隨著化石能源的日益枯竭和燃燒化石能源帶來(lái)污染的日益加重,尋找清潔的、可替代的綠色能源迫在眉睫。由于貯存量大、規(guī)律性強(qiáng)、能量密度較高等一系列特點(diǎn),繼太陽(yáng)能、風(fēng)能的大面積開(kāi)發(fā)過(guò)后,潮流能引起了各國(guó)學(xué)者的關(guān)注,成為了目前開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。潮流能發(fā)電系統(tǒng)主要由葉輪機(jī)和發(fā)電機(jī)等部分構(gòu)成。但在潮流能發(fā)電系統(tǒng)中,裝置并不能將全部的潮流能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,如不加以控制,系統(tǒng)將很難運(yùn)行在最佳功率點(diǎn),這也是目前潮流能開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)難點(diǎn)。本文首先介紹了常用的幾種潮流能最大功率跟蹤控制算法,并比較了這些算法的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)的水平軸直驅(qū)式潮流能發(fā)電系統(tǒng),本文詳細(xì)分析了系統(tǒng)的各部分組成、構(gòu)建了水平軸式水輪機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)、不控整流+Boost-Buck電路能量變換模塊等一系列模型。根據(jù)現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和潮流能發(fā)電技術(shù),結(jié)合葉尖速比算法,提出了基于滑模變結(jié)構(gòu)的最大功率跟蹤控制算法,根據(jù)建模和算法在MATLAB/Simulink中實(shí)現(xiàn)了仿真。本文將最大功率跟控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化為控制葉尖速比的問(wèn)題,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的問(wèn)題,利用滑膜變結(jié)構(gòu)算法實(shí)現(xiàn)葉尖速比最優(yōu)值的實(shí)時(shí)跟蹤,最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電機(jī)輸出、提高葉輪水能捕獲系數(shù),減少系統(tǒng)震蕩等控制目的。同時(shí)將采用該算法的潮流能發(fā)電系統(tǒng)與不控的潮流能發(fā)電系統(tǒng)及工程上實(shí)際應(yīng)用較多的采用PI的葉尖速比法的潮流能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了算法的有效性。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類(lèi)】：P743;TM619
【部分圖文】：

圖 1- 1 EnCurrent 垂直軸潮流能發(fā)電裝置流能發(fā)電機(jī)組是指水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸平行于海平面前大部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)。因?yàn)樗捷S式潮流能系統(tǒng)，所以水平軸式潮流能發(fā)電系統(tǒng)取得了較為快速轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。能發(fā)電系統(tǒng)研究一直處于世界領(lǐng)先水平，該國(guó)的出了世界首臺(tái)大型水平軸潮流能發(fā)電裝置“SeaFlo前運(yùn)行良好。2008 年，該機(jī)組的二階段樣機(jī)“S特朗德湖實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，如圖 1-2 所示，單機(jī)功率至 2012 年 5 月，“SeaGen”總發(fā)電量超過(guò) 3GWh發(fā)電量總和的十倍還多。

圖 1- 1 EnCurrent 垂直軸潮流能發(fā)電裝置流能發(fā)電機(jī)組是指水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸平行于海平面或前大部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)。因?yàn)樗捷S式潮流能系統(tǒng)透平，所以水平軸式潮流能發(fā)電系統(tǒng)取得了較為快速的換系統(tǒng)。能發(fā)電系統(tǒng)研究一直處于世界領(lǐng)先水平，該國(guó)的 M了世界首臺(tái)大型水平軸潮流能發(fā)電裝置“SeaFlow”前運(yùn)行良好。2008 年，該機(jī)組的二階段樣機(jī)“SeaG朗德湖實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，如圖 1-2 所示，單機(jī)功率等 2012 年 5 月，“SeaGen”總發(fā)電量超過(guò) 3GWh，比電量總和的十倍還多。

第 1 章 緒論旋槳式葉片的水平軸潮流能發(fā)電系統(tǒng)。這個(gè)水平軸發(fā)T 公司早了近 20 年，該樣機(jī)通過(guò)液壓傳動(dòng)將能量傳過(guò)液壓馬達(dá)來(lái)帶動(dòng) 8kW 三相交流三次諧波自激勵(lì)硅驗(yàn)在舟山進(jìn)行，21 次實(shí)驗(yàn)中，在流速達(dá)到 3m/s 時(shí)，這次實(shí)驗(yàn)雖然在原理上取得的成功，但是由于技術(shù)和后續(xù)的研究與實(shí)驗(yàn)。紀(jì)八九十年代，我國(guó)的潮流能技術(shù)開(kāi)始獲得較快的濱工程大學(xué)開(kāi)始研發(fā)垂直軸潮流能發(fā)電系統(tǒng)，先后 60W 和 1kW 模型樣機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)并設(shè)計(jì)了“萬(wàn)向Ⅰ漂浮式潮流能發(fā)電裝置，2002 年“萬(wàn)向Ⅰ”在舟山成Ⅰ”如圖 1-5 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2871907