网作者:中国泵网 点击:
本文对光伏水泵系统拓扑结构、各组成部分的选择原则、最大功率点跟踪技术、电机控制策略和系统整体优化策略等方面进行分析总结。对现有光伏水泵系统提出几点优化设计意见,并

  本文对光伏水泵系统拓扑结构、各组成部分的选择原则、最大功率点跟踪技术、电机控制策略和系统整体优化策略等方面进行分析总结。对现有光伏水泵系统提出几点优化设计意见,并讨论了光伏水泵系统今后的发展方向。

  我国西部偏远地区气候干旱,缺水严重,但是光照资源丰富,蕴藏着丰富的地下水资源。该地区通常使用电网供电或柴油电机驱动水泵供水,但柴油发电机组驱动的水泵系统不仅运行和维护成本高,而且消耗化石能源,破坏生态环境。光伏水泵系统有着无污染、全自动、高可靠性和无人值守等优点,是一种非常适用于偏远地区的独立供水系统。

  在光伏水泵系统应用过程中出现了许多问题,主要有:光伏电池价格昂贵,转换效率低,需要大量光伏电池,导致光伏水泵系统相对传统驱动水泵供水系统造价高昂;市场上水泵和电机型号繁多,性能差距较大,且都是非专用的光伏水泵和电机,效率较低;光照强度的变化对光伏水泵系统的性能影响巨大,对控制系统稳定、高效运行的要求更高;不恰当的融资方案,无光伏水泵系统相关的行业标准,也是制约光伏水泵系统推广的重要原因。

  本文对光伏水泵系统进行综述,包括系统结构的分类、系统组成部分介绍及选用原则、最大功率点跟踪技术研究、电机控制策略研究和系统整体优化策略研究。最后根据现有研究的不足,给出了相应的优化设计方向。

  1.光伏水泵系统结构

  光伏水泵系统是将太阳能转化为电能去驱动水泵进行抽水的系统,主要由光伏阵列、控制器、电机和水泵等组成。

  光伏水泵系统的结构形式多样,其主要结构如1所示从级联结构上进行分类:单级式光伏水泵系统,如图1(a)图1(b)所示;两级式光伏水泵系统,如图1(c)~图1(f)所示在光伏阵列的输出功率和电压等级与光伏水泵匹配时,单级式光伏水泵系统相对于两级式光伏水泵系统成本低、效率高,更具优势。在小功率交流光伏水泵系统的实际应用中,因光伏水泵的额定电压较高,需要光伏阵列组件数量多且配置缺乏灵活度,同时安装与接线也更加复杂。两级式光伏水泵系统的升压环节可解决光伏阵列输出电压与光伏水泵的额定电压匹配问题,同时可减少光伏组件数量,在小功率场合下更具优势。

(责任编辑:中国泵网)
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