一种光伏海水淡化系统及控制方法和光伏海水淡化逆变器技术方案

本发明专利技术涉及一种光伏海水淡化系统，包括光伏发电模块和海水淡化模块；其中，光伏发电模块包括光伏阵列和光伏海水淡化逆变器；光伏阵列用于将光能转变为直流电输出；光伏海水淡化逆变器连接在所述光伏阵列和海水淡化模块之间，用于将所述直流电逆变为交流电输出给所述海水淡化模块进行供电。本发明专利技术还相应提供了该光伏海水淡化系统的控制方法及光伏海水淡化逆变器。本发明专利技术借助光伏海水淡化逆变器，直接将光伏阵列输出的直流电逆变给海水淡化模块中需要供电的装置，使系统成功省去了蓄电池，既提高了系统装置的可靠性，又大幅降低系统的建设成本和维护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏海水淡化系统及控制方法和光伏海水淡化逆变器
本专利技术涉及光伏发电领域，更具体地说，涉及一种光伏海水淡化系统及其控制方法和光伏海水淡化逆变器。
技术介绍
淡水是人类社会赖以生存和发展的基本物质之一，但是随着工业生产的持续快速发展，工业用水量越来越大，水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。为了增大淡水的供应，除了常规的措施，比如就近引水或跨流域引水外，一条有利的途径就是就近进行海水或咸水淡化。从经济性方面考虑，相对与长距离供水的传统方法，采用海水淡化技术解决淡水供应的方法特别适用于海岛、沿海地区以及用水量分散的偏远地区。太阳能是用之不尽、取之不竭的可再生能源，清洁无毒且无环境污染，而缺水干旱的地区，往往都是太阳能资源丰富的地区；在太阳能辐射强烈的季节，也正好是需求淡水最多的季节。因此，将太阳能的具体特点与常规的现代海水淡化技术紧密结合，实现优势互补，极大地提高太阳能海水淡化系统的经济性，具有广泛的应用前景，也能进一步推动我国的太阳能海水淡化技术向前发展。我国对太阳能海水淡化技术的研究始于上世纪80年代，但主要集中在热利用领域，常见的太阳能海水淡化系统以蒸馏法为主，已较为成熟，也公开了不少国家专利技术专利申请。但还是存在如一般采用自然对流，热效率不高；水蒸气未被充分利用，造成能量损失等一些问题。而利用光伏阵列将太阳能转化为电能的海水淡化应用技术还很少，也并没有商品化。申请号为2007200 69563.1的中国技术专利以及申请号为200810071554.5的专利技术专利均公开了一类利用光伏发电技术和反渗透海水淡化技术结合的光伏海水淡化系统，该专利所描述的技术也是现有技术的代表，但都存在两个问题使该技术不能够推广以及商业化。第一个问题是该系统存在储能装置——蓄电池。目前在电气行业中应用的蓄电池多采用铅酸蓄电池，使用寿命多在I到3年之间。在海水淡化系统中过多地引入蓄电池，既大大增加了系统的投入成本和维护成本，又由于受海岛、沿海地区的高盐雾特性影响，会大大降低蓄电池的寿命和系统的可靠性。另一个问题是现有技术是通过充电控制器将光伏阵列输出的能量储存到蓄电池中，再通过逆变器将蓄电池的直流电转化为交流电驱动系统内的水泵。一方面，逆变器采为50Hz工频逆变器，在驱动提升泵、高压泵时，会存存启动电流远远大于水泵额定电流的情况(5 - 7倍)，会降低电缆、水泵绕组、蓄电池、逆变器的使用寿命；另一方面，由于经过充电、放电、升压以及逆变等多重能量转换，系统的效率会大大降低，影响系统的经济性。同时，这两个专利技术都没有充分公开控制器、逆变器的工作原理以及光伏海水淡化系统内提升泵、高压泵的控制方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有光伏海水淡化系统需要采用蓄电池影响使用寿命和系统效率的缺陷，提供一种不采用蓄电池的光伏海水淡化系统、光伏海水淡化逆变器及相关控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种光伏海水淡化系统，包括光伏发电模块和海水淡化模块；所述光伏发电模块包括光伏阵列和光伏海水淡化逆变器；所述光伏阵列用于将光能转变为直流电输出；所述光伏海水淡化逆变器连接在所述光伏阵列和海水淡化模块之间，用于将所述直流电逆变为交流电输出给所述海水淡化模块进行供电。在根据权利要求本专利技术所述的光伏海水淡化系统中，所述海水淡化模块至少包括依次连接的提升泵、预处理组件、高压泵和反渗透组件；所述提升泵用于将海水从水源处提取至所述预处理组件进行预处理；所述高压泵用于将预处理后的海水加压后输送至所述反渗透组件进行反渗透脱盐处理；所述光伏海水淡化逆变器进一步包括第一子逆变器和第二子逆变器；所述第一子逆变器连接在所述光伏阵列和提升泵之间，用于将所述光伏阵列的直流电逆变为交流电输出给所述提升泵进行供电；所述第二子逆变器连接在所述光伏阵列和高压泵之间，用于将所述光伏阵列的直流电逆变为交流电输出给所述高压泵进行供电。在根据权利要求本专利技术所述的光伏海水淡化系统中，所述第一子逆变器与所述第二子逆变器通讯连接；所述第一子逆变器在输入的直流电电压达到预设的提升泵开机电压后开始逆变；所述第一子逆变器还在输入的直流电电压低于预设的提升泵关机电压时先发送停止逆变信号给所述第二子逆变器停止逆变关闭高压泵，所述第一子逆变器再停止逆变关闭提升泵；所述第二子逆变器在输入的直流电电压达到预设的高压泵开机电压后开始逆变；所述第二子逆变器还在输入的直流电电压低于预设的高压泵关机电压时先停止逆变关闭高压泵，再发送停止逆变信号给所述第一子逆变器以停止逆变关闭提升泵。在根据权利要求本专利技术所述的光伏海水淡化系统中，第一子逆变器和第二子逆变器的输入端均连接至 所述光伏阵列；所述第一子逆变器采集所述光伏阵列输出的直流电电压和电流调节所述第一子逆变器的输出频率维持在额定频率；所述第二子逆变器采集所述光伏阵列输出的直流电电压和电流根据MPPT算法调节所述第二子逆变器的输出频率；且所述第二子逆变器在进行MPPT控制过程中在输出频率低至第二子逆变器的最低频率时，维持该最低频率输出。在根据权利要求本专利技术所述的光伏海水淡化系统中，所述光伏阵列进一步包括第一子光伏阵列和第二子光伏阵列；所述第一子光伏阵列的输出端连接至所述第一子逆变器为所述提升泵供电，所述第二子光伏阵列的输出端连接至所述第二子逆变器为所述高压泵供电；所述第一子逆变器采集输入的所述第一子光伏阵列的直流电电压和电流根据MPPT算法调节所述第一子逆变器的输出频率；且所述第一子逆变器在进行MPPT控制过程中在输出频率低至第一子逆变器的最低频率时，维持该最低频率输出；所述第二子逆变器采集输入的所述第二子光伏阵列的直流电电压和电流根据MPPT算法调节所述第二子逆变器的输出频率；且所述第二子逆变器在进行MPPT控制过程中在输出频率低至第二子逆变器的最低频率时，维持该最低频率输出。在根据权利要求本专利技术所述的光伏海水淡化系统中所述第一子逆变器和第二子逆变器集成设置实现内部通讯。本专利技术还相应提供了一种光伏海水淡化逆变器，所述光伏海水淡化逆变器连接在光伏阵列和海水淡化模块之间，用于将所述光伏阵列输出的直流电逆变为交流电输出给所述海水淡化模块进行供电；所述光伏海水淡化逆变器进一步包括第一子逆变器和第二子逆变器；所述第一子逆变器连接在所述光伏阵列和海水淡化模块的提升泵之间，用于将所述光伏阵列的直流电逆变为交流电输出给所述提升泵进行供电；所述第二子逆变器连接在所述光伏阵列和海水淡化模块的高压泵之间，用于将所述光伏阵列的直流电逆变为交流电输出给所述高压泵进行供电。在根据权利要求本专利技术所述的光伏海水淡化逆变器中，所述第一子逆变器与所述第二子逆变器通讯连接；所述第一子逆变器在输入的直流电电压达到预设的提升泵开机电压后开始逆变；所述第一子逆变器还在输入的直流电电压低于预设的提升泵关机电压时先发送停止逆变信号给所述第二子逆变器以控制所述第二子逆变器停止逆变关闭高压泵，所述第一子逆变器再停止逆变关闭提升泵；所述第二子逆变器在输入的直流电电压达到预设的高压泵开机电压后开始逆变；所述第二子逆变器还在输入的直流电电压低于预设的高压泵关机电压时先停止逆变关闭高压泵，再发送停止逆变信号给所述第一子逆变器以控制所述第一子逆变器停止逆变关闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏海水淡化系统，包括光伏发电模块和海水淡化模块（300）；其特征在于，所述光伏发电模块包括光伏阵列（100）和光伏海水淡化逆变器（200）；所述光伏阵列（100）用于将光能转变为直流电输出；所述光伏海水淡化逆变器（200）连接在所述光伏阵列（100）和海水淡化模块（300）之间，用于将所述直流电逆变为交流电输出给所述海水淡化模块（300）进行供电。

【技术特征摘要】
1.一种光伏海水淡化系统，包括光伏发电模块和海水淡化模块(300);其特征在于,所述光伏发电模块包括光伏阵列(100)和光伏海水淡化逆变器(200)； 所述光伏阵列(100)用于将光能转变为直流电输出； 所述光伏海水淡化逆变器(200)连接在所述光伏阵列(100)和海水淡化模块(300)之间，用于将所述直流电逆变为交流电输出给所述海水淡化模块(300 )进行供电。2.根据权利要求1所述的光伏海水淡化系统，其特征在于，所述海水淡化模块(300)至少包括依次连接的提升泵(310)、预处理组件(320)、高压泵(330)和反渗透组件(340)；所述提升泵(310)用于将海水从水源处提取至所述预处理组件(320)进行预处理；所述高压泵(330)用于将预处理后的海水加压后输送至所述反渗透组件(340)进行反渗透脱盐处理；所述光伏海水淡化逆变器(200)进一步包括第一子逆变器(210)和第二子逆变器(220)； 所述第一子逆变器(210)连接在所述光伏阵列(100)和提升泵(310)之间，用于将所述光伏阵列(100)的直流电逆变为交流电输出给所述提升泵(310)进行供电； 所述第二子逆变器(220 )连接在所述光伏阵列(100 )和高压泵(330 )之间，用于将所述光伏阵列(100)的直流电逆变为交流电输出给所述高压泵(330)进行供电。3.根据权利要求2所述的光伏海水淡化系统，其特征在于，所述第一子逆变器(210)与所述第二子逆变器(220)通讯连接； 所述第一子逆变器(210)在输入的直流电电压(Vpvi)达到预设的提升泵开机电压(Vis)后开始逆变；所述第一子逆变器(210)还在输入的直流电电压(Vpvi)低于预设的提升泵关机电压(Vistot)时先发送停止逆变信号给所述第二子逆变器(220)停止逆变关闭高压泵(330),所述第 一子逆变器(210)再停止逆变关闭提升泵(310); 所述第二子逆变器(220)在输入的直流电电压(Vpv2)达到预设的高压泵开机电压(V2s)后开始逆变；所述第二子逆变器(220)还在输入的直流电电压(Vpv2)低于预设的高压泵关机电压(V2sot)时先停止逆变关闭高压泵(330)，再发送停止逆变信号给所述第一子逆变器(210)以停止逆变关闭提升泵(310)。4.根据权利要求2或3所述的光伏海水淡化系统，其特征在于，第一子逆变器(210)和第二子逆变器(220)的输入端均连接至所述光伏阵列(100)； 所述第一子逆变器(210)采集所述光伏阵列(100)输出的直流电电压(Vpv)和电流(Ipv)调节所述第一子逆变器(210)的输出频率(f\)维持在额定频率(f1K)； 所述第二子逆变器(220)采集所述光伏阵列(100)输出的直流电电压(Vpv)和电流(Ipv)根据MPPT算法调节所述第二子逆变器(220)的输出频率(f2);且所述第二子逆变器(220)在进行MPPT控制过程中在输出频率(f2)低至第二子逆变器(220)的最低频率(f2min)时，维持该最低频率(f2min)输出。5.根据权利要求2或3所述的光伏海水淡化系统，其特征在于，所述光伏阵列(100)进一步包括第一子光伏阵列(110)和第二子光伏阵列(120);所述第一子光伏阵列(110)的输出端连接至所述第一子逆变器(210)为所述提升泵(310)供电，所述第二子光伏阵列(120)的输出端连接至所述第二子逆变器(220)为所述高压泵(330)供电； 所述第一子逆变器(210)采集输入的所述第一子光伏阵列(110)的直流电电压(Vpvi)和电流(Ipvi)根据MPPT算法调节所述第一子逆变器(210)的输出频率(f\);且所述第一子逆变器(210)在进行MPPT控制过程中在输出频率(f\)低至第一子逆变器(210)的最低频率(fimin)时，维持该最低频率(fimin)输出； 所述第二子逆变器(220)采集输入的所述第二子光伏阵列(120)的直流电电压(Vpv2)和电流(Ipv2)根据MPPT算法调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：何少强，施洪峰，
申请(专利权)人：深圳市天源新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：