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1kW潮流能发电机试验装置控制系统研究

张少杰  
【摘要】:在传统能源日益枯竭的今天,新能源的开发利用已刻不容缓。如今,资源丰富、绿色环保的潮流能越来越受到世人的关注。世界各国都在研建潮流能发电站,但在潮流能发电系统中,由于水动力特性,系统从水中吸收功率的大小和系统的转速特性有关,那么如何控制系统的转速特性来提高功率利用系数,增加系统输出功率,对提高能量利用率具有重要的现实意义。 本文以1kW潮流能发电装置为研究对象,在研究了其机械结构和设计理论的基础上确定功率控制策略,即通过控制最佳叶尖速比来实现最大功率利用系数的控制。本文分析研究并建立系统数学模型,根据系统模型确定最佳叶尖速比的控制采用可变功率负载调节方法。在具体的控制过程中采用转速外环电流内环的双闭环控制,用转速外环的输出作为电流内环的输入。在逆变环节采用SVPWM脉宽调制技术,其输入量采用双闭环控制的输出量。在负载变化时,主轴转速也会随之发生变化,水轮机输出功率也随之变化,通过调节负载大小,使输出功率始终为最优功率,就可达到最优功率跟踪控制的目的。 为验证可变功率负载理论分析的正确性和可行性,本文设计了1kW潮流能发电试验装置控制系统的硬件和软件部分。包括控制系统主电路,信号反馈电路,功率保护电路以及软件实现思想和流程图。在此基础上,本论文对整套装置进行了试验,实验结果证明本文提出的可变功率负载调节理论分析正确,方案可行。


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