高揚程太陽能光伏提灌系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能提灌技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高揚程太陽能光伏提灌系統(tǒng)及方法。
技術(shù)背景
[0002]四川省甘孜、阿壩、涼山、攀枝花等丘陵山區(qū)，缺水情況十分嚴(yán)重而且太陽能資源豐富，這些地區(qū)地廣人稀，高山峽谷，地形復(fù)雜、山高水底，農(nóng)業(yè)和電力基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，簡單的將電力替換為太陽能電池板發(fā)電，照搬傳統(tǒng)栗型而搭建起來的太陽能光伏水栗系統(tǒng)，其效率十分低下，建設(shè)成本十分高昂。
[0003]隨著太陽能提灌系統(tǒng)的不斷應(yīng)用，急需突破其在弱光或陰雨天等惡劣天氣下不出水、高揚程應(yīng)用場合下，系統(tǒng)工作效率較低、水錘現(xiàn)象危害較大等技術(shù)瓶頸，從而更好的發(fā)揮其綜合效益，大大減少用戶的建設(shè)及使用成本，實現(xiàn)項目整體利益最大化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，本發(fā)明的目的在于提供高揚程太陽能光伏提灌系統(tǒng)及方法，適合在偏遠(yuǎn)的高山峽谷地區(qū)推廣應(yīng)用，適應(yīng)了市場需求，應(yīng)用前景十分廣闊。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案是:
高揚程太陽能光伏提灌系統(tǒng)，包括太陽能發(fā)電系統(tǒng)、光伏逆變控制系統(tǒng)和提灌系統(tǒng)，所述提灌系統(tǒng)采用高揚程變工況水栗系統(tǒng)，所述高揚程變工況水栗系統(tǒng)包括水源液位檢測器、高揚程變工況水栗機組、出水池、出水池液位檢測器和無線遠(yuǎn)程液位發(fā)送系統(tǒng)。
[0006]所述水源液位檢測器，檢測外部水源的液位信號，并將液位信號傳送至光伏逆變控制系統(tǒng)。
[0007]所述高揚程變工況水栗機組，將外部水源抽至出水池，由所述光伏逆變控制系統(tǒng)將所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電逆變?yōu)榻涣麟娮鳛樗龈邠P程變工況水栗機組的電源，且由所述光伏逆變控制系統(tǒng)控制所述高揚程變工況水栗機組啟停。
[0008]所述出水池液位檢測器，檢測出水池的液位信號。
[0009]所述無線遠(yuǎn)程液位發(fā)送系統(tǒng)，接收出水池的液位信號，并將出水池的液位信號通過無線傳輸發(fā)送給光伏逆變控制系統(tǒng)。
[0010]其中，所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)的直流電輸出端與光伏逆變控制系統(tǒng)的直流電源輸入端相連接，所述光伏逆變控制系統(tǒng)的信號采集端與高揚程變工況水栗系統(tǒng)的采集信號輸出端相連接，所述光伏逆變控制系統(tǒng)的控制信號輸出端與高揚程變工況水栗系統(tǒng)內(nèi)部器件的控制端相連接，光伏逆變控制系統(tǒng)的交流電輸出端連接高揚程變工況水栗系統(tǒng)的交流電源輸入端。
[0011]進(jìn)一步的是，所述水源液位檢測器采用浮球式水位檢測器，所述出水池液位檢測器采用浮球式遠(yuǎn)傳檢測器。通過浮球式水位檢測器檢測外部水源的液位高度，以實現(xiàn)缺水保護(hù)；通過浮球式遠(yuǎn)傳檢測器檢測出水池液位高度，以實現(xiàn)水滿保護(hù)。
[0012]進(jìn)一步的是，所述高揚程變工況水栗機組采用往復(fù)式高壓柱塞栗。
[0013]進(jìn)一步的是，所述往復(fù)式高壓柱塞栗配備4級電機Υ- Λ起動系統(tǒng)。
[0014]進(jìn)一步的是，所述出水管路上設(shè)置有止回閥。以防止水流倒流，消除水錘造成的危害。
[0015]進(jìn)一步的是，所述高揚程變工況水栗機組還包括太陽能電池組件、太陽能充放電控制器和蓄電池組。
[0016]其中，所述太陽能電池組件直流電輸出端連接太陽能充放電控制器的直流輸入端，所述太陽能充放電控制器的直流輸出端連接蓄電池組，所述蓄電池組連接至無線遠(yuǎn)程液位發(fā)送系統(tǒng)的電源端。用于對無線遠(yuǎn)程液位發(fā)送系統(tǒng)提供電源，太陽能充放電控制器用于實現(xiàn)太陽電池組件的過充以及蓄電池組的過放等功能。
[0017]進(jìn)一步的是，所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)包括太陽能電池組件、支架、防雷匯流箱，其中，太陽能電池組件放置于支架之上，太陽能電池組件的輸出端口連接至防雷匯流箱的輸入端，防雷匯流箱的輸出端連接至所述光伏逆變控制系統(tǒng)的直流電源輸入端。防雷匯流箱將各路太陽能電池組件匯流后送入后方系統(tǒng)，為系統(tǒng)提供電源支持。
[0018]進(jìn)一步的是，所述光伏逆變控制系統(tǒng)包括逆變器、PLC控制器和無線遠(yuǎn)程液位接收系統(tǒng)。
[0019]其中，所述逆變器的直流電輸入端連接所述防雷匯流箱的輸出端，所述逆變器的信號端與PLC控制器端口相互連通，所述PLC控制器端口還連接有無線遠(yuǎn)程液位接收系統(tǒng)。PLC控制器用于接收手動指令輸入、進(jìn)水池缺水信號和出水池滿水信號等，根據(jù)控制邏輯控制高揚程變工況水栗機組起停，調(diào)節(jié)系統(tǒng)工況。
[0020]進(jìn)一步的是，所述無線遠(yuǎn)程液位接收系統(tǒng)和無線遠(yuǎn)程液位發(fā)送系統(tǒng)包括調(diào)制解調(diào)器和手機卡。用于無線遠(yuǎn)程接收出水池的液位信號，并將信號輸入PLC控制器，以實現(xiàn)滿水保護(hù)。
[0021]另一方面，本發(fā)明還提供了高揚程太陽能光伏提灌系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，步驟包括:
通過所述水源液位檢測器檢測外部水源的液位信號，并將液位信號傳送至光伏逆變控制系統(tǒng)；
通過所述出水池液位檢測器檢測出水池的液位信號；
再通過所述無線遠(yuǎn)程液位發(fā)送系統(tǒng)接收出水池的液位信號，并將出水池的液位信號發(fā)送至光伏逆變控制系統(tǒng)；
由光伏逆變控制系統(tǒng)對接收液位信號和用戶指令進(jìn)行判斷，從而控制所述高揚程變工況水栗機組的啟停；
通過所述高揚程變工況水栗機組將外部水源抽至出水池；
通過所述光伏逆變控制系統(tǒng)將所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電逆變轉(zhuǎn)換為交流電作為系統(tǒng)的電源。
[0022]本發(fā)明是高揚程太陽能光伏提灌系統(tǒng)，采用本技術(shù)方案的有益效果:
本發(fā)明所提出的高揚程太陽能光伏提灌系統(tǒng)中，采用太陽能發(fā)電系統(tǒng)為提灌系統(tǒng)提供電能，解決了偏遠(yuǎn)地區(qū)供電困難的問題，還保護(hù)了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境；高揚程變工況水栗系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)水源地與提灌站所在地垂直距離較遠(yuǎn)時，依然能夠抽取灌溉用水，適用于高山峽谷地區(qū)；實現(xiàn)對水源的液位信號和出水池的液位信號無線遠(yuǎn)程傳輸，傳輸信號精確，降低成本，方便維修。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的高揚程太陽能光伏提灌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖；
圖2為本發(fā)明的實施例中太陽能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的實施例中光伏逆變控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的實施例中高揚程變工況水栗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明的高揚程太陽能光伏提灌系統(tǒng)的實現(xiàn)方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0025]參見圖1所示，高揚程太陽能光伏提灌系統(tǒng)，包括太陽能發(fā)電系統(tǒng)、高揚程變工況水栗系統(tǒng)和光伏逆變控制系統(tǒng)。
[0026]其中，所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)的直流電輸出端與光伏逆變控制系統(tǒng)的直流電源輸入端相連接，所述光伏逆變控制系統(tǒng)的信號采集端與高揚程變工況水栗系統(tǒng)的采集信號輸出端相連接，所述光伏逆變控制系統(tǒng)的控制信號輸出端與高揚程變工況水栗系統(tǒng)內(nèi)部器件的控制端相連接，光伏逆變控制系統(tǒng)的交流電輸出端連接高揚程變工況水栗系統(tǒng)的交流電源輸入端。
[0027]如圖2所示，所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)包括太陽能電池組件、支架、防雷匯流箱，其中，太陽能電池組件放置于支架之上，太陽能電池組件的輸出端口連接至防雷匯流箱的輸入端，防雷匯流箱的輸出端連接至所述光伏逆變控制系統(tǒng)的直流電源輸入端。
[0028]太陽電池組件根據(jù)需要進(jìn)行串并聯(lián)達(dá)到滿足系統(tǒng)正常運行的電流和電壓參數(shù)，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，太陽電池組件可采用多晶硅、單晶硅、非晶硅薄膜組件、線聚焦組件等。
[0029]支架主要用于支撐、固定太陽電池組件，可采用整體鋼支架、高立柱支架或獨立單支架等。
[0030]防雷匯流箱將各路太陽能電池組件匯流后送入后方系統(tǒng)，為系統(tǒng)提供電源支持；采用304不銹鋼制作，戶外安裝，滿足防雨、防潮要求。
[0031]如圖3所示，所述光伏逆變控制系統(tǒng)包括逆變器、PLC控制器和無線遠(yuǎn)程液位接收系統(tǒng)。
[0032]其中，所述逆變器的直流電輸入端連接所述防雷匯流箱的輸出端，所述逆變器的信號端與PLC控制器端口相互連通，所述PLC控制器端口還連接有無線遠(yuǎn)程液位接收系統(tǒng)。PLC控制器用于接收手動指令輸入、進(jìn)水池缺水信號和出水池滿水信號等，根據(jù)控制邏輯控制高揚程變工況水栗機組起停，調(diào)節(jié)系統(tǒng)工況。
[0033]所述無線遠(yuǎn)程液位接收系統(tǒng)包括調(diào)制解調(diào)器和手機卡，用于無線遠(yuǎn)程接收出水池