本文關(guān)鍵詞：潮流能發(fā)電機組水下監(jiān)控裝置的設計與開發(fā)

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【摘要】：隨著社會的發(fā)展與科技的進步,人們對能源的依賴程度越來越高,能源已經(jīng)成為關(guān)系著人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)。然而,伴隨著人類的大量使用,傳統(tǒng)的化石能源已面臨枯竭。同時,化石能源的燃燒和使用所帶來的環(huán)境污染問題也在日益加重,近幾年的霧霾天氣又一次為我們敲響了警鐘。為了全球的可持續(xù)發(fā)展,開發(fā)和利用綠色可再生能源已經(jīng)成為世界各國的共識。潮流能作為海洋能的一種,儲量豐富且具有很強的規(guī)律性,是一種綠色可再生能源,所以潮流能發(fā)電越來越受到各國的重視。本課題來源于國家海洋局海洋可再生能源專項資金項目——“500kW海洋能獨立電力系統(tǒng)示范工程”。其中,中國海洋大學負責100kW潮流能發(fā)電,并為此設計了兩臺50kW的潮流能發(fā)電機組。潮流能發(fā)電機組下水后,為了保證機組的安全,獲得最大的能量,需要對機組的運行環(huán)境和運行狀態(tài)進行監(jiān)測,同時對機組的槳距角度進行控制。針對以上要求,本文設計了一套水下監(jiān)控裝置,該裝置由水下監(jiān)測系統(tǒng)和變槳控制系統(tǒng)兩部分組成,實現(xiàn)了對潮流能發(fā)電機組的運行狀態(tài)監(jiān)測和變槳控制。本文的主要工作如下：1.對水下監(jiān)測系統(tǒng)的硬件電路和軟件流程進行了設計與開發(fā)。實現(xiàn)了多傳感器的底層驅(qū)動與信息采集,能夠?qū)C組內(nèi)部環(huán)境參數(shù)、外部環(huán)境參數(shù)以及機組運行狀態(tài)進行監(jiān)測；2.對變槳控制系統(tǒng)進行了設計與開發(fā)。提出了電流、轉(zhuǎn)速、角度三閉環(huán)控制算法,設計了一鍵變槳功能,實現(xiàn)了槳葉的精確控制;3.基于Modbus協(xié)議和CAN總線進行了通信系統(tǒng)設計,實現(xiàn)了水下各模塊之間和機組與岸上系統(tǒng)之間的通信;4.設計了傳感器標定實驗和現(xiàn)場測試實驗,傳感器標定實驗提高了數(shù)據(jù)的準確性,現(xiàn)場測試實驗增加了機組布放后系統(tǒng)運行的可靠性。本文所設計的水下監(jiān)控裝置已經(jīng)下水運行,監(jiān)測參數(shù)定時上傳至監(jiān)控上位機,實現(xiàn)了對機組運行狀態(tài)的監(jiān)測。將這些參數(shù)存入數(shù)據(jù)庫,可以為更好地開發(fā)和利用潮流能提供寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM31

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本文編號：1162978