專利名稱：一種光伏揚水控制柜及光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光伏發(fā)電，尤其涉及一種光伏揚水控制柜及光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)主要由光伏陣列、揚水逆變器和三相交流水泵組成，廣泛運用于農(nóng)業(yè)灌溉、林業(yè)澆灌、草原畜牧、沙漠治理、海水淡化、城市水景等領(lǐng)域。光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)中基于蓄電不如蓄水的理念，采用搭建蓄水池而省卻掉蓄電池，以蓄水替代蓄電的方法，減少系統(tǒng)投資成本又提高了光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)設(shè)備的可靠性，同時也避免了蓄電池更換對環(huán)境的污染，做到真正的經(jīng)濟、環(huán)保。但是，在實際的農(nóng)業(yè)水利灌溉、沙漠治理、城市水景等應(yīng)用中，若遇到連日陰天，或 需要晚間供水的場合，現(xiàn)有的方案并不能解決；在城市景觀噴泉應(yīng)用時，若遇到陰天或雨天時，現(xiàn)在的方案也不能達到愉悅市民的效果。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述在陰雨天的情況下不能實現(xiàn)供水的缺陷，提供一種在陰雨天也能實現(xiàn)供水的光伏揚水控制柜。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種光伏揚水控制柜，連接在水泵和多路光伏陣列之間，所述光伏揚水控制柜包括用于驅(qū)動水泵的揚水逆變器；用于將多路光伏陣列進行并聯(lián)匯流的光伏供電模塊；用于將三相交流市電轉(zhuǎn)換成直流電的市電供電模塊；及連接于光伏供電模塊、市電供電模塊和揚水逆變器，且用于根據(jù)用戶的輸入選擇光伏供電模塊或市電供電模塊為揚水逆變器供電的切換開關(guān)模塊。在本實用新型所述的光伏揚水控制柜中，所述光伏供電模塊包括多個光伏專用熔斷器、多個防反二極管及光伏專用防雷器，其中，多路光伏陣列輸入的正極依次經(jīng)過相應(yīng)的光伏專用熔斷器、相應(yīng)的防反二極管后一并接光伏供電模塊的正輸出端，多路光伏陣列輸入的負極經(jīng)相應(yīng)的光伏專用熔斷器后一并接光伏供電模塊的負輸出端，所述光伏專用防雷器連接在所述光伏供電模塊的正輸出端和負輸出端之間。在本實用新型所述的光伏揚水控制柜中，所述市電供電模塊包括用于將三相交流市電轉(zhuǎn)換成揚水逆變器適用的直流電的整流電路；及用于抑制三相交流市電上電時的沖擊電流的預(yù)充電電路。在本實用新型所述的光伏揚水控制柜中，所述揚水逆變器包括連接在揚水逆變器正、負母線之間的電解電容，所述預(yù)充電電路包括連接在整流電路正輸出端和正母線之間的電阻；與電阻并聯(lián)的開關(guān)；及用于檢測電解電容的電壓，且在電解電容的電壓低于設(shè)定電壓時控制開關(guān)斷開；在電解電容的電壓大于或等于設(shè)定電壓時控制開關(guān)閉合的第一控制單元。在本實用新型所述的光伏揚水控制柜中，所述切換開關(guān)模塊包括連接在光伏供電模塊和揚水逆變器之間的光伏專用直流開關(guān)；連接在三相交流市電和整流電路之間的三相交流開關(guān)；及用于根據(jù)用戶的輸入控制光伏專用直流開關(guān)和三相交流開關(guān)的通斷的第二控制單元。在本實用新型所述的光伏揚水控制柜中，所述切換開關(guān)模塊還包括用于防止所述光伏供電模塊和所述市電供電模塊同時供電的互鎖模塊。在本實用新型所述的光伏揚水控制柜中，所述互鎖模塊包括接觸器及與所述光 伏專用直流開關(guān)相對應(yīng)的常閉開關(guān)，其中，所述接觸器的開關(guān)連接在所述三相交流開關(guān)和整流電路之間，所述接觸器的線圈與所述常閉開關(guān)串聯(lián)在所述三相交流開關(guān)的兩輸出端之間。本實用新型還構(gòu)造一種光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)，包括水泵、多路光伏陣列及以上所述的光伏揚水控制柜，其中，所述光伏揚水控制柜連接在所述水泵和多路光伏陣列之間。實施本實用新型的技術(shù)方案，由于采用了光伏供電和市電供電的兩種供電方式，且可根據(jù)用戶的需求選擇其中的一種供電方式，因此，即使陰雨天也不會影響光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)的運行，因此大大提高光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)的供水可靠性，滿足不同客戶不同場合的用水需求。

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖I是本實用新型光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)實施例一的邏輯結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實用新型光伏揚水控制柜實施例一的邏輯結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實用新型光伏揚水控制柜中光伏供電模塊優(yōu)選實施例的電路圖；圖4是本實用新型光伏揚水控制柜中市電供電模塊優(yōu)選實施例的電路圖；圖5是本實用新型切換開關(guān)模塊優(yōu)選實施例的電路圖。
具體實施方式
如圖I所示，在本實用新型光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)實施例一的邏輯結(jié)構(gòu)圖中，該光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)包括光伏揚水控制柜10、多路光伏陣列20、20'、…、20"及水泵30，其中，光伏揚水控制柜10連接在水泵30和多路光伏陣列20、20'、…、20"之間。光伏揚水控制柜10的邏輯結(jié)構(gòu)將在下面的實施例中詳細描述。圖2是本實用新型光伏揚水控制柜實施例一的邏輯結(jié)構(gòu)圖，該光伏揚水控制柜揚水逆變器101、光伏供電模塊102、市電供電模塊103和切換開關(guān)模塊104。其中，揚水逆變器101用于驅(qū)動水泵；光伏供電模塊102用于將多路光伏陣列進行并聯(lián)匯流；市電供電模塊103用于將三相交流市電轉(zhuǎn)換成直流電；切換開關(guān)模塊104連接于光伏供電模塊102、市電供電模塊103和揚水逆變器101，且用于根據(jù)用戶的輸入選擇光伏供電模塊102或市電供電模塊103為揚水逆變器101供電。圖3是本實用新型光伏揚水控制柜中光伏供電模塊優(yōu)選實施例的電路圖，該光伏供電模塊包括多個光伏專用熔斷器FI、Fl'、、F2、F2'、...、F2"、多個防反二極管D1、D1'、…、Dl"及光伏專用防雷器FZ。其中，多路光伏陣列輸入的正極PV+依次經(jīng)過相應(yīng)的光伏專用熔斷器F1、F1'、、相應(yīng)的防反二極管Dl、Dl'、后匯集在一起，且該端為光伏供電模塊的正輸出端，多路光伏陣列輸入的負極PV-經(jīng)相應(yīng)的光伏專用熔斷器F2、F2'、…、F2"后匯集在一起，且該端為光伏供電模塊的負輸出端，光伏專用防雷器FZ連接在光伏供電模塊的正輸出端和負輸出端之間。在該實施例中，每一路光伏陣列輸入的正極和負極都配有光伏專用熔斷器，可以在光伏陣列故障時有效保護后級揚水逆變器及三相交流水泵設(shè)備。而且，每一路光 伏陣列輸入的正極都配有防反二極管，可以防止在部分光伏陣列支路故障或受到遮擋時，各支路之間的電流倒送從而造成對光伏組件的損害。另外，在匯流后的直流輸入端配有光伏專用防雷器，對光伏陣列正負極都起防雷保護，大大提高光伏揚水系統(tǒng)安裝在郊區(qū)、野外、沙漠等地區(qū)的適用性。圖4是本實用新型光伏揚水控制柜中市電供電模塊優(yōu)選實施例的電路圖，該市電供電模塊包括整流電路Ul和預(yù)充電電路。其中，整流電路Ul用于將三相交流市電轉(zhuǎn)換成揚水逆變器適用的直流電；預(yù)充電電路用于抑制三相交流市電上電時的沖擊電流，且該預(yù)充電電路具體包括電阻R、開關(guān)Kl和第一控制單元(未示出)。另外，電解電容C連接在揚水逆變器正、負母線之間。而且，電阻R連接在整流電路Ul正輸出端和正母線之間，開關(guān)Kl與電阻R并聯(lián)，第一控制單元用于檢測電解電容C的電壓，且在電解電容C的電壓低于設(shè)定電壓時控制開關(guān)Kl斷開；在電解電容C的電壓大于或等于設(shè)定電壓時控制開關(guān)Kl閉合。該預(yù)充電電路可抑制交流上電時的沖擊電流，防止上電涌流對整流電路U1、電解電容Cl的損害。實現(xiàn)原理為剛上電時，電解電容C上的電壓較小，斷開開關(guān)K1，市電通過電阻R對電解電容C充電，從而限制上電涌流；當(dāng)電解電容C上的電壓充到設(shè)定電壓值(例如，額定工作電壓75%)以后，閉合開關(guān)Kl，旁路掉充電電阻R，市電正常給母線供電。圖5是本實用新型切換開關(guān)模塊優(yōu)選實施例的電路圖，該切換開關(guān)模塊包括光伏專用直流開關(guān)QF2、三相交流開關(guān)QF1、第二控制單元(未示出)和互鎖模塊，而且，互鎖模塊包括接觸器KM1、與光伏專用直流開關(guān)QF2相對應(yīng)的常閉開關(guān)QF2'。在該實施例中，光伏專用直流開關(guān)QF2連接在光伏供電模塊和揚水逆變器之間，三相交流開關(guān)QFl和接觸器KMl的開關(guān)串聯(lián)在三相交流市電和整流電路之間，接觸器KMl的線圈與常閉開關(guān)QF2'串聯(lián)在三相交流開關(guān)QFl的兩輸出端之間。另外，第二控制單元可根據(jù)用戶的輸入控制光伏專用直流開關(guān)和三相交流開關(guān)的通斷的。實施該實施例的技術(shù)方案，可方便用戶選擇供電電源以及在接線或維護情況下斷開逆變器與兩種供電電源的連接，而且可防止光伏供電模塊和所述市電供電模塊同時供電?；ユi原理為當(dāng)光伏專用直流開關(guān)QF2閉合時，常閉開關(guān)QF2'便會斷開，接觸器KMl的勵磁線圈便會斷電，接觸器KMl的開關(guān)便會斷開，從而使得交流供電線路便會自動斷開，可防止采用市電供電時，經(jīng)光伏陣列造成的對地漏電流或?qū)Φ囟搪?。本實用新型的光伏揚水控制柜可采用柜體結(jié)構(gòu)，將揚水逆變器集成在控制柜內(nèi)，邊上設(shè)置百葉窗，即有利于散熱又可以防雨，提高系統(tǒng)的防護等級。工程應(yīng)用時可將控制柜安裝在光伏陣列底下，大大節(jié)省了系統(tǒng)的布線難度，也節(jié)約了成本。另外，揚水逆變器是核心的控制設(shè)備，將光伏陣列發(fā)出的直流電或經(jīng)市電整流后的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，驅(qū)動水泵。當(dāng)采用光伏供電時，揚水逆變器根據(jù)日照強度的變化實時地調(diào)節(jié)輸出頻率，實現(xiàn)最大功率點跟蹤(MPPT);當(dāng)采用市電供電時，揚水逆變器根據(jù)用戶提前設(shè)定好的頻率，穩(wěn)定輸出頻率，滿足特殊場合的用水需求。以上所述僅為本實用新型的優(yōu) 選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種光伏揚水控制柜，連接在水泵和多路光伏陣列之間，其特征在于，所述光伏揚水控制柜包括 用于驅(qū)動水泵的揚水逆變器； 用于將多路光伏陣列進行并聯(lián)匯流的光伏供電模塊； 用于將三相交流市電轉(zhuǎn)換成直流電的市電供電模塊；及 連接于光伏供電模塊、市電供電模塊和揚水逆變器，且用于根據(jù)用戶的輸入選擇光伏供電模塊或市電供電模塊為揚水逆變器供電的切換開關(guān)模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏揚水控制柜，其特征在于，所述光伏供電模塊包括多個 光伏專用熔斷器、多個防反ニ極管及光伏專用防雷器，其中，多路光伏陣列輸入的正極依次經(jīng)過相應(yīng)的光伏專用熔斷器、相應(yīng)的防反ニ極管后一井接光伏供電模塊的正輸出端，多路光伏陣列輸入的負極經(jīng)相應(yīng)的光伏專用熔斷器后一井接光伏供電模塊的負輸出端，所述光伏專用防雷器連接在所述光伏供電模塊的正輸出端和負輸出端之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏揚水控制柜，其特征在于，所述市電供電模塊包括 用于將三相交流市電轉(zhuǎn)換成揚水逆變器適用的直流電的整流電路；及 用于抑制三相交流市電上電時的沖擊電流的預(yù)充電電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏揚水控制拒，其特征在干，所述揚水逆變器包括連接在揚水逆變器正、負母線之間的電解電容，所述預(yù)充電電路包括 連接在整流電路正輸出端和正母線之間的電阻； 與電阻并聯(lián)的開關(guān)；及 用于檢測電解電容的電壓，且在電解電容的電壓低于設(shè)定電壓時控制開關(guān)斷開；在電解電容的電壓大于或等于設(shè)定電壓時控制開關(guān)閉合的第一控制單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光伏揚水控制柜，其特征在于，所述切換開關(guān)模塊包括 連接在光伏供電模塊和揚水逆變器之間的光伏專用直流開關(guān)； 連接在三相交流市電和整流電路之間的三相交流開關(guān)；及 用于根據(jù)用戶的輸入控制光伏專用直流開關(guān)和三相交流開關(guān)的通斷的第二控制單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏揚水控制柜，其特征在于，所述切換開關(guān)模塊還包括 用于防止所述光伏供電模塊和所述市電供電模塊同時供電的互鎖模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光伏揚水控制柜，其特征在于，所述互鎖模塊包括接觸器及與所述光伏專用直流開關(guān)相對應(yīng)的常閉開關(guān)，其中，所述接觸器的開關(guān)連接在所述三相交流開關(guān)和整流電路之間，所述接觸器的線圈與所述常閉開關(guān)串聯(lián)在所述三相交流開關(guān)的兩輸出端之間。
8.一種光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)，其特征在于，包括水泵、多路光伏陣列及權(quán)利要求1-7任一項所述的光伏揚水控制柜，其中，所述光伏揚水控制柜連接在所述水泵和多路光伏陣列之間。
專利摘要本實用新型公開了一種光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)及光伏揚水控制柜，該光伏揚水控制柜包括用于驅(qū)動水泵的揚水逆變器；用于將多路光伏陣列進行并聯(lián)匯流的光伏供電模塊；用于將三相交流市電轉(zhuǎn)換成直流電的市電供電模塊；及連接于光伏供電模塊、市電供電模塊和揚水逆變器，且用于根據(jù)用戶的輸入選擇光伏供電模塊或市電供電模塊為揚水逆變器供電的切換開關(guān)模塊。實施本實用新型的技術(shù)方案，即使陰雨天也不會影響光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)的運行，因此大大提高光伏發(fā)電揚水系統(tǒng)的供水可靠性，滿足不同客戶不同場合的用水需求。
文檔編號H02J9/06GK202513667SQ20122012578
公開日2012年10月31日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者何少強, 施洪峰 申請人:深圳市天源新能源有限公司