10kW潮流發(fā)電電控系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、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(cè)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

2、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(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)。電能變換與處理單元采用“交-直-交

3、”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、IGBT驅(qū)動(dòng)電路、三相逆變器驅(qū)動(dòng)電路和其他輔助電路。
　　再次,建立了永磁同步發(fā)電機(jī)和三相交流逆變器的數(shù)學(xué)模型,提出了電控系統(tǒng)的控制策略。三相逆變器通過采用空間矢量調(diào)制技術(shù)進(jìn)行控制;整流側(cè)輸出端的Boost升壓電路采用基于Boost電路的爬山搜索法作為其最大功率跟蹤控制策略;負(fù)載調(diào)節(jié)回路采用動(dòng)態(tài)