光伏水泵系统研究现状及发展趋势分析（七）

直接转矩控制具有转矩响应快、脉动小和磁链模型不受转子参数变化影响等优点，在直流光伏水泵系统中应用较多。文献比较了转速环采用传统PI控制和模糊逻辑控制的直接转矩控制方案，尽管模糊逻辑控制器算法复杂，但具有更好的动态特性。文献使用粒子群算法对PI速度控制器的参数进行优化，实现了无刷直流电机的直接转矩控制，提高了瞬态响应速度和系统效率。由此可知，采用智能算法的直接转矩控制是优化直流光伏水泵系统的一个研究方向。

3.光伏水泵系统的整体优化策略

3.1系统匹配研究

光伏水泵系统的各环节匹配对系统效率、成本、性能等有很大影响。目前对此的研究主要包括：水泵的优化、光伏阵列的配置优化以及通过系统整体建模的方式进行系统优化。

从优化泵的角度出发，文献定义水泵负载输入功率与光伏阵列输出最大功率的比值为匹配度，并将此概念作为系统优化的依据。通过在相同光照下，对比光伏阵列与直流电机连接分别驱动容积式和离心式水泵负载情况下系统的匹配度，结果表明离心泵与光伏阵列匹配良好，而容积式泵与光伏阵列匹配较差。尽管离心泵与光伏阵列匹配效果好，但是不同额定扬程的离心泵与光伏阵列匹配度差异较大，故需要优化匹配离心泵和光伏阵列。文献通过选取不同额定流量的离心泵，在系统其他配置相同的条件下进行试验验证，结果表明：额定流量大的水泵相对于额定流量小的水泵需要更高功率才能使泵出水，水泵子系统高效区向强光照区域移动，系统效率随着泵的最大光照时流量与额定流量比值的增大而增大，其中运行于1.1～1.2倍额定流量的离心泵与系统匹配较好，系统效率提高。文献对多台离心泵在不同转速和扬程条件下的运行特性进行测试，实际扬程和日供水量为基本性能指标，以提高系统运行效率、减少太阳电池组件的使用量、降低系统成本为目的，总结出光伏水泵系统优化选型规则：标称扬程为实际扬程的1.3～1.5倍，对应的标称流量为日扬水量的0.2～0.6；光伏阵列的最佳匹配峰值功率因太阳辐射条件的不同而略有差异，为水泵最大运行功率的1.2～1.4倍。从优化光伏阵列配置的角度出发，文献在光伏水泵系统的扬程需达到80m，其他配置相同的情况下，通过对比光伏阵列为6S*3P、6S*4P、8S*3P和12S*2P时系统的效率，得出光伏阵列配置为6S*4P、8S*3P时系统效率较高。试验验证适当的光伏阵列串并联方式是必要的。文献则是以扬程和日供水量为基本性能指标，其他配置相同的情况下，通过对比不同光伏阵列配置下水泵子系统效率和系统全局效率，从而获得合适的光伏阵列配置使系统效率最高。

（未完待续）