[发明专利]一种单级式光伏水泵控制系统及其控制方法

摘要

一种单级式光伏水泵控制系统及其控制方法，涉及光伏驱动控制领域。解决了传统光伏水泵系统的光伏变频器结构复杂、控制的成本较高的问题。单级式光伏水泵控制系统的逆变变频器为一个能量级，结构上取消了传统光伏水泵变频器中的直流变化环节，利用控制功能实现原直流变换环节中的最大功率跟踪和能量缓冲功能。控制上利用频率扰动方法，进行光伏输入到水泵电机输出能量的条件，从而满足最大功率输出和系统的稳定运行。控制方法在于对系统频率f的控制，重点在频率控制的光伏侧最大功率跟踪方法。频率f的大小与电机转速近似呈正比，而电机转速三次方与负载水泵输出功率P呈正比，从而调整频率，可实现传递功率控制，从而使光伏部分以最大功率输出。

主权项

一种单级式光伏水泵控制系统，包括逆变变频器(2)，其特征在于：所述逆变变频器具有一级电力电子变换，通过所述逆变变频器控制由光伏系统(1)输出的直流电转化以频率f以及对应频率的电压U输出的交流电，实现系统光伏收集能量最大程度的传递给水泵电机(3)；所述逆变变频器(2)包括辅助电源(2‑3)、霍尔传感器直流采样电路(2‑4)、直流缓冲电路(2‑1)、驱动信号发生电路和三相逆变桥电路(2‑2)，所述驱动信号发生电路包括DSP(2‑5)和驱动电路(2‑6)；光伏系统(1)的正负极通过直流缓冲电路(2‑1)连接三相逆变桥电路(2‑2)的直流侧，辅助电源(2‑3)从主电路中取电用于给霍尔传感器直流采样电路(2‑4)、DSP(2‑5)和驱动电路(2‑6)供电；霍尔传感器直流采样电路(2‑4)用于采集光伏系统(1)输出的直流电压信号和直流电流信号，霍尔传感器直流采样电路(2‑4)输出模拟电信号给DSP(2‑5)，经DSP(2‑5)处理后输出三相PWM驱动信号，三相PWM驱动信号经驱动电路(2‑6)转换为控制三相逆变桥电路(2‑2)中对应六个开关管的开关控制信号，通过控制开关管的周期、导通时间完成对三相交流电的频率f的控制，实现用于控制水泵电机运行的交流电的输出。