太阳能光伏水泵系统组成及工作原理
太阳能水泵介绍
香港永坚控股集团有限公司是集研发、生产制造为一体并按现代企业制度运作的跨国公司。
在广东江门设置全资子公司：永坚新能源科技（江门）有限公司，并投资5000万美元兴建光伏生产基地。
与多家高校和科学研究机构搭建合作平台，致力于太阳能光伏产品的研究与开发。
在太阳能路灯、太阳能水泵及太阳能水泵供水系统等领域中取得多项发明专利。
生产基地二期厂房规划设计图“光伏水泵系统”亦称“太阳能光电水泵系统”，其基本原理是利用太阳电池将太阳能直接转换为电能，然后驱动各类电动机带动水泵从深井、江、河、湖、塘等水源提水。
它具有无噪声全自动(日出而作，日落而停)、高可靠、供水量与蒸发量适配性好(“天大旱，它大干”)等许多优点。
联合国国际开发署(uNDP)、世界银行(WB)、亚太经社会(EscAP)等国际组织部先后充分肯定了它的先进’眭与合理性，目前在这些国际组织的支持下，全世界已有数万台不同规格的光伏水泵在不同地区和国家运行，特别是在亚、非、拉及中东等发展中国家，已为许多贫困地区的人民带来相当可观的经济效益，加速了这些地区的脱贫步伐。
由于光伏水泵系统从技术上说是一个比较典型的“光、机、电一体化”系统，它涉及太阳能的采集、变换及电力电子、电机、水机、计算机控制等多个学科的最新技术，因此已被许多国家列为优先发展的高新技术和进一步发展的方向，中东、非洲有不少国家更是期望依藉太阳能水泵及省水微灌、现代化农业等新技术在地下水资源比较充裕的干旱地区把家园改造为绿洲。
光伏供水系统简介及相关解决方案光伏供水系统配置了三活塞容积泵，是一种高效率的利用太阳能供水系统。
主要由太阳能电池板、控制器及高性能光伏水泵组成。
系统采用能量跟踪控制、自动缺水保护、蓄水满水保护、防冻保护、智能故障保护等先进模式。
实现不同扬程下，流量与能量之间的自动平衡。
该系统解决了传统扬水系统效率及能源利用率较低的缺点，在同等扬水能力下极大地减小了太阳能电池的功率，使产品成本大幅降低，同时降低了用户购买门槛。
光伏水泵设计方案
光伏水泵设计方案1. 引言光伏水泵是一种利用太阳能驱动的水泵系统，通过将光能转化为电能，驱动水泵进行水的抽取、输送和排放。
光伏水泵系统具有可再生能源、无污染和低维护等优点，在农业灌溉、农村生活用水和荒漠绿化等领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍光伏水泵的设计方案，包括系统组成、关键技术和性能要求等内容。
2. 系统组成光伏水泵系统主要由光伏发电系统、电控系统和水泵组成。
2.1 光伏发电系统光伏发电系统是光伏水泵系统的核心部分，用于将太阳能转化为电能。
典型的光伏发电系统由太阳能电池板、光伏逆变器、电池组和电线等组成。
太阳能电池板负责将太阳能辐射转化为直流电能，光伏逆变器则将直流电能转化为交流电能，供给水泵使用。
电池组可以存储多余的电能，以便在夜晚或阴天继续驱动水泵。
2.2 电控系统电控系统主要负责控制光伏发电系统的运行状态和水泵的运转。
典型的电控系统由充电控制器、逆变控制器和水泵控制器组成。
充电控制器用于监测电池组的电荷状态，逆变控制器负责控制光伏逆变器的工作模式，水泵控制器用于控制水泵的启动、停止和运行时间等。
2.3 水泵水泵是光伏水泵系统的核心设备，用于抽取和输送水源。
根据具体的应用需求，可以选择不同类型的水泵，包括离心泵、柱塞泵和潜水泵等。
水泵的性能参数需要根据实际情况进行选定，包括流量、扬程和效率等。
3. 关键技术光伏水泵系统设计中的关键技术主要包括光伏发电系统设计、电控系统设计和水泵选择。
3.1 光伏发电系统设计光伏发电系统设计需要考虑太阳能电池板的类型和数量、光伏逆变器的容量和电池组的容量等。
合理的系统设计可以提高光伏发电系统的效率和可靠性。
3.2 电控系统设计电控系统设计需要考虑充电控制器、逆变控制器和水泵控制器的选择和配置。
合理的电控系统设计可以提高光伏水泵系统的性能稳定性和操作便捷性。
3.3 水泵选择水泵的选择要根据具体的抽水需求和地理条件进行，包括抽水量、扬程和水质要求等。
合适的水泵选择可以提高光伏水泵系统的抽水效率和可靠性。
太阳能光伏提水系统简介
前言我国是世界上最大的能源生产国和消费国，形成了煤炭、电力、石油、天然气、新能源、可再生能源全面发展的能源供给体系。
尽管我国能源发展取得了巨大成绩，但也面临着能源需求压力大、能源供给制约较多、能源生产和消费对生态环境损害严重、能源技术水平总体落后等挑战。
必须从可持续发展的战略的高度，为未来清洁能源找到出路。
概况农村能源相对与城镇及工业能源而言，其能源结构的短板是农村电力系统及设施。
造成这种现象的原因是农村及农业产业用电总量需求小。
而分布的比较散,在电网覆盖范围内缺乏高载能产业的支撑,使得农村电网在运营中，空耗大、投入的建设费、运营中的维护费与电费收入到挂，严重制约了农村电网的建设与发展。
概况自从人类文明产生以来，人们逐水而居，并产生了农耕文化，水资源被视为人类赖以生存的重要资源。
随着人口的急剧增长，环境恶化，水资源匮乏。
干旱缺水正在不同程度的困扰着我们。
节水及合理地利用开发水资源，是迫切需要解决的问题。
例如：我国西北干早地区现有耕地1330万公顷，若包括可开发土地在内，总耕地可达到2200万公顷。
在目前湿润地区农业产量己渐近极限。
如国家将农业开发的重点放在西北干早地区，将对21世纪，6亿人口的粮食供给起重要作用，而且将会带来极为明显的环境效益。
由于缺水，我国西部和西北地区的国土正以每年2500平方公里的速度被沙化，那里的人民往往不得不放弃家园向东迁移。
相关的水资源材料表明，其实我国广大西部地区并非完全没有水资源。
西北内陆河流域年河川径流总量为，1219亿立方米，地下水1006亿立方米。
柴达木盆地地表水为38.807亿立方米，r地下水18.148亿立方米,仅我国新疆地区水资源的蕴藏量就达到1150亿立方米(大部分是地下水)，这相当于两条黄河的径流量，合理并可持续地开采、利用这些水资源就有可能重绿那片国土，非但丝毫无损那里的生态平衡，而且必定会带来巨大的生态和经济效益，必定会逐步良性地改变那里的面貌。
太阳能水泵系统的设计与优化
太阳能水泵系统的设计与优化随着环保意识日益增强，人们开始更加注重可再生能源的利用。
太阳能作为一种新型的可再生能源，正在逐渐走进人们的生活领域。
太阳能水泵系统是太阳能利用的典型应用之一。
本文将深入探讨太阳能水泵系统的设计与优化。
一、太阳能水泵系统的基本原理太阳能水泵系统是一种利用太阳能来提供动力驱动水泵工作的设备。
其基本原理是通过光伏发电板将光能转化为电能，再通过控制器将电能驱动电动机，从而带动水泵工作。
太阳能水泵系统分为直流太阳能水泵和交流太阳能水泵。
二、太阳能水泵系统的设计太阳能水泵系统的设计需要从以下几个方面进行考虑。
1.水源条件水源的地理条件、水源的水质、水源的用途是影响太阳能水泵系统设计的重要因素。
水源条件不同，对太阳能水泵系统的要求也不同。
比如，如果是用于灌溉，所需的水量和装机容量就要根据灌溉地块的大小确定；如果是饮用水源，则要求水源水质应达到国家标准，系统安全稳定，不能出现水污染现象。
2.光伏发电板的选择太阳能水泵系统是利用光伏发电板将太阳能转化为电能，因此选择合适的光伏发电板显得尤为重要。
光伏发电板的主要参数包括：额定输出功率、最大功率点电压、最大功率点电流、开路电压、短路电流、工作温度范围等。
要根据实际情况选择合适的光伏发电板。
3.控制系统要实现太阳能水泵的控制，需要使用控制器或变频器来驱动电动机。
根据泵的功率和电源特点，选择合适的控制系统方案。
通常情况下，太阳能水泵系统的设计都会增加了超压、过流、低电压、短路等保护措施，以保证系统的安全性。
4.泵的选择泵的选择是设计太阳能水泵系统的关键。
泵的类型、规格、性能直接影响系统的输出功率和工作效率，会进一步决定系统的节能性能及损耗。
根据实际需要选用合适的泵来提高系统的效率和稳定性。
三、太阳能水泵系统的优化对于设计好了的太阳能水泵系统，还可以通过以下几个方面进行优化。
1.调整太阳能电池板的安装角度太阳能电池板的安装角度会影响其接收太阳光能的效率，从而影响系统输出功率。
光伏泵水系统
适用领域
适用于生活用水 农业灌溉、林业浇 灌 沙漠治理 草原畜牧 海岛供水 水处理工程 近年来，随着对新 能源利用的不断提 升，在市政工程、 城市广场、公园游 览、旅游胜地、宾 馆饭店以及住宅社 区的景观及喷水系 统中，得到了越来 越多的应用。
系统构成示意简图
多机系统优化示意简图
光伏泵水系统优势
可靠：光伏电源很少用到运动部件，尤其以其可靠性而备受 关注 安全无噪声，无其他公害，不产生任何液体、固体和气体等 有害物质，环保 安装维护简单，无需人工看守，运行成本低等 不耗化石能源和电能，太阳能随处都有，适用范围广，累计 时日，极大节约了成本 兼容性好，光伏能源可与其他能源配合使用，也可根据需要 使光伏系统方便扩容，多机并联扩容等 国际应用范围广，大量订单意向表明，此高技术产品的国际 市场前景令人十分鼓舞，太阳能利用为大势所趋
系统功能和特点
全自动运行，无需人工值守，节约劳力和人工成本 省掉蓄电池等高昂价格和维护困难的储能设备，以蓄水代替 蓄电，直接驱动水泵扬水 光伏泵水逆变器对系统的运行实施控制和调节，实现最大功 率定跟踪（MPPT）,当日照不足时，自动降低运行频率，确 保太阳能电池电力的充分利用 洁净能源来源，节油节电节money 若要昼夜不停抽水或灌溉，有市电地区可配市电辅助功能， 作为后备方式为系统供电。 泵水逆变器主电路采用智能化功率模块，可靠性高，转换效 率高达98%
太阳能光伏自动泵水系统
概览
太阳能光伏自动泵水系统简介 适用领域 系统构成示意简图 多机系统优化示意简图 系统功能和特点 光伏泵水系统优势 系统选型参考列表 案例展示——缅甸总统农场灌溉详情 国内国际应用案例情况
太阳能热泵系统的工作原理和优化方法
太阳能热泵系统的工作原理和优化方法太阳能热泵系统是一种利用太阳能和热泵技术相结合的高效能的供暖和热水系统。
它通过太阳能集热器收集太阳能，并利用热泵技术将太阳能转化为热能，为建筑物提供供暖和热水。
本文将介绍太阳能热泵系统的工作原理以及优化方法。
太阳能热泵系统的工作原理可以简单地分为三个步骤：太阳能收集、热能转化和供暖/热水供应。
首先，太阳能集热器收集太阳能。
太阳能集热器通常由太阳能吸收器、传热管和保温层组成。
太阳能吸收器吸收太阳辐射，将其转化为热能。
传热管将吸收到的热能传输到热泵系统中。
保温层可以减少热量的损失，提高系统的效率。
其次，热泵系统将太阳能转化为热能。
热泵系统由压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器等部件组成。
压缩机将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的制冷剂。
膨胀阀将高压制冷剂膨胀为低压制冷剂。
蒸发器中的低压制冷剂吸收太阳能集热器传输过来的热能，使其蒸发成低温低压的气体。
冷凝器中的高压制冷剂释放热能，使其冷凝成高温高压的液体。
通过这样的循环过程，热泵系统将太阳能转化为热能。
最后，太阳能热泵系统将转化后的热能供应给建筑物。
热能可以通过地板辐射、暖气片或热水供应系统来供暖或供应热水。
这样，太阳能热泵系统可以为建筑物提供舒适的室内温度和热水。
为了优化太阳能热泵系统的性能，可以采取以下几种方法：首先，合理设计太阳能集热器。
太阳能集热器的设计应充分考虑太阳辐射的接收效率和热量的损失。
合理选择太阳能吸收器的材料和结构，以提高吸收效率。
同时，加强保温层的绝缘性能，减少热量的损失。
其次，优化热泵系统的运行参数。
热泵系统的运行参数包括制冷剂的种类、压缩机的工作压力和膨胀阀的开度等。
通过选择合适的制冷剂和优化运行参数，可以提高热泵系统的性能。
另外，可以采用能量储存技术来提高太阳能热泵系统的效率。
能量储存技术可以将太阳能转化的热能储存起来，以便在需要的时候供应给建筑物。
常见的能量储存技术包括地下蓄能和水蓄能等。
最后，定期维护和清洁太阳能热泵系统。
光伏水泵系统设计说明书
摘要光伏水泵系统是光伏技术的主要应用之一。
光伏水泵可广泛应用于众多领域，偏远地区用水、灌溉、蓄电等。
它具有无污染、少维修、不消耗其他能源等优点，得到人们的充分肯定。
本论文主要的研究内容和结论如下：（1）讲述光伏水泵的原理，分析了泵站设计的一般要求和技术要求。
（2）泵站建设的条件分析和性能参数如扬程、流量的设计。
（3）光伏水泵的设计方案，包括日照数据处理、光伏组件的特性分析计算、电流电压的大小确定等。
在设计一个光伏水泵系统时有两个很重要的原则，一是选用最合适的系统配件，二是系统配件间达到最佳匹配。
【关键词】光伏水泵；性能参数；扬程目录第1 章绪论. (1)第2 章光伏水泵简介. (2)2.1 光伏水泵的概述 (2)2.2 光伏水泵的背景 (2)2.3 光伏水泵的意义 (2)第3 章水泵系统. (4)3.1 系统组成及工作原理 (4)3.1.2 变频器主电路及硬件构成 (4)3.1.3 DC ／DC升压电路简述 (5)3.2 光伏水泵最大功率点跟踪(MPPT)设计. (6)3.3 系统的保护功能设计. (7)3.4 光伏水泵系统的几种结构形式 (8)第4 章光伏水泵系统设计. (9)4.1 需水量计算. (9)4.2 选择倾角并修正日照数据. (10)4.3 数据处理. (10)4.4 水泵的选择. (12)4.5 选择兼容的电动机 (13)4.6 求出子系统的负载曲线. (13)4.7 光伏系统的规格. (14)4.8 电压大小. (14)4.9 电流大小. (15)参考文献. (16)AbstractPhotovoltaic photovoltaic water pump is one of the main applications of.Photovoltaic water pumpi s widely applied in manya reas, remote areas, irrigation water, storage etc.. It has the advantages of no pollution, less repair, do not consume other energy a bit, have been fully affirmed. In this paper, the main research contents and conclusions are as follows:(1)Tells the story of photovoltaic water pump are analyzed the principle, general design requirements and technical requirements.(2)Pumping station construction condition analysis and parameters head, flow design.(3)The photovoltaic pump design, including the data processing, photovoltaic modules performance analysis, current and voltage size determination.In the design of a photovoltaic water pump system has two important principles, one is the most suitable system accessories choice, one is the matching system accessories.【key words 】Photovoltaic pump ；Performance parameters ；Lift第 1 章绪论光伏水泵亦称太阳能水泵，主要由光伏扬水逆变器和水泵组成。
太阳能光伏发电系统的工作原理解析
太阳能光伏发电系统的工作原理解析太阳能光伏发电系统是一种利用太阳能转化为电能的装置，通过将太阳辐射能转化为直流电能，为日常生活和工业生产提供可再生清洁能源。
本文将介绍太阳能光伏发电系统的工作原理，以及其组成部分和应用领域。
一、工作原理太阳能光伏发电系统的工作原理基于光伏效应，即通过将太阳光转化为电能的作用。
当太阳辐射能照射到光伏电池组件上时，光子与光伏电池材料内的半导体原子发生相互作用。
这一过程中，光子的能量被转化为电子的激发能量，使得电子从半导体的价带跃迁到导带，形成电子-空穴对。
通过电池内部的电场作用力，电子会被推向逆电场方向的电极，从而形成电流。
这个过程将太阳光的能量转化为电能输出。
二、组成部分太阳能光伏发电系统主要由光伏电池组件、控制器、储能装置和逆变器等组成。
1. 光伏电池组件：主要由太阳能电池板组成，这些电池板由多个光伏电池单元串联并联而成。
光伏电池单元是由半导体材料构成的，能够吸收太阳辐射能并将其转化为电能。
2. 控制器：控制器用于控制和调节太阳能光伏发电系统的运行。
它能够监测电池的电压和电流，以确保系统的正常工作，并通过最大功率点追踪算法来提高系统的发电效率。
3. 储能装置：由于太阳能的不稳定性和间歇性，储存太阳能发电产生的电能至关重要。
储能装置通常采用蓄电池来储存电能，以备不时之需。
4. 逆变器：太阳能光伏发电系统输出的是直流电能，而大部分家用电器使用的是交流电能。
逆变器的作用是将直流电能转化为交流电能，以满足日常生活和工业生产的需要。
三、应用领域太阳能光伏发电系统的应用领域广泛，涵盖了家庭、工业和农村等领域。
1. 家庭应用：太阳能光伏发电系统可以为家庭提供独立的电力供应，满足基本的用电需求。
通过安装光伏电池组件在屋顶或空地上，可以将太阳能转化为电能，供应家庭照明、电视、电脑等家电设备的使用。
2. 工业应用：工业生产对电力需求较大，太阳能光伏发电系统可以作为企业的备用电源或主要电力供应来源。
光伏水泵系统设计
3.2.1 常规恒定电压跟踪(CVT)方式的特点与不足
CVT方式可以近似获得太阳电池的最大功率输出，软件上处理比较简单。但实际上日照强度和温度是时刻变化的，尤其是在西部地区，同一天中的不同时段，温度和日照强度变化都相当大，这些都会引起太阳电池阵列最大功率点电压的偏移，其中尤以温度的变化影响最大。在这种情况下，采用CVT方式就不能很好地跟踪最大点。
2.3光伏水泵的意义
21世纪中国经济建设的战略重点将移向大西北，不仅矿产等原材料和煤、石油、天然气等能源生产基地将移向西北地区，农业、牧业也将把西北地区作为俦发展地区。
西北地区大部分是我国的边远地区和少数民族聚居地区。由于自然条件差，历史上汉族与少数民族之间的不平等，西北地区的社会发展一直落后于东部地区，加快发展西北地区的经济，消除贫困，对于稳定和平衡发展具有重要意义。
3.1.3 DC／DC升压电路简述
对于中小功率的光伏水泵来说，光伏阵列电压大都是低压(24v、36v、48V)，对于升压主电路的选择，人们一般选择推挽电路，因为推挽电路变压器原边工作电压就是直流侧输入电压，同时驱动不需隔离，因此比较适合输入电压较低的场合。但是偏磁问题是制约其应用的一大不利因素，功率管的参数差异和变压器的绕制工艺都有可能使推挽电路工作在一种不稳定状态。基于诸多因素的考虑，本系统采用了结构新颖的推挽正激电路，此电路拓扑不仅克服了偏磁问题，而且闭环控制也比较容易(二阶系统)。
（3）光伏水泵的设计方案，包括日照数据处理、光伏组件的特性分析计算、电流电压的大小确定等。
在设计一个光伏水泵系统时有两个很重要的原则，一是选用最合适的系统配件，二是系统配件间达到最佳匹配。
【关键词】光伏水泵；性能参数；扬程
光伏扬水系统光伏汇流箱原理
光伏扬水系统光伏汇流箱原理
光伏扬水系统是一种利用太阳能发电的水泵系统，它可以将太阳能转化为电能，再将电能用于驱动水泵，将水从低处抽到高处，实现水的输送和储存。
而光伏汇流箱则是光伏扬水系统中的一个重要组成部分，它起到了汇集、分配和保护电能的作用。
光伏汇流箱通常由直流输入端、直流输出端、保险丝、接地线、电流表、电压表、开关等组成。
它的主要作用是将光伏电池板产生的直流电能汇集到一起，然后通过直流输出端输出到电池组中，驱动水泵工作。
同时，汇流箱还可以对电能进行保护，防止因电流过大或电压过高而损坏电池组和水泵。
在光伏扬水系统中，光伏汇流箱的设计和选用非常重要。
首先，汇流箱的输入端需要与光伏电池板的输出端匹配，以确保电能的有效汇集和传输。
其次，汇流箱的输出端需要与电池组的输入端匹配，以确保电能的有效输出和驱动水泵工作。
此外，汇流箱还需要具备良好的防水、防尘、防雷等性能，以保证系统的稳定运行和长期使用。
光伏扬水系统光伏汇流箱是光伏扬水系统中不可或缺的组成部分，它起到了汇集、分配和保护电能的作用。
在设计和选用汇流箱时，需要考虑多方面因素，以确保系统的稳定运行和长期使用。
随着太阳能技术的不断发展和应用，光伏扬水系统将会在未来的水资源利用和环境保护中发挥越来越重要的作用。
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光伏水泵系统组成及工作原理
光伏水泵系统组成及工作原理
系统组成及工作原理
1．1 光伏水泵系统的结构图
由图1可知，系统利用太阳电池阵列将太阳能直接转变成电能。经过DC／DC升压，
和具有TMPPT功能的变频器后输出三相交流电压驱动交流异步电机和水泵负载，完成向
水塔储水功能。其中主要包括4部分：太阳电池阵列；具有TMPPT功能的变频器；水泵
负载；储水装置。
1．2 变频器主电路及硬件构成
本系统所采用的主电路及硬件控制框图如图2所示。主电路DC／DC部分采用性能优
越的推挽正激式电路进行升压；DC／AC部分采用三相桥式逆变电路。主功率器件采用
ASIPM(一体化智能功率模块)PS12036，系统控制核心由16位数字信号控制器
dsPIC30F2010构成。外围控制电路包括阵列母线电压检测和水位打干检测电路。系统首
先通过初始设置的工作方式和PI参数工作，然后由MPPT子程序实时搜索出的电压值作
为内环CVT的给定，通过PI调节得到工作频率值，计算出PWM信号的占空比，实现光
伏阵列的真正最大功率跟踪(TMPPT)，并保持异步电机的V／f比为恒值。系统将MPPT
和逆变器相结合，利用ASIPM模块自带的故障检测功能进行检测和保护，结构简单，控
制方便。
1．2．1 DC／DC升压电路简述
1．2．1．1主电路选择
对于中小功率的光伏水泵来说，光伏阵列电压大都是低压(24v、36v、48V)，对于升压
主电路的选择，人们一般选择推挽电路，因为推挽电路变压器原边工作电压就是直流侧输
入电压，同时驱动不需隔离，因此比较适合输入电压较低的场合。但是偏磁问题是制约其
应用的一大不利因素，功率管的参数差异和变压器的绕制工艺都有可能使推挽电路工作在
一种不稳定状态。基于诸多因素的考虑，本系统采用了结构新颖的推挽正激电路，此电路
拓扑不仅克服了偏磁问题，而且闭环控制也比较容易(二阶系统)。
1．2.l.2推挽正激电路简单分析
推挽正激电路如图2所示，由功率管S1及S2，电容C8和变压器T组成，变压器T
原边绕组N1及N2具有相同的匝数，同名端如图2所示。当S1及S2同时关断的时候，
电容C8两端电压下正上负，且等于阵列电压，当S1开通，S1、N2和光伏阵列构成回
路，N2上正下负，同时C8、N1和S1构成回路，C8放电，N1下正上负，此时的工作
相当于两个正激变换器的并联。同理，当S2开通S1关断时，也相当于两个正激变换器
的并联。经过理论分析，推挽正激电路是一个二阶系统，因此闭环控制简单，同时输出滤
波电感和电容大大减小。
1.2.2 dsPIC30F2010简单介绍
Microchip公司通过在16位单片机内巧妙地添加DSP功能，使Microchip的
dsPIC30F数字信号控制器(DSC)同时具有单片机(MCU)的控制功能以及数字信号处理器
(DSP)的计算能力和数据吞吐能力。因为它具有的DSP功能，同时具有单片机的体积和
价格，所以本系统采用此芯片作为控制器。此芯片主要适用于电机控制，如直流无刷电机、
单相和三相感应电机及开关磁阻电机；同时也适用于不间断电源(UPS)、逆变器、开关电
源和功率因数校正等。dsPIC30F2010管脚示意如图3所示。
1．2.2．1 主要结构
12KB程序存储器；
512字节SRAM：
1024字节EEPROM；
3个16位定时器；
4个输入捕捉通道；
2个输出比较／标准PWM通道；
6个电机控制PWM通道；
6个10位500kspsSA／D转换器通道。
l 2．2．2 主要特点
A／D采样速度快且多通道可以同时采样；
6个独立／互补／中心对齐／边沿对齐的PWM：
2个可编程的死区；
在噪声环境下5V电源可正常工作；
最低工作电压3V；
A／D采样和PWM同期同步。
2 光伏水泵最大功率点跟踪(MPPT)设计
2．1 常规恒定电压跟踪(CVT)方式的特点与不足
CVT方式可以近似获得太阳电池的最大功率输出，软件上处理比较简单。但实际上日
照强度和温度是时刻变化的，尤其是在西部地区，同一天中的不同时段，温度和日照强度
变化都相当大，这些都会引起太阳电池阵列最大功率点电压的偏移，其中尤以温度的变化
影响最大。在这种情况下，采用CVT方式就不能很好地跟踪最大点。
2．2 TMPPT的原理与实现
为克服CVT方式弊端，提出了TMPPT(TrueMaximum Power Point Tracking)概念，
其意思是“真正的最大功率跟踪”控制，即保证系统不论在何种日照及温度条件下，始终使
太阳电池工作在最大功率点处。由于逆变器采用恒V／f控制，故水泵电机的转速与其输
入电压成正比，因此，调节逆变器的输出电压，就等于调节了负载电机的输出功率。故本
系统采用TMPPT方式使太阳电池尽可能工作在最大功率点处，为负载提供最大的能量。
由太阳电池阵列的特性曲线(见图4)可知，
在最大功率点处，dP／dv=O，在最大功率点的左侧，当dP／dV>O时，P呈增加趋势，
dP／dV
dP／d v
图5为TMPPT型最大功率点跟踪控制框图。系统的输入指令值为0，反馈值为
dP／dV，假定Z3状态为+1，则Usp*指令电压增加，经CVT环节调整，系统的输出电
压V跟踪Usp*增加，采样输出电流I，经功率运算环节和功率微分环节，获得dP／dV
值，如dP／dV>0，则Z1为+1，Z2为+1，Z3为+l，Usp*指令电压继续增加。如
dP／dV
方向的误判断，软件中设置了搜索限幅值，使系统的工作可靠性进一步提高。由于本系统
中采用的ASIPM模块带有电流检测功能，故在硬件设计上可以省去电流检测电路，节约
了成本，并进一步优化了外围电路。
3 系统的保护功能设计
1)过流和短路保护功能 由于ASIPM的下臂IGBT母线上串有采样电阻，所以通过检测
母线电流可以实现保护功能。当检测电流值超过给定值时，被认为过流或短路，此时下桥
臂IGBT门电路被关断，同时输出故障信号，dsPIC检测到此信号时封锁PWM脉冲进一
步保护后级电路。
2)欠压保护功能 ASIPM检测下桥臂的控制电源电压，如果电源电压连续低于给定电压
1OMs，则下桥臂各相IGBT均被关断，同时输出故障信号，在故障期间，下桥臂三相
IGBT的门极均不接受外来信号。
3)过热保护功能 ASIPM内置检测基板温度的热敏电阻，热敏电阻的阻值被直接输出，
dsPIC通过检测其阻值可以完成过热保护功能。
以上保护是利用了ASIPM自身带有的功能，无须外加电路，进一步简化了硬件电路设
计。系统除了具有上述保护功能外，还具有光伏水泵系统特有的低频、日照低、打干(自
动和手动打干)等保护功能。对于泵类负载，当转速低于下限值时，光伏阵列所提供的能
量绝大部分都转化为损耗，长期低速运行，会引起发热并影响水泵使用寿命，因此，本系
统设计了低频保护，对水泵来说，当液面低于水泵进水口时，水泵处于空载状态，若不采
取措施，长时间运行则会损坏润滑轴承，而本系统为户外无人值守工作方式，故系统为了
增加检测可靠性，采用了自动打干和手动打干两种识别方式，其中，自动打干是根据系统
输出功率和电机工作频率来进行判别；手动打干则是通过水位传感器识别当前水位高低来
实现的。由于低频、日照低、打干等功能都是由软件来完成，不须增加硬件电路，故系统
结构简单。