10kW潮流發(fā)電電控系統(tǒng)設計.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。作為可再生新能源之一,潮流能因其具有的能量密度大、可預測性強的優(yōu)點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進行發(fā)電。從原理性研究到樣機試驗,從借鑒風力發(fā)電技術到研發(fā)自身新技術,如今潮流能發(fā)電技術日趨成熟。國內的潮流能發(fā)電技術目前還處于研究和試驗階段。根據(jù)潮流能發(fā)電技術的發(fā)展現(xiàn)狀,本文設計了基于長期運行的離網(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容:
　　首先,確定了潮流能發(fā)電系統(tǒng)潮流能轉換裝置、能量傳遞裝置和電能轉換裝置的結構形式。潮流能轉換裝置采用帶聚流罩的水平軸透平的形式,電能轉換裝置為三相永磁同步發(fā)電機(PMSG),能量傳遞裝置采取的是發(fā)電機和水平透平直接連接驅動的形式。
　　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撲結構,并基于電能變換與處理單元的拓撲結構設計了對應的控制系統(tǒng)。電能變換與處理單元采用“交-直-交

3、”形式的拓撲結構,同時為了滿足系統(tǒng)長期運行的要求,在直流環(huán)節(jié)加入了負載調節(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驅動電路、三相逆變器驅動電路和其他輔助電路。
　　再次,建立了永磁同步發(fā)電機和三相交流逆變器的數(shù)學模型,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制技術進行控制;整流側輸出端的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;負載調節(jié)回路采用動態(tài)