【摘要】：本文根據(jù)海流渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行特性,提出了一種改進(jìn)的經(jīng)濟(jì)模型預(yù)測(cè)控制方法,優(yōu)化了常年工作在海底的渦輪機(jī)系統(tǒng),通過(guò)建立海流渦輪機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,考慮齒輪壽命預(yù)測(cè)和變速箱損耗程度,結(jié)合設(shè)定的系統(tǒng)運(yùn)行約束條件,以渦輪機(jī)的工作壽命為重要參考依據(jù),在提高海流渦輪機(jī)發(fā)電量的基礎(chǔ)上,降低系統(tǒng)的發(fā)電代價(jià),增加渦輪機(jī)的工作壽命。然后,在滿足系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上,以安全性為前提,提升系統(tǒng)的響應(yīng)能力,增加系統(tǒng)的快速性。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)表明使用的控制方法能夠得到優(yōu)良的控制效果。具體研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:首先,針對(duì)海流渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng),在研究最大發(fā)電量的基礎(chǔ)上,考慮海流渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性,基于改進(jìn)經(jīng)濟(jì)模型預(yù)測(cè)控制方法,設(shè)定渦輪機(jī)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo),系統(tǒng)在設(shè)定的約束條件下運(yùn)行,結(jié)合渦輪機(jī)系統(tǒng)齒輪壽命預(yù)測(cè)和變速箱損耗程度,綜合考慮系統(tǒng)的發(fā)電代價(jià),其目的是在提高海流渦輪機(jī)發(fā)電量的基礎(chǔ)上,降低系統(tǒng)的發(fā)電代價(jià),增加渦輪機(jī)的工作壽命。仿真結(jié)果表明使用的控制方法改進(jìn)了系統(tǒng)的控制效果,提升了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。其次,針對(duì)海流渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性,由于傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模型預(yù)測(cè)控制在大規(guī)模非線性系統(tǒng)求解時(shí)有一定的局限性,因此,本文將快速性作為海流渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電過(guò)程的一項(xiàng)指標(biāo),基于快速性的經(jīng)濟(jì)模型預(yù)測(cè)控制方法,在滿足系統(tǒng)安全性的前提下提升系統(tǒng)的響應(yīng)能力,以渦輪機(jī)的工作壽命為重要參考依據(jù),然后將其應(yīng)用于海流渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)中,并通過(guò)仿真對(duì)比驗(yàn)證了算法的可行性與有效性。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM612;P743.1
【圖文】：

基于海流渦輪機(jī)系統(tǒng)，提出了一些控制算法應(yīng)用于海流能發(fā)電，旨在獲取更好的逡逑控制效果。逡逑海流渦輪機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖２．１所示，渦輪機(jī)通過(guò)海流推動(dòng)渦輪機(jī)葉片獲取動(dòng)逡逑能，然后通過(guò)齒輪箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將渦輪機(jī)獲取的能量傳輸?shù)桨l(fā)電機(jī)側(cè)，發(fā)電機(jī)將獲逡逑取的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，輸出到電網(wǎng)。逡逑咖逡逑圖２．１海流渦輪機(jī)圖示［７７］逡逑１３逡逑

基于海流渦輪機(jī)系統(tǒng)，提出了一些控制算法應(yīng)用于海流能發(fā)電，旨在獲取更好的逡逑控制效果。逡逑海流渦輪機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖２．１所示，渦輪機(jī)通過(guò)海流推動(dòng)渦輪機(jī)葉片獲取動(dòng)逡逑能，然后通過(guò)齒輪箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將渦輪機(jī)獲取的能量傳輸?shù)桨l(fā)電機(jī)側(cè)，發(fā)電機(jī)將獲逡逑取的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，輸出到電網(wǎng)。逡逑咖逡逑圖２．１海流渦輪機(jī)圖示［７７］逡逑１３逡逑

邋Ｖ逡逑其中？；？是葉輪的角速度，ｖｎ＞是海流渦輪機(jī)的葉尖速度。根據(jù)效率系數(shù)的公式表逡逑述形式，海流渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的ＭＰＰＴ策略的ＣＰ曲線如圖２．３所示。逡逑０．５邋邐．邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐＜邐■邐■邐逡逑０．４５邋？逡逑，Ｔ＼逡逑０４邐／／晰、＇逡逑０３Ｓ［邐／＾７ｘ邐＼逡逑ｓ：ｅ邋Ａ邋＼＼：逡逑／邐＼＼邐－邐＼邐＼逡逑00５邋？邐，邐＼邐＇邐＼邐、逡逑０Ｌ＾＿．＿＿，＿．＿＾＿＿逡逑０邐２邐４邐６邐８邐１０邐１２邐１４邐１６邐１８邐２０逡逑ｌａｂ逡逑圖２．３海流渦輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的ＭＰＰＴ策略的0＝曲線逡逑根據(jù)流體的能量轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)子上的流體動(dòng)力葉片將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，通逡逑過(guò)洋流獲得的功率轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩，有效地在轉(zhuǎn)子上提供轉(zhuǎn)矩ｒ？，：逡逑Ｔ／邋＝３ｌ邐（２．４０）逡逑其中７；是轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)換，其修改如下：逡逑１６逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2771629