新能源发电提水装置及控制方法与流程

1.本发明涉及提水作业领域，特别是涉及一种新能源发电提水装置、一种新能源发电提水控制方法、一种新能源发电提水控制装置、一种计算机存储介质。


背景技术：

2.传统提水作业需要通过市电或柴油发电机供电，不仅成本较高且不利于环境保护。新能源是清洁能源开发领域中占有重要的地位，新能源作为利用风能和太阳能的重要形式，可以在有效解决广大农村地区农田水利、人畜饮水、环境保护等方面发挥重要作用，特别是新能源提水具有结构简单、提水效率高、经济成本低等优势。但现有技术中，由于风能、太阳能具有随机性和不稳定性，导致负载水泵的供需不匹配，提水作业效率忽高忽低，难以实现稳定的提水作业，还可能会损坏相关设备。


技术实现要素：

3.本发明针对上述现有技术存在的问题，提供了一种新能源发电提水装置、一种新能源发电提水控制方法、一种新能源发电提水控制装置、一种计算机存储介质，能够针对不同新能源发电状态适当选择负载水泵的切入和切出，保证提水作业稳定进行。
4.技术方案：一种新能源发电提水装置，包括：控制器模块、用于提水的负载模块、风力发电模块、电源模块、光伏发电模块和风电输出电路模块，风力发电模块、风电输出电路模块、电源模块依次连接，电源模块和光伏发电模块均与负载模块连接，控制器模块分别与风电输出电路模块、负载模块连接；其中，风电输出电路模块包括用于释放电量的卸荷单元；负载模块包括相连的负载水泵和负载供电电路单元，负载供电电路单元包括：用于检测电源模块和光伏发电模块的输出电压的第一互感器单元；电源模块和光伏发电模块分别通过第一互感器单元与负载水泵连接；控制器模块分别与第一互感器单元、负载水泵电连接，用于根据第一互感器单元的检测结果控制对应的负载水泵切入得电/切出失电；控制器模块还与卸荷单元电连接，用于控制接入卸荷单元。
5.进一步的，风力发电模块包括发电机和风速检测单元，风电输出电路模块包括用于制动发电机的急停回路接触器，控制器模块分别与急停回路接触器和风速检测单元电连接，用于根据风速控制接入发电机输入端的急停回路接触器的通断。
6.进一步的，卸荷单元包括相连的卸荷继电器和用于释放电量的卸荷电阻单元，风力发电模块包括发电机和用于检测发电机转速的转速检测单元；控制器模块分别与转速检测单元和卸荷继电器电连接，用于根据发电机转速控制卸荷继电器的通断。
7.进一步的，第一互感器单元还用于检测电源模块和光伏发电模块的输出电流。
8.进一步的，负载水泵包括若干风电负载水泵和若干光伏负载水泵；控制器模块用于：根据第一互感器单元检测的电源模块的输出电压控制风电负载水泵切入；以及根据第一互感器单元检测的光伏发电模块和电源模块的输出电压控制光伏负载水泵切入。
9.进一步的，风电输出电路模块还包括第二互感器单元，第二互感器单元用于检测电源模块的输入电压；风电输出电压后面有电容稳压模块，因为风电发出的电是不稳定的，波动性较大。通过电容稳压模块输出稳压后的电压。
10.控制器模块用于根据电源模块的输入电压和输出电压，来控制对应的风电负载水泵切入。
11.进一步的，风电输出电路模块还包括：整流器和与整流器连接的稳压电容，发电机输出端连接整流器输入端，整流器输出端连接稳压电容的一端，稳压电容的另一端连接电源模块；整流器用于将交流电转换为直流电；稳压电容用于向电源模块稳定供电。
12.一种新能源发电提水控制方法，包括：控制器模块通过第一互感器单元获取电源模块和光伏发电模块的输出电压；基于输出电压控制对应的负载水泵切入得电或者切出失电；基于预设的卸荷规则判断是否需要对风力发电模块输出的电能卸荷，若是，则控制器模块控制卸荷单元接入。
13.进一步的，还包括：通过风力发电模块中的风速检测单元，获取发电机的风速检测信息；控制器模块基于风速检测信息确定预设时间内的风速平均值；统计风速平局值不低于预设的启动风速值的第一持续时间；若持续时间不低于预设的启动时间阈值，则控制断开急停回路接触器以启动发电机。
14.进一步的，还包括：通过风力发电模块的转速检测单元获取风力发电模块中发电机的转速信息以确定转速值；控制器模块基于预设的卸荷规则判断是否需要对风力发电模块输出的电能卸荷，若是，则控制卸荷单元接入，包括：在转速值达到预设的转速阈值的情况下，控制卸荷电阻接入发电机与电源模块之间以释放电量。
15.进一步的，还包括：控制器模块通过第一互感器单元获取电源模块和光伏发电模块的输出电流；控制器模块基于预设的卸荷规则判断是否需要对风力发电模块输出的电能卸荷，若是，则控制卸荷单元接入，还包括：控制器模块基于电源模块和光伏发电模块的输出电流和输出电压确定总输出功率；统计总输出功率超过当前负载额定功率的预设比例值的第二持续时间；若第二持续时间不低于预设的卸荷时间阈值，则控制卸荷电阻接入发电机与电源模块之间以释放电量。
16.进一步的，包括：控制器模块通过第一互感器单元获取电源模块的输出电压和光伏发电模块的光
伏输出电压；控制器模块基于输出电压控制负载水泵切入得电/切出失电，包括：若光伏发电模块输出电压大于预设的第一电压值，则控制负载水泵中风电负载水泵切入得电；若光伏发电模块输出电压和光伏输出电压均大于第一电压值，则控制负载水泵中光伏负载水泵切入得电。
17.进一步的，还包括：控制器模块通过第二互感器单元获取风力发电模块的风电输出并稳压后的电压；若光伏发电模块输出电压大于预设的第一电压值，则控制负载水泵中风电负载水泵切入得电，包括：若光伏发电模块输出电压大于第一电压值且风电输出电压大于预设的第二电压值，则控制风电负载水泵切入得电。
18.进一步的，还包括：控制器模块通过第一互感器单元获取电源模块和光伏发电模块的输出电流；控制器模块基于输出电压控制负载水泵切入得电/切出失电，包括：基于电源模块和光伏发电模块的输出电流和输出电压确定总输出功率；在总输出功率低于当前负载额定功率的情况下，控制负载水泵切出失电，使得总输出功率处于当前负载额定功率的误差范围内。
19.一种新能源发电提水控制装置，该控制装置包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；处理器执行计算机程序指令时实现如权利要求4~8中任一项的新能源发电提水控制方法。
20.一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令；计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求4~8中任一项的新能源发电提水控制方法。
21.本发明至少具有以下有益效果：本发明能够检测新能源发电的输出电压，并基于输出电压自动切入/切出对应的负载水泵，提高了负载水泵的作业稳定性。在发电量过大时，本发明通过卸荷单元释放能量，防止对设备的损坏。
22.本发明的其他有益效果将在具体实施方式部分详细说明。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本发明实施例公开的新能源发电提水装置的结构框图。
25.图2是本发明实施例公开的新能源发电提水装置的结构原理图。
26.图3是本发明实施例公开的新能源发电提水控制方法的方法流程图。
27.图4是本发明实施例公开的新能源发电提水控制方法的实施流程图。
28.其中，1-发电机，2-整流器，3-稳压电容，4-直流电源，5-第一互感器单元，6-防反二极管，7-负载水泵，8-第一控制核心，9-急停回路接触器，10-第二控制核心，11-卸荷继电器，12-卸荷电阻单元，13-负载继电器，14-光伏阵列，15-通讯光隔离模块，16-第二互感器单元。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
30.如图1和图2所示，本发明公开了一种新能源发电提水装置，主要包括以下部分：控制器模块，其包括一个或多个单片机，用户接收和解析数据、发送指令等，单片机可以采用现有型号的产品，例如stc8a4k系列单片机，其原理和结构本文不再详细说明。
31.负载模块，包括用于提水的负载水泵7，负载水泵7与控制器模块连接并受其控制，优选的，控制器模块通过与负载水泵7输入端的负载继电器13连接，实现对负载水泵7通断的控制。负载水泵7可以是安装在水塘内的直流电动潜水泵，其通过电缆线实现了与各新能源发电模块通过直流母排处引出电缆远程连接至负载水泵7，实现了新能源发电模块与负载水泵7分离，将新能源发电模块置于更有利于发电的地区，提高了发电效率。优选的，负载水泵7数量可以是一个，也可以是具有并联结构的多个装置，每一个负载水泵7输入端都具有对应的负载继电器13，使得控制器模块能够通过控制各负载继电器13来准确的控制负载水泵7的切入开启和切出关闭。优选的，实际安装过程中，可以先预留好连接负载水泵7本身的接口空位，这些接口所在电路上都设有上述的负载继电器13，用户可以根据实际情况将不同数量的负载水泵7与接口连接即可。优选的，负载继电器13的输入端接有防反二极管6，使得电源模块和光伏发电模块的输出在经过防反二极管6后供给负载水泵7。
32.新能源发电模块中的风力发电模块，为与风力机连接的发电机1，风力机用于将风能转换为机械能，优选的，风力机可以包括机架、轮毂、叶片、导流罩以及尾舵，机架前端的轮毂固定连接风机轴，风机轴安在机架内，叶片安装于轮毂之上，导流罩安装于轮毂前端，根据叶片和发电机1的特性，优选速比为2.86的齿轮箱连接发电机1。发电机1用于将风力机的机械能转换为电能，输出交流电。本实施例中发电机1为永磁发电机。
33.本实施例中电源模块为直流电源4，用于作为电源向负载模块稳定供电，优选的，电源模块输出48v直流电。
34.风电输出电路模块，用于连接风力发电模块和电源模块，其包括的主电路能够实现风力发电模块向电源模块的输出。优选的，由于风力发电模块输出的是交流电，因此风电输出电路可以设置整流器2，本实施例中整流器2为三相整流器，用于将交流电转换为直流电后输出值电源模块。由于自然环境下风速具有随机性，因此经三相整流器2整流后的直流电压范围是通常是72v～144v，本发明的一些实施例中，三相整流器2输出端还连有稳压电容3，整流后的直流电需经过稳压电容3后再输出给电源模块。风电输出电路模块还包括用于释放电量的卸荷单元，其接入主电路上，优选的，其接入于三相整流器2输出端之后的主
电路上，在新能源发电模块在一些情况下发电量较大，可能超出了负载水泵7等电学元件/设备能够接收的负荷，此时可以通过控制器模块控制接入卸荷单元来释放能量，防止损坏相关设备，进而保证新能源发电提水装置的安全运行。优选的，还可以在光伏发电模块的输出端设置卸荷单元，用于在光伏发电模块输出过大的情况下，通过控制器模块控制接入卸荷单元释放其输出的能量。
35.新能源发电模块中的光伏发电模块，可以采用现有的光伏阵列14将太阳能转换为电能，其输出为直流电，能够直接与负载水泵7连接，其与电源模块呈并联结构向负载模块供电，能够在保证电压的情况下增加电流，更好的带动负载水泵7。
36.负载模块还包括用于为负载水泵7供电的负载供电电路单元，每一个负载水泵7都对应有一条支路，电源模块和光伏发电模块分别与负载供电电路单元连接，用于向负载水泵7供电。负载供电电路单元还包括用于检测电源模块和光伏发电模块的输出电压的第一互感器单元5，其数量可以为多个，分别设置于光伏阵列14和电源模块的输出端，并且与控制器模块连接。优选的，第一互感器单元5可以包括电压互感器和电流互感器，用于检测所在电路的输出电压和输出电流并上传检测信号至控制器模块，控制器模块还能根据输出电压和输出电流计算得到输出功率。因此控制器模块能够根据输出电压、输出电流、输出功率中任意一项或几项作为参考标准，来控制负载水泵7的切入和切出。
37.基于上述结构，控制器模块能够获取第一互感器单元5上传的检测信号并解析得到电源模块和光伏发电模块的相关输出电学参数，并基于预设的控制规则来控制对应的负载水泵7切入得电/切出失电，例如，当控制器模块解析检测信号得到电源模块的输出电压达到或超过预设启动值（例如为47v），则控制指定一个或几个或全部的负载水泵7切入得电，开始提水作业；又例如，控制器模块解析检测信号并计算得到电源模块和光伏发电模块的输出总功率，根据预设的功率与负载对应关系，确定当前的输出总功率下应当得电的负载水泵7的目标数，若实际已切入数量大于目标数，则控制切出负载水泵7。相比传统的新能源供电方案，本发明能够根据实际发电情况自动匹配最佳的负载水泵7作业模式，避免了现有新能源提水方案中常出现“带不动”、“超负荷”等问题，从整体上提高提水作业的工作效率，保证了装置的安全运行。
38.控制器模块还与卸荷单元电连接，可以由用户主动控制接入，也可以用于根据预设的卸荷规则控制接入卸荷单元。卸荷规则可以根据实际情况设定，旨在防止风力发电模块输出过大，例如，控制器模块接收第一互感器单元5的检测信号并计算得到输出总功率，在输出总功率超过负载水泵7的最大额定功率的情况下，控制器模块控制接入卸荷单元。本发明还公开了其他卸荷控制的方案，详见下文各实施例。
39.在本发明的一些实施例中，对于风力发电模块，考虑其在极端工况的安全运行和设备的可维护性，可以在发电机1的输出端设置急停回路接触器9，利用永磁电发机的特性进行刹车停机。优选的，急停回路接触器9接入发电机1的输出端，控制器模块与急停回路接触器9电连接，用于控制其通断，进而实现对发电机1的刹车停机与启动。
40.优选的，控制器模块不仅可以执行用户发出的相应指令来接入急停回路接触器9，还能够根据实际情况实现自动控制接入，避免了人工操作的误差和繁琐。本发明中的实施例中，风力发电模块还包括风速检测单元，可以采用现有的风速传感器，控制器模块分别与急停回路接触器9和风速检测单元电连接，风速检测单元能够生成并上传检测信号，控制器
模块解析该检测信号得到风速信息，然后根据提前预设好的急停规则来判断并控制急停回路接触器9，使得急停回路接触器9接入发电机1的输入端，例如，检测到风速大于3m/s并持续达到3分钟，控制接入急停回路接触器9对发电机1进行刹车停机。
41.在本发明的一些实施例中，卸荷单元包括：卸荷继电器11和用于释放电量的卸荷电阻单元12，卸荷继电器11与控制器模块电连接，用于通过控制卸荷继电器11使得卸荷电阻单元12接入风电输出电路模块的主电路。优选的，卸荷单元包括若干并联的卸荷电阻单元12，各卸荷电阻单元12的电阻值可以不同，每个卸荷电阻单元12分别连有一个对应的卸荷继电器11，使得控制器模块能够单独控制各卸荷电阻的接入，起到调整卸荷量的作用，即可以根据实际情况选择卸荷量的大小，同时，可以预留出卸荷电阻单元12的空位，方便增加新的卸荷电阻单元12以提高最大卸荷能力。优选的，卸荷电阻还连有电流检测器（参见图2中a0），控制器模块能够根据其检测信号解析得到写在功率值。
42.在本发明的一些实施例中，可以基于发电机1转速来控制卸荷单元的接入。风力发电模块包括发电机1和用于检测发电机1转速的转速检测单元，控制器模块与转速检测模块电连接收检测信号并解析得到发电机1转速，卸荷规则可以是预设与控制器模块中的，例如，设定转速阈值为500rpm，当检测到转速超过500rpm时，控制器模块控制卸荷继电器11闭合，使得卸荷电阻单元12接入以释放能量。
43.在本发明的一些实施例中，还可以基于电源模块与光伏发电模块的输出功率来控制卸荷单元的接入。第一互感器单元5包括电流互感器和电压互感器，分别用于检测输出电流和电压，控制器模块能够基于输出电流和电压计算得到输出功率。例如，卸荷规则设定输出功率的阈值为w1（可以基于负载水泵7的数量、额定功率等参数设定），基于第一互感器单元5检测分析得到的输出功率为w2，若w2大于w1且超过10%，持续时间超过30秒，则控制器模块控制卸荷继电器11闭合以接入卸荷电阻。
44.在本发明的一些实施例中，还公开了针对风力发电模块和光伏发电模块两种方式发电分别控制负载水泵7作业的结构。负载水泵7包括若干风电负载水泵（参见图2中j25）和若干光伏负载水泵（参见图2中j26~j28），其中，当控制器模块基于第一互感器单元5检测得到电源模块具有输出电压且超过预设的电压阈值，则控制风电负载水泵7对应的负载继电器13闭合，风电负载水泵7切入得电开始提水作业；当控制器模块基于第一互感器单元5检测得到电源模块和光伏发电模块具有输出电压且超过预设的电压阈值，则控制光伏负载水泵7对应的负载继电器13闭合，光伏负载水泵7切入的电开始提水作业。本发明通过上述结构实现了针对不同供电方式来切入负载水泵7，使得供电与用电作业关系匹配，保证了提水作业的高效进行。
45.进一步地，对于风电负载水泵7的控制，还可以参考风力发电模块的输出电压。风电输出电路模块还包括第二互感器单元16，设置于其中的主电路上，用于检测电源模块的输入电压，优选的，第二互感器单元16包括电流互感器和电压互感器用于检测电源模块的输入电压和输入电流。控制器模块接收并解析第二互感器单元16的检测信号，得到电源模块的输入电压、输出电压以及输入功率，然后根据预设的规则来控制对应的风电负载水泵7切入，例如，当控制器模块基于第一互感器单元5检测得到电源模块具有输出电压且超过预设的第一电压值，并且基于第二互感器单元16检测到电源模块输入电压超过预设的第二电压值，则控制风电负载水泵7对应的负载继电器13闭合，风电负载水泵7切入得电开始提水
作业。
46.在本发明的一些实施例中，在负载水泵7开始作业后，受风力、光照强度等自然条件的影响，新能源发电模块的发电量会降低，难以带动当前负载水泵7正常作业。因此，本发明可以通过切出部分负载水泵7来保障其他负载水泵7的正常作业。包含电流互感器和电压互感器的第一互感器单元5生成并上传检测信号至控制器模块，控制器模块解析并计算得到电源模块和光伏发电模块的的输出总功率，比较输出总功率与负载模块的当前额定功率（可以通过各负载水泵7的电学参数、切入数量等确定），若前者大于后者超过一定比例且持续一定时间，则可以通过上述实施例公开的卸荷单元及对应的卸荷方法进行卸荷，或者控制器模块控制接入更多的负载水泵7；若前者小于后者，则通过控制器模块切出部分或全部负载水泵7，以降低当前额定功率的数值，使其能够与检测到的输出总功率具有相匹配的供需关系。通过上述结构和方法能够实现输出功率和负载模块消耗功率的动态平衡，保证提水作业安全且高效的进行。
47.在本发明的一些实施例中，控制器模块具体包括两个控制核心，第一控制核心8与第二控制核心10两者通过通信光隔离模块15实现连接，两者可以互传指令及电力数据，其中，第一控制核心8主要用于接收并解析第一互感器单元5的检测信号，以及基于控制切入/切出负载水泵7；第二控制核心10主要用于接收并解析二互感器单元，以及控制卸荷单元和急停回路接触器9的接入。
48.本发明实施例公开的新能源发电提水装置实施流程优选如下：将负载水泵7安装在需要提水作业的水塘，风力发电模块和光伏发电模块与其远程连接，在有风条件下，风力机带动发电机1，将风能转换为电能，输出交流电，经三相整流器2转为直流电经稳压电容3和电源模块后，通过负载供电电路单元向负载水泵7以稳定电压供电；光伏发电模块将太阳能转换为电能并通过负载电路供电单元输出给负载水泵7，第一互感器单元5能够检测电源模块和光伏发电模块的输出电压，优选的还能够检测输出电流，并上传检测信号至控制器模块。控制器模块基于当前电能输出情况结合预设的切入切出控制规则，来控制负载水泵7切入得电或切出失电，负载水泵7的数量可以为一个或一个以上，控制器模块能够分别精准控制每个负载水泵7，保证发电和用电关系匹配，提高了提水作业的效率。此外，控制器模块还能根据上述的电能输出情况结合预设的卸荷规则控制卸荷单元对风力发电模块的输出电能释放能量，防止电能输出过大造成装置的损坏。
49.本发明还公开了一种新能源发电提水控制方法，能够应用于上文各实施例的新能源发电提水装置，如图3和图4所示，该方法包括：s101：控制器模块获取电源模块和光伏发电模块的输出电压。优选的，在电源模块和光伏发电模块的输出端分别设置若干电流互感器和电压互感器，控制器模块接收并解析上述各互感器的检测信号得到输出电压。
50.s102：基于输出电压控制对应的负载水泵7切入得电/切出失电。现有技术中，采用风能、太阳能等新能源发电通常会出现电压不稳定的情况，而负载水泵7的额定电压是固定的，因此常常出现发电情况差“带不动”负载水泵7，或者发电输出过大，导致超出负载水泵7等电器设备的承受上线造成损坏。本发明能够根据输出电压自动控制负载水泵7切入和切出，特别是应用于负载模块包括多台小功率扬程直流水泵的新能源发电提水装置，一方面，在电压达到负载水泵7的额定电压后才控制接入并能够选择接入的数量，防止了浪费电能
却使负载水泵7处于低效率作业状态，另一方面，可以根据输出电压，选择额定电压与当前输出电压匹配的负载水泵7，保证提水作业的安全和高效。
51.值得一提的是，上述的输出电压并非是控制负载切入切出的唯一参考因素，本发明还可以根据输出电压、输出电流、输出功率中的一个或几个作为参数，配合预设的规则来控制负载水泵7的切入/切出。具体方案可参考本文其他实施例。
52.s103：基于预设的卸荷规则判断是否需要对风力发电模块输出的电能卸荷，若是，则控制卸荷单元接入。一些情况下，风力发电模块/光伏发电模块处于较好的发电环境中（例如风速过大、光照强度过大等），其输出能量较大超出了全部负载水泵7的可接受范围，为保证提水作业的安全运行，需要对多余能量进行卸荷处理。卸荷规则可以根据实际情况设定，旨在防止风力发电模块/光伏发电模块输出过大，例如，可以根据发电机转速确定是否需接入卸荷单元等，具体可参见本文其他实施例。
53.在本发明的一些实施例中，对于风力发电模块，考虑其在极端工况的安全运行和设备的可维护性，可以设置急停回路接触器9，急停回路接触器9接入发电机1的输出端，且急停回路接触器9处于常闭状态，其能够利用永磁电发机的特性进行刹车停机，以保证装置的安全性。具体方法包括：首先，控制器模块获取风速检测信息，可以在风力机所在现场设置风速传感器以检测现场的风速，其产生检测信号被控制器模块接收并解析。
54.然后，基于风速检测信息确定预设时间内的风速平均值，例如预设时间为3秒，可以获取第1秒、第2秒和第3秒的风速，然后求其平均值；还可以基于3秒风速的形成与时间的比值确定平均风速。其余现有计算方式本文不再一一举例。
55.最后，统计风速平局值不低于预设的启动风速值的第一持续时间，若持续时间不低于预设的启动时间阈值，则控制断开风电急停装置以启动发电机1。例如，启动风速值为3m/s，第一持续时间为3分钟，控制器模块解析可得风力机所在环境下三秒平均风速大于3m/s，并且该状态持续达到了3分钟，则断开急停回路接触器9以启动发电机1。
56.在本发明的一些实施例中，本发明的实施例还公开了基于发动机转速控制卸荷的方法，具体包括：首先，获取风力发电模块中发电机1的转速信息以确定转速值。发电机转速检测设备可以采用现有设备，其原理及结构本文不再赘述。
57.然后，在转速值达到预设的转速阈值的情况下，控制卸荷电阻接入发电机1与电源模块之间以释放电量。转速阈值可以根据发电机本身参数/电源模块参数/负载模块参数设定并存储在控制器模块中供其调用。
58.在本发明的一些实施例中，通过第一互感器5不仅可以检测输出电压，还可以检测电源模块和光伏发电模块的输出电流，控制器模块可以根据输出电流计算得到输出功率。本发明公开的实施例可以在负载水泵7作业时，基于实时的输出功率对发电和用电双方进行调整，使得发电输出与负载水泵7消耗相比配，既保证装置各部分的安全使用，又最大限度利用能源，提升提水效率。
59.（1）在电源模块和光伏发电模块的总输出功率高于当前负载额定功率的情况下。统计总输出功率超过当前负载额定功率的预设比例值的第二持续时间。若第二持续时间不低于预设的卸荷时间阈值，则控制卸荷电阻接入发电机1与电源模块之间以释放电量。例
如，在负载水泵7全部切入的情况下，卸荷规则设定当前负载额定功率为w1，控制器模块解析得到的总输出功率为w2，若w2大于w1且超过10%（预设比例值），持续时间超过30秒（第二持续时间），则控制器模块控制卸荷继电器11闭合以接入卸荷电阻。
60.（2）在电源模块和光伏发电模块的总输出功率等于当前负载额定功率的情况下，不切入或切出负载水泵7，也不接入卸荷单元。
61.（3）在电源模块和光伏发电模块的总输出功率低于当前负载额定功率的情况下，可以通过切出部分负载水泵7，来降低当前额定功率的数值，使其能够与检测到的输出总功率具有相匹配的供需关系。具体的，基于电源模块和光伏发电模块的输出电流和输出电压确定总输出功率；在总输出功率低于当前负载额定功率的情况下，控制负载水泵7切出失电，使得总输出功率处于当前负载额定功率的误差范围内。
62.值得一提的是，上述（1）和（3）中，总输出功率所比较的可以是当前负载额定功率的误差允许范围，即总输出功率虽然略高于/低于当前负载额定功率，但两者差值的绝对值没有超出误差允许范围，则按照上述（2）所公开的方式实施控制。
63.在本发明的一些实施例中，还公开了针对风力发电模块和光伏发电模块两种方式发电分别控制负载水泵7作业的方法，负载水泵7分为两类，具体为若干风电负载水泵和若干光伏负载水泵，这两类水泵可以基于相互独立的控制方式启动。
64.具体的，控制器模块通过第一互感器单元5能够获取电源模块的电池输出电压和光伏发电模块的光伏输出电压。若电池输出电压大于预设的第一电压值（可以基于负载水泵7的额定电参数确定），则控制负载水泵7中风电负载水泵切入得电；若电池输出电压和光伏输出电压均大于第一电压值，则控制负载水泵7中光伏负载水泵切入得电。
65.优选的，对于风电负载水泵7的控制还可以参考风力发电模块的输出电压，风电输出电路模块的主电路上还设有第二互感器单元16，用于检测电源模块的输入电压并上传控制器模块，使其获取风力发电模块的风电输出电压。若电池输出电压大于第一电压值且风电输出电压大于预设的第二电压值，则控制风电负载水泵7切入得电。
66.为便于理解本发明公开的方案，本文提供了以下优选实施例：如图2所示，新能源发电提水装置包括风力发电模块（风力机和发电机1）、光伏发电模块（光伏阵列14）、电源模块（直流电源4）、风电输出电路模块、控制器模块（第一控制核心8和第二控制核心10）、电缆以及输水管等。风力发电模块中，风力机与发电机1连接，根据叶片特性和发电机1特性，选择速比为2.86的齿轮箱连接风轮与发电机1；发电机1输出端接入三相整流器2，三相整流器2输出端接入稳压电容3，稳压电容3输出端接入第二互感器单元16，第二互感器单元16输出端接入直流电源4，由于风速的随机性三相整流器2得到整流后的直流电压范围是72v～144v直流电，接入稳压电容3后连接至直流电源4的输入端，最终稳定输出48v的直流电。直流电源4通过第一互感器单元5与负载水泵7的风电负载水泵连接，光伏发电模块为多个光伏阵列14并联组成，多个并联的光伏阵列14 一一通过对应连接的第一互感器单元5与负载水泵7的光伏负载水泵连接，第一互感器单元5包括电压和电流互感器（a2/v2），能够测量回路中的电压和电流值，并用于作为负载水泵7和卸荷电阻的投切逻辑输入条件。直流电源4和光伏阵列14与对应的负载水泵7之间还依次设置有防反二极管6和负载继电器13，直流电源4和光伏发电模块的输出端经过防反二极管6接入到负载继电器13的一端。考虑设备在极端工况的安全运行和设备的可维护性，在发电机1的输出端设
置急停回路接触器9，即发电机1与三相整流器2之间的电路中设置有急停回路接触器9，利用永磁电机的特性对电机进行刹车停机。特别的，当发电功率大于负载功率时，并保证系统正常发电运行，三相整流器2与稳压电容3之间设置有卸荷单元，卸荷单元包括卸荷继电器11和卸荷电阻单元12，卸荷继电器11与卸荷电阻单元12之间通过固态继电器连接，即在整流器2的输出端控制卸荷继电器11投入卸荷电阻单元12，实现能量释放，具体可以根据卸荷量确定投入卸荷电阻单元12中卸荷电阻的具体数量。对于光伏发电模块，光伏阵列14输出连接第一互感器单元5所包括的电压、电流传感器（a3/v3~a6/v6），输出后连接至负载继电器13；所有固态继电器分别为图2中所示的j11
…
j16、负载继电器13为图2中所示的j25
…
j29、j210，固态继电器和负载继电器13均与控制器模块连接，由第一控制核心8和第二控制核心10编程控制。控制核心8通过动力电缆连接第一互感器单元5和负载继电器13，通过通讯电缆通讯光隔离模块15连接控制核心2；控制核心2通过动力电缆连接第二互感器单元16和卸荷继电器11，通过通讯电缆通讯光隔离模块15连接控制核心1；如图4所示，新能源发电提水控制方法包括：负载水泵7的投入和切出控制方法、卸荷单元的投入和切出控制方法等。控制器模块上电后系统自检，通过第一互感器单元5检测各发电支路电压，控制器模块分为两个相互独立的流程进行独立控制，包括风机发电控制流程和光伏发电控制流程。对于风力发电模块，首先通过风速传感器采集实时风速信息，如果3秒平均风速大于3m/s持续30秒，断开急停接触器启动发电机，当第一互感器单元5监测电压v1＞94v且v2＞47v，第一控制核心8控制闭合固态继电器j25；如果发电机1转速小于500rpm保持发电状态，如果发电机1转速大于等于500rpm时，投入卸荷电阻，并根据卸荷电流a0计算卸载功率值。对于光伏发电模块，通过第一互感器单元5（v2/a2~v6/v6）检测光伏阵列14输出电压，如果电压大于47，则第一控制核心8控制闭合固态继电器j26、j27、j28，保持持续发电状态，否则固态继电器保持断开状态，系统返回待机状态。控制器模块通过对发电的总输出功率进行判断，如果总输出功率大于当前额定功率10%，并持续30秒，则投入卸荷电阻，否则卸荷电阻保持断开状态；如果总输出功率小于当前额定功率，则适当断开固态继电器以切出负载水泵7，当全部负载水泵7断开后，系统返回至系统停机状态；如果发电功率在额定功率附近，则保持最大功率输出，执行电动提水作业任务。
67.本发明还公开了一种新能源发电提水控制装置，装置包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器。处理器执行计算机程序指令时实现如上述任一项实施例的新能源发电提水控制方法。
68.本发明还公开了一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令。计算机程序指令被处理器执行时实现如上述实施例中任一项的新能源发电提水控制方法。
69.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。