10kW太陽能碟式空氣輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、太陽能分布廣泛、應(yīng)用方便、資源豐富，是世界各國普遍關(guān)注的與重點(diǎn)發(fā)展的新型戰(zhàn)略能源技術(shù)之一。對太陽能的合理充分利用可以提高中國能源結(jié)構(gòu)中清潔能源的比重。對太陽能的使用可使我國減少對礦物燃料依賴，是重要國策之一。太陽能熱發(fā)電（concentrating solar power，CSP）是相對于光伏（Photo Voltaic，PV）另一種太陽能發(fā)電形式，其理論系統(tǒng)效率要高于PV。碟式CSP因擁有幾種CSP系統(tǒng)中最高幾何聚光比而擁有最高熱循環(huán)

2、效率。且具有可集中可分布式發(fā)電能力、對場地要求低等優(yōu)點(diǎn)，因此作為本文研究對象。
　　對空氣輪發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)時分析了空氣輪機(jī)在系統(tǒng)熱力循環(huán)中所處位置。通過葉片內(nèi)空氣描述方程與其能量轉(zhuǎn)換條件，完成其參數(shù)確定。利用Solidworks繪制出其3D模型并通過3D打印機(jī)打印，與其他組件組裝完成了空氣輪發(fā)動機(jī)的初步設(shè)計(jì)，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性。
　　在對碟式 CSP系統(tǒng)碟盤進(jìn)行設(shè)計(jì)時，通過分析完成10kW碟盤參數(shù)設(shè)置，利用Solidwor

3、ks繪制其三維模型，并同過Tracepro完成了對所建模型的焦斑分析，驗(yàn)證了建模正確性與所建模型允許理論綜合誤差。
　　通過分析鼠籠電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)合鼠籠發(fā)電機(jī)（Squirrel cage induction generator， SCIG）T型等效電路得出了三相靜止abc坐標(biāo)系下鼠籠發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型。引入3s/2s、2s/2r坐標(biāo)變換概念得出其dq、αβ坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型，并通過分析SVPWM生成原理為接下來碟式CSP變流器分

4、析設(shè)計(jì)做出必要鋪墊。
　　碟式CSP系統(tǒng)變流器網(wǎng)側(cè)部分采用網(wǎng)側(cè)電壓矢量定向控制策略，利用前饋解耦方式完成對其dq坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型解耦。變流器電機(jī)側(cè)部分采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略，通過對電磁轉(zhuǎn)矩與定子磁鏈進(jìn)行直接控制方式，繞過了電流控制，具有更快響應(yīng)速度。
　　通過分別對SVPWM、碟式CSP系統(tǒng)變流器網(wǎng)側(cè)部分、變流器機(jī)側(cè)部分的仿真驗(yàn)證了碟式CSP系統(tǒng)背靠背雙PWM變流器實(shí)現(xiàn)的可能性,以及其靜、動態(tài)響應(yīng)特性。為以后碟式CSP系統(tǒng)變流