隨著傳統(tǒng)化石能源的日益緊缺，各國政府都著手通過開發(fā)利用可再生能源來解決能源危機(jī)。作為可再生新能源之一，潮流能因其具有的能量密度大、可預(yù)測性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)而為世界很多國家所開發(fā)和利用。目前，潮流能的主要利用方式是通過水輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。從原理性研究到樣機(jī)試驗(yàn)，從借鑒風(fēng)力發(fā)電技術(shù)到研發(fā)自身新技術(shù)，如今潮流能發(fā)電技術(shù)日趨成熟。國內(nèi)的潮流能發(fā)電技術(shù)目前還處于研究和試驗(yàn)階段。根據(jù)潮流能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)了基于長期運(yùn)行的離網(wǎng)型潮流能發(fā)電電控系統(tǒng)，系統(tǒng)容量為10kW。論文主要包括以下內(nèi)容：首先，確定了潮流能發(fā)電系統(tǒng)潮流能轉(zhuǎn)換裝置、能量傳遞裝置和電能轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)形式。潮流能轉(zhuǎn)換裝置采用帶聚流罩的水平軸透平的形式，電能轉(zhuǎn)換裝置為三相永磁同步發(fā)電機(jī)（PMSG），能量傳遞裝置采取的是發(fā)電機(jī)和水平透平直接連接驅(qū)動(dòng)的形式。其次，確定了潮流發(fā)電電控系統(tǒng)電能變換與處理單元的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并基于電能變換與處理單元的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了對應(yīng)的控制系統(tǒng)。電能變換與處理單元采用“交-直-交”形式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)為了滿足系統(tǒng)長期運(yùn)行的要求，在直流環(huán)節(jié)加入了負(fù)載調(diào)節(jié)電路；控制系統(tǒng)以ARM處理器為核心，包括有ARM處理器外圍電路、IGB... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

直流負(fù)載下的離網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)框圖

7這里給出離網(wǎng)運(yùn)行潮流能發(fā)電站的兩種結(jié)構(gòu)框圖。圖 1.1 所示為直流負(fù)載下的結(jié)構(gòu)框圖，圖 1.2 所示為交流負(fù)載下的結(jié)構(gòu)框圖。圖 1.1 直流負(fù)載下的離網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)框圖圖 1.1 中，整流器將發(fā)電機(jī)輸出的變幅、變頻的三相交流電變換為直流電，控制器控制直流變換器為蓄電池充電，同時(shí)為直流負(fù)載提供穩(wěn)定的電能。圖 1.2 交流負(fù)載下的離網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)框圖與圖 1.1 相比，圖 1.2 中加入了逆變器，逆變器將直流變換器輸出的直流電變換為恒頻、恒幅的交流電供給交流負(fù)載使用。由于加入了逆變環(huán)節(jié)，交流負(fù)載下的離網(wǎng)運(yùn)行潮流能發(fā)電站在結(jié)構(gòu)上更為復(fù)雜。1.4 本論文內(nèi)容和章節(jié)安排本論文根據(jù)目前潮流能發(fā)電技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，確定了 10kW 潮流發(fā)電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，從軟硬件兩個(gè)方面設(shè)計(jì)了 10kW 潮流發(fā)電的電控系統(tǒng)

定了發(fā)電系統(tǒng)透平的結(jié)構(gòu)方案和電控方案。在整個(gè)潮流發(fā)電變器用到的空間矢量調(diào)制技術(shù)（SVPWM）從原理和實(shí)現(xiàn)方最后給出了 10kW 潮流發(fā)電電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。成原理電系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)能量從潮流動(dòng)能向電能的轉(zhuǎn)換，其工作作用在按照一定攻角安裝的透平槳葉上，透平槳葉產(chǎn)生了繞旋轉(zhuǎn)。透平通過機(jī)械連接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)就隨而變化的交流電。由于潮流流速具有周期脈動(dòng)性，使得發(fā)電值上均隨潮流流速進(jìn)行脈動(dòng)，所以發(fā)電機(jī)輸出的電能要經(jīng)過節(jié)和控制之后，才能達(dá)到負(fù)載的使用要求[21,22]。電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 2.1 所示，主要由透平、發(fā)電機(jī)、電系統(tǒng)構(gòu)成。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究[J]. 張蔚,王岳,楊奕.  制造業(yè)自動(dòng)化. 2012(07)
[2]我國新能源發(fā)展障礙與應(yīng)對:全球現(xiàn)狀評述[J]. 閆強(qiáng),陳毓川,王安建,王高尚,于汶加,陳其慎.  地球?qū)W報(bào). 2010(05)
[3]潮流能透平裝置電液比例變槳距控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其試驗(yàn)[J]. 馬舜,李偉,劉宏偉,林勇剛.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2010(19)
[4]潮流能發(fā)電及潮流能發(fā)電裝置[J]. 戴慶忠.  東方電機(jī). 2010(02)
[5]淺談我國能源現(xiàn)狀和水電資源利用的飛速發(fā)展[J]. 溫建軍,李安桂.  制冷空調(diào)與電力機(jī)械. 2009(06)
[6]海洋能知識講座（2） 海洋能的特點(diǎn)[J]. 王傳崑.  太陽能. 2008(10)
[7]直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的最佳風(fēng)能跟蹤控制[J]. 姚駿,廖勇,瞿興鴻,劉刃.  電網(wǎng)技術(shù). 2008(10)
[8]海洋潮流能資源估算方法研究進(jìn)展[J]. 呂新剛,喬方利.  海洋科學(xué)進(jìn)展. 2008(01)
[9]我國海洋能研究與開發(fā)現(xiàn)狀分析[J]. 劉富鈾,趙世明,張智慧,徐紅瑞,孟潔,張榕.  海洋技術(shù). 2007(03)
[10]兆瓦級永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變流技術(shù)[J]. 徐鋒,王輝,楊韜儀.  電力自動(dòng)化設(shè)備. 2007(07)

博士論文
[1]水平軸潮流能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換率及功率控制研究[D]. 馬舜.浙江大學(xué) 2011
[2]變速恒頻風(fēng)力發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 卞松江.浙江大學(xué) 2003

碩士論文
[1]典型海島多能互補(bǔ)發(fā)電站負(fù)載分配技術(shù)的研究[D]. 趙陽.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[2]10KW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制[D]. 宋立剛.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[3]戶用型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率控制研究[D]. 林文品.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[4]直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中電流源型逆變器的控制策略研究[D]. 劉洪源.天津大學(xué) 2007
[5]基于DSP的風(fēng)能并網(wǎng)逆變器研究[D]. 蘭俊杰.大連理工大學(xué) 2006



本文編號：3319106