10、多功能并网太阳能光伏水泵系统：抽水与分布式发电应用

多功能并网太阳能光伏水泵系统：抽水与分布式发电应用

1. 引言

在发展中国家的偏远地区，家庭用电和用水是两项基本需求。目前，这些需求主要通过柴油发电机和水泵来满足。然而，柴油泵因燃料价格上涨而变得难以运行。在这种情况下，太阳能光伏水泵系统（SPVWPS）因其无燃料、免维护和环保等优点，成为偏远地区水泵系统的理想选择。

已有的研究将独立式SPVWPS根据电力电子转换器（PEC）阶段分为单级和两级两种配置。在这些拓扑结构中，PEC 1用于电机驱动，电压源逆变器（VSI）用于驱动感应电机（IM）、永磁同步电机（PMSM）、无刷直流电机（BLDC）和同步磁阻电机（SyRM），而中点转换器用于开关磁阻电机（SRM）。此外，还介绍了不同的控制方法，如Volt/Hz控制、场定向控制（FOC）、直接转矩控制（DTC）等。

独立式SPVWPS存在初始成本高、太阳能发电间歇性和闲置期长等问题。为了解决这些问题，电网辅助SPVWPS应运而生，它通过额外的PEC将电网与独立式SPVWPS连接起来，以减轻水输送的波动。

2. 电网辅助SPVWPS的研究现状与动机

近年来，电网辅助SPVWPS根据电源接口方法进一步分为交流母线接口和直流母线接口两种类型。交流母线接口SPVWPS将电网直接连接到电机驱动转换器的交流母线端子，而直流母线接口SPVWPS则通过额外的电网同步逆变器将电网连接到电机驱动转换器的直流母线端子。这两种拓扑结构都能够在独立和并网模式下运行。

在独立运行模式下，电机功率和水输送是可变的；而在并网模式下，通过从电网输送不足的功率，电机功率和水输送可以保持在额定条件。

不同抽水技术的比较如下表所示：
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