發(fā)布時間：2020-04-03 03:48

【摘要】：城市供水管網的數據采集一直是一個難題,且智慧水務給供水管網的實時監(jiān)測與控制提出了更高的要求。我們擬通過設計一個水流發(fā)電系統(tǒng),解決低功耗設備的供電問題,同時通過電源管理實現(xiàn)沖擊負載與長期低功耗設備的有效運行,提高系統(tǒng)整體的可靠性。有效解決傳統(tǒng)的數據采集設備和工作設備需定期更換電池的難題,大大降低了維護成本,為大面積的使用和一些偏遠地區(qū)和環(huán)境特殊的部署提供了方便。本文重點研究了100mm管徑的水輪機滿足輸出功率和減小水頭損失條件下,經計算和對比分析確定最優(yōu)結構,且安裝方便,不易損壞的多片式結構設計,并使用Solidworks建立了水輪機三維模型,在CFD軟件中建立了流場模型,通過模擬仿真進行了結構優(yōu)化;通過分析建立了負載的數學模型,并耦合了用水的時變性、負載變化的不確定性等因素,利用PSIM進行了管道水流發(fā)電機供電的電壓變換器的MPPT控制策略進行仿真研究;通過選擇合適的充電電池,達到系統(tǒng)的長期可用目的。為了延長電池使用壽命,通過引入控制算法,并進行了仿真分析,確保電池工作在合適的工作區(qū)間。首先介紹了發(fā)電系統(tǒng)的結構組成,分析了系統(tǒng)各個部分的工作原理;然后,使用了Solidworks軟件對水輪機建立模型,基于流體力學基礎,采用有限元分析軟件ANSYS作為計算和分析的工具,設計出了符合既定目標的水輪機模型,遴選出與水輪機匹配的發(fā)電機,再使用PSIM軟件對系統(tǒng)進行仿真研究,以達到最佳利用水流能為蓄電池和負載供電,最后對主電路進行了設計。
【圖文】：

圖 1-1 現(xiàn)場管網監(jiān)測設備圖來水管網上安裝的流量計、壓力傳感器等數據采集設備蓄電池進行供電，，只有少部分能夠接入市電的設備才選是目前使用的蓄電池的容量都是非常有限的，且使用

渦輪機流道圖
【學位授予單位】：湖南工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM612

【參考文獻】

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本文編號：2612887