光伏水泵的群控及优化策略研究

发布时间：2020-06-21 09:26

【摘要】：光伏水泵群控系统主要应用于电力资源匮乏的偏远地区,可以很好的解决当地的用水问题,具有良好的节能环保效益,能够有效地提高太阳能的利用率,本文对光伏水泵群控系统及控制策略展开研究,主要的研究内容如下:(1)对光伏水泵群控系统各个部件进行介绍,建立了光伏水泵群控系统的模型,具体分析了光伏阵列的数学模型和特性曲线、驱动电机的等效电路和特性、水泵的基本性能和工作特点,并对驱动电机运行过程中的稳定性进行了研究。(2)对光伏水泵群控系统的控制策略进行优化,研究了水泵功率的分配原则和水泵的调度方案。提出了一种在已运行水泵达到饱和的情况下,开启空闲水泵进行功率搜索的方法。能够在保持已运行水泵频率不变的前提下,准确获取阵列最大功率,找到系统的最优投切点,并对搜索过程中阵列电压的控制方式进行了研究,即使阵列功率出现大幅跌落,系统仍可保持稳定。(3)搭建了光伏水泵群控系统的实验平台,介绍了实验平台的功能以及试验方式,再通过实验验证了水泵分配原则的正确性、多机系统下空闲水泵搜索的可行性和系统在阵列功率跌落时的稳定性。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM615
【图文】：

也取得了十分快速的发展。逡逑光伏水泵是利用太阳能在水土治理、抗旱等领域的一个重要应用。本文针对逡逑光伏水泵的群控系统进行研宄，在理论与实践中都具有重大的价值。图１．１所示为逡逑光伏水泵系统的结构图。这些年来，光伏水泵以其独特的优点广泛被人们接受和逡逑喜爱，近年来随着光伏产业的进一步发展，光伏水泵也被进一步推广使用，己经逡逑有大量光伏水泵系统被用于牧区、草原等无电缺水地区，极大地改善了当地人民逡逑的生活质量［１３＿１５］。在１９９４年到２００５年间，墨西哥安装了超过１７００套中小功率的逡逑光伏水栗系统，９４％的用户对光伏水泵的工作性能感到满意。随着光伏电池成本的逡逑下降，光伏水泵的数量也在迅速增长，特别是在非洲、南美、澳洲以及亚洲各国逡逑的增长幅度相当大。世界银行和联合国共同推荐光伏水泵作为解决边远地区人畜逡逑饮水和农业灌溉问题的首选技术。随着光伏电池价格的持续降低，光伏水泵的市逡逑场也越来越大

图２．３光伏阵列集中型结构逡逑Ｆｉｇ邋２．３邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｆｉｅｌｄ邋ｂｕｓ邋ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ邋ｐｕｍｐ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑图２．４为光伏阵列分散型水泵群控系统，由图２．４可知，这种结构和集中型的逡逑结构主要区别在于光伏阵列的位置，这种结构的光伏阵列随着光伏水泵的位置不逡逑同而分散布置，各分散的光伏阵列仍然处于各光伏水泵附近的位置上，但各光伏逡逑阵列均与直流母线互联形成统一的供电网络以实现系统全功率能量的充分利用和逡逑控制。这种结构能根据不同位置光照强度的不同，更加灵活的利用和分配能量，逡逑系统中各光伏阵列可以依据水栗的地理分布因地制宜的进行布局考虑，且系统中逡逑所有单元的变频器均受中央控制器的控制，在优化控制、提水效率等方面有很大逡逑优势。逡逑中央控制器ｉ逡逑逦！逦邋逦逡逑光伏阵■Ｌ邋一逡逑光伏阵列２逦！逦Ｐｔｈ逦Ｉ驱，２逦！逡逑Ｉ逦—Ｉ逦逦ｉｉ逡逑ｉ逦Ｉ逦！逡逑逦逦Ｉ逦逦逡逑Ｉ逦变频器ｎ逦「逦！逡逑伞伴丨甘别逦！邋１，１逦驱动电机ｎ水泵ｎ邋｜逡逑Ｉ逦ｉ逦逦逦Ｉ逦ｉ逡逑ｉｉ逡逑

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本文编号：2723866