光伏水泵系统全自动地日出而作,日落而歇,维护简单方便,是理想的集经济性、可靠性和环保效益为一体的绿色能源产品。目前商品化光伏水泵的机泵系统效率相差很大,高至60%左右,低至10%左右。因此为提高光伏水泵系统扬水效率,使光伏阵列输出功率接近最大功率,使电机能根据光强的变化调节水泵转速,本文针对异步电机驱动的户用光伏水泵系统的应用特点,结合电机的矢量控制理论和TMPPT/PID双模控制算法,对该新型变频调速控制策略进行了理论分析和仿真及实验研究。本文的主要内容如下:1.研究了光伏水泵系统结构、性能和应用特点,确定了以TMPPT/PID双模控制算法和矢量控制为核心的新型变频调速控制策略。2.重点分析了矢量控制和电压空间矢量脉宽调制的基本原理、控制算法及TMS320LF2407A DSP的实现方法,基于此绘制出光伏水泵变频调速系统的矢量控制框图。3.研究分析了光伏水泵系统各种最大功率跟踪控制算法的优缺点,提出了TMPPT/PID双模控制算法,并对该算法的可行性进行了仿真验证。4.根据光伏水泵系统的应用特点,确定了主电路的结构,DC/DC部分采用推挽升压电路,DC/AC部分以IPM模块为核心。合理设计了以TMS320LF2407A DSP为控制核心的控制电路、光伏水泵特有的低速和打干保护电路。5.对光伏水泵变频调速控制策略进行了仿真分析和实验研究,实验结果表明水泵能根据光强变化实现实时最大功率点跟踪和快速变频调速,调速过程有良好的动态性能。