光伏水泵系统变频驱动与控制研究

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1、摘要光伏水泵系统经过几十年的发展，已经成为太阳能应用领域的一个重要方面，并且由于其具有巨大的社会效益和经济效益，近年来已受到越束越多的关注。本文提出并设计了两种异步电机驱动的光伏水泵变频控制系统，一种为光伏水泵专用变频逆变器控制之光伏水泵系统，另一种为通用变频器控制之光伏水泵系统。主要研究内容如下：1．系统的分析了光伏水泵系统的组成、结构与特性。2．研究了光伏阵列的最大功率点跟踪，并采用自寻优技术实现太阳能光伏阵列真正的最大功率点跟踪(TMPPT)。3，采用三次谐波注入(TRIPwM)方式和直流电压补偿优化SPwM控制策略，提高系统的直流电压

2、利用率。4．结合离心水泵之负载特性，对变频逆变器的输出V—f关系进行了优化设计并给出其近似实现。5．采用先进的DSP(TMS320F2407A)芯片作为控制核心，实现了光伏水泵专用变频逆变器的设计，该变频逆变器具有多种智能保护措施，如打干保护、低速保护、过载保护等。6．以提高系统的通用性为目的，设计了一种通用变频器控制的光伏水泵系统。该控制系统将MPPT控制功能独立出来，实现对太阳能光伏阵列的最大功率点跟踪；利用通用变频器实现对机泵负载的优化控制。关键词：光伏水泵系统最大功率点跟踪离心水泵异步电动机变频器ABSTRACTAfterdecade

3、sofdeVelopmentthephotovoltaicpump(PVpump)systemhasbecomeanimponantpartofsolarene唱yapplications．Furthermore，withitstremendoussocjalandeconomicaladVantages，thephotoVoltaicpumpsystemhasnowbeenattachedmoreandmoreimportance．Inthispaper，theauthordevelopstwocontr01systemsofphotoV0

4、1taicpumpsystemdriVenbyasynchronousmotor，oneiscontrolledbythespecialdesignedinverter，theotheriscontrolledbythestandardinverter．Themaincontentsofthisdissertationareasfbllow：1．Analyzingtheform，conngurationandtraitsofthePVpumpsystemsystematically．2．Somestudiesonthemaximumpower

5、pointtackiⅡgofthePVarray，andthetruemaximumpowerpointtracking(TMPPT)isrealizedbyself-optimizingcontr01．3．InordertoimproVingtheutjlizationoftheDCvoltagethecontrolsystemoptimizestheSPWMstrategybyadoptingtheTRlPWMmethodandDCVoltagecompensation．4-Combinedwiththecharacteristicsof

6、thecen”ifugalpump，thecontr01systemoptimizestheoutputV—frelationofthespeciaIdesignedinverterandproVidesitsapproximaterealization，5．AspecialdesignedinverterisreaIizedbyadoptinganadvancedDSP(TMS320F2407A)asitscontr01core，andtheinverterhasmanvprotectionmeasuressuchaswaterdraine

7、d，lowspeedandover10adprotection，6．InordertoimproVetheapplicationofthephotovoltaicpumpsystem，theauthordesignsanewcontrolsystemofPVpumpsystemusingstandardinVertef．InthiscontrolsystemtheMPPTcontrolIerisindel)endenttorealizetheMPPTcontrolofthePVarrav，andastandardinverter．instea

8、dofthespecialdesignedinverter，isusedtocontroIthepumploadoptjmistically．Keywords：Th