欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

一種基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及控制方法

文檔序號:10562909閱讀:600來源:國知局
一種基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及控制方法,該系統(tǒng)包括:波浪能收集裝置,包括多個相互連接的波浪俘能單元,波浪俘能單元的公共傳動軸與齒輪箱相連,用于將波浪能轉(zhuǎn)化為機械能;發(fā)電裝置,用于將機械能轉(zhuǎn)化為電能;電能變換電路,包括整流電路和逆變電路,其輸出端與電網(wǎng)相連,用于實現(xiàn)電能的逆變并網(wǎng),對并網(wǎng)輸出功率進行調(diào)節(jié);檢測控制電路,用于檢測系統(tǒng)運行時的各項參數(shù),并對系統(tǒng)進行控制。本發(fā)明利用模塊化的波浪能收集裝置將波浪能轉(zhuǎn)換為機械能并最終轉(zhuǎn)換為電能,通過基于坐標變換的電流控制,實現(xiàn)了單位功率因數(shù)下的逆變并網(wǎng)運行,同時利用最大功率點跟蹤算法,使系統(tǒng)始終工作于最大功率輸出狀態(tài),最大限度的利用了波浪能。
【專利說明】
-種基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及新能源發(fā)電領(lǐng)域,尤其設(shè)及一種基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電 系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前,人類能源消耗越來越大,能源供應日趨緊張,新能源發(fā)電技術(shù)得到了快速的 發(fā)展。其中,波浪能發(fā)電技術(shù)作為一種有效的新能源發(fā)電方式得到了越來越多的應用。海洋 波浪蘊藏著巨大的能量,全球有經(jīng)濟價值的波浪能開采量估計為上億千瓦。波浪能發(fā)電技 術(shù)的應用可W在一定程度上緩解目前的能源緊張。
[0003] 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,新能源并網(wǎng)得到了較為廣泛的應用。相比于太陽能和 風能,波浪能的能量密度大,發(fā)電的有效運行時間長,更加適合于并網(wǎng)發(fā)電。近海海域的小 型波浪能發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)發(fā)電可W避免長距離輸電的高成本,更加靈活方便的實現(xiàn)與沿海 電力網(wǎng)的并網(wǎng),具有較大的應用前景。
[0004] 傳統(tǒng)波浪能發(fā)電系統(tǒng)的體積較大,成本較高,且裝置為固定結(jié)構(gòu),只能通過改變發(fā) 電系統(tǒng)的數(shù)量來適應不同的發(fā)電功率需求,在小功率發(fā)電的應用場合配置不夠靈活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有波浪能發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)固定,體積較大,成 本較高,配置不夠靈活的缺陷,提供一種小型低成本的近海波浪能發(fā)電系統(tǒng),該系統(tǒng)波浪能 收集裝置由波浪俘能單元構(gòu)成,可方便改變波浪俘能單元的數(shù)目并靈活適應不同的發(fā)電功 率需求,系統(tǒng)通過有源逆變技術(shù)實現(xiàn)電能的并網(wǎng),并利用最大功率點跟蹤算法實現(xiàn)輸出功 率的最大化。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007] 本發(fā)明提供一種基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),包括波浪能收集裝 置、發(fā)電裝置和電能變換電路,發(fā)電裝置和電能變換電路還與檢測控制電路相連,其中:
[000引波浪能收集裝置包括多個相互連接的波浪俘能單元,波浪俘能單元的公共傳動軸 與齒輪箱相連,用于將波浪能轉(zhuǎn)化為機械能;
[0009] 發(fā)電裝置用于將機械能轉(zhuǎn)化為電能;
[0010] 電能變換電路包括整流電路和逆變電路,其輸出端與電網(wǎng)相連,用于實現(xiàn)電能的 逆變并網(wǎng),并對并網(wǎng)輸出功率進行控制;
[0011] 檢測控制電路用于檢測系統(tǒng)運行時的各項參數(shù),并對系統(tǒng)進行控制。
[0012] 進一步地,本發(fā)明的波浪俘能單元包括浮板、單向離合軸承、軸承、連桿和傳動軸;
[0013] 浮板通過連桿與單向離合軸承外圈相連,軸承設(shè)置在單向離合軸承的兩端,單向 離合軸承內(nèi)圈、軸承內(nèi)圈均與傳動軸配合連接。
[0014] 進一步地,本發(fā)明的波浪俘能單元還包括支架,支架一端與軸承的外圈相連,另一 端與海上固定發(fā)電平臺相連,波浪俘能單元通過支架固定于發(fā)電平臺。
[0015] 進一步地,本發(fā)明的多個波浪俘能單元相互連接組網(wǎng),傳動軸處于同一直線的兩 個波浪俘能單元之間通過聯(lián)軸器將傳動軸連接;傳動軸之間存在夾角的兩個波浪俘能單元 之間通過錐齒輪將傳動軸連接。
[0016] 進一步地,本發(fā)明的發(fā)電裝置包括永磁同步發(fā)電機和多抽頭Ξ相變壓器。
[0017] 進一步地,本發(fā)明的整流電路包括由電力二極管與電容組成的Ξ相整流橋,逆變 電路為由IGBT作為開關(guān)器件的Ξ相橋式逆變電路。
[0018] 進一步地,本發(fā)明的控制與檢測裝置包括電壓傳感器、電流傳感器、處理器和驅(qū)動 電路;
[0019] 電壓傳感器與電流傳感器分別用于檢測電能變換裝置的輸出電流W及電壓的有 效值;處理器用于接收傳感器的信息,經(jīng)過處理后對系統(tǒng)進行適當?shù)目刂?;?qū)動電路用于將 系統(tǒng)的控制信號轉(zhuǎn)化為可W驅(qū)動IGBT工作的較大功率驅(qū)動電壓。
[0020] 本發(fā)明提供一種基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電控制方法,裝置可W根據(jù)波 浪能收集裝置產(chǎn)生的機械能對輸出電流的幅值和相位的控制,裝置通過將Ξ相靜止坐標中 的Ua、Ub、U。,ia、ib、i。分量分別轉(zhuǎn)換為兩相旋轉(zhuǎn)坐標中的d、q軸分量,利用PID調(diào)節(jié)W及前饋 解禪,實現(xiàn)輸出電流在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系d、q兩個維度的獨立控制,對波浪能并網(wǎng)發(fā)電輸出電 能的有功功率和無功功率進行分別調(diào)節(jié),進而實現(xiàn)單位功率控制,其中,d軸電流采用PD控 制,q軸電流采用PI控制。
[0021] 進一步地,本發(fā)明的方法將Ξ相靜止坐標系下的電壓及電流轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)電壓矢 量同步旋轉(zhuǎn)的兩相旋轉(zhuǎn)坐標系中的d、q軸分量,具體計算方法為:
[0024] 分別對電流id、iq進行PD控制與PI控制,經(jīng)過前饋解禪,得到Ud、Uq;利用化/3s變 換,將其轉(zhuǎn)換為輸出信號a、b、c,具體計算方法為:
[0025]
[0026] 其中,Θ為電網(wǎng)的電壓矢量旋轉(zhuǎn)的角度,Ua、Ub、U。,ia、ib、i。分別為電網(wǎng)Ξ相線電壓 W及Ξ相線電流的經(jīng)過測量得到的有效值。
[0027] 進一步地,本發(fā)明的該方法還包括過對輸出電壓W及電流進行檢測,從而確定系 統(tǒng)的電能輸出功率;并根據(jù)輸出電功率W及設(shè)定電流的增減狀況判斷電流的增減;當輸出 電功率與設(shè)定電流增減狀態(tài)相同時,系統(tǒng)將會增加設(shè)定電流值;當二者的增減狀態(tài)相反時, 系統(tǒng)將會減小設(shè)定電流值;使系統(tǒng)始終工作在功率最大的狀態(tài)。
[0028] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng), 能夠利用海洋中的波浪能進行發(fā)電,可W節(jié)約能源,緩解能源緊張;將近海海域波浪能轉(zhuǎn)化 為電能并直接輸入沿海電力網(wǎng),省去了電能的儲存w及長距離傳輸環(huán)節(jié),提高了能量利用 效率;本發(fā)明配置靈活、成本較低,波浪能收集裝置采用了由波浪俘能單元組成的模塊化設(shè) 計,可W方便的改變波浪俘能單元的數(shù)目W適應不同發(fā)電功率需求;另外,本發(fā)明的控制方 法采用基于坐標變換的電流閉環(huán)控制,可W根據(jù)波浪能收集裝置產(chǎn)生的機械能對輸出電流 的大小W及相位進行調(diào)節(jié),實現(xiàn)了單位功率因數(shù)下的并網(wǎng)運行;采用可變步長的最大功率 點跟蹤算法,使系統(tǒng)處于最優(yōu)運行狀態(tài),實現(xiàn)了對波浪能最大限度的利用。
【附圖說明】
[0029] 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明,附圖中:
[0030] 圖1是本發(fā)明實施例的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0031] 圖2是本發(fā)明實施例的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的波浪能收集裝 置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0032] 圖3是本發(fā)明實施例的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的電能變換電路 的電路圖;
[0033] 圖4(a)是本發(fā)明實施例的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電控制方法的坐標 變換算法示意圖(a);
[0034] 圖4(b)是本發(fā)明實施例的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電控制方法的坐標 變換算法示意圖(b);
[0035] 圖4(c)是本發(fā)明實施例的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電控制方法的電流 閉環(huán)算法示意圖(C);
[0036] 圖5是本發(fā)明實施例的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電控制方法的最大功率 跟蹤算法不意圖;
[0037] 圖中,1-浮板,2-單向離合軸承,3-軸承,4-聯(lián)軸器,5-錐齒輪,6-連桿,7-傳動軸, 8-支架,9-齒輪箱。
【具體實施方式】
[0038] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,W下結(jié)合附圖及實施例, 對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅用W解釋本發(fā)明,并 不用于限定本發(fā)明。
[0039] 如圖1所示,本發(fā)明實施例的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),包括波浪 能收集裝置、發(fā)電裝置和電能變換電路,發(fā)電裝置和電能變換電路還與檢測控制電路相連, 其中:
[0040] 波浪能收集裝置包括多個相互連接的波浪俘能單元,波浪俘能單元的公共傳動軸 與齒輪箱9相連,用于將波浪能轉(zhuǎn)化為機械能;
[0041] 發(fā)電裝置用于將機械能轉(zhuǎn)化為電能;
[0042] 電能變換電路包括整流電路和逆變電路,其輸出端與電網(wǎng)相連,用于實現(xiàn)電能的 逆變并網(wǎng),并對并網(wǎng)輸出功率進行控制;
[0043] 檢測控制電路用于檢測系統(tǒng)運行時的各項參數(shù),并對系統(tǒng)進行控制。
[0044] 波浪俘能單元包括浮板1、單向離合軸承2、軸承3、連桿6和傳動軸7;浮板1通過連 桿6與單向離合軸承2外圈相連,軸承3設(shè)置在單向離合軸承2的兩端,單向離合軸承2內(nèi)圈、 軸承3內(nèi)圈均與傳動軸7配合連接。
[0045] 波浪俘能單元還包括支架8,支架8設(shè)置在軸承3的下端,支架8-端與軸承3的外圈 相連,另一端與海上固定發(fā)電平臺相連,波浪俘能單元通過支架8固定于發(fā)電平臺。
[0046] 多個波浪俘能單元相互連接組網(wǎng),傳動軸7處于同一直線的兩個波浪俘能單元之 間通過聯(lián)軸器4將傳動軸連接;傳動軸7之間存在夾角的兩個波浪俘能單元之間通過錐齒輪 5將傳動軸連接。
[0047] 在本發(fā)明的另一個具體實施例中,包括由波浪俘能單元W及變速系統(tǒng)構(gòu)成的波浪 能收集裝置、永磁同步發(fā)電機、Ξ相變壓器、整流逆變電路W及控制電路。
[0048] 波浪能收集裝置由波浪俘能單元W及變速系統(tǒng)構(gòu)成,圖2為其結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所 示,每個能量收集單元由支架8、連桿6、單向離合軸承2、軸承3、浮板1構(gòu)成。其中,軸承2為單 向離合軸承,軸承3為普通軸承。在裝置運行過程中,浮板隨波浪起伏。當浮板上浮時,單向 離合軸承處于鎖定狀態(tài),此時浮板將通過單向離合軸承帶動傳動軸旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生機械能;當浮 板下沉時,單向離合軸承處于活動狀態(tài),浮板受到重力作用跟隨波浪水位下降。
[0049] 通常,波浪能收集裝置包含多個波浪俘能單元,波浪俘能單元通過傳動軸7實現(xiàn)輸 出機械能的并聯(lián)。當能量收集裝置的多組波浪俘能單元處于工作狀態(tài)時,由于不同位置的 俘能單元浮板處的波浪水位與狀態(tài)不同,在任意時刻,總有波浪俘能單元浮板處于上升狀 態(tài),為裝置提供機械能,因此波浪能收集裝置可W為發(fā)電機提供持續(xù)的扭矩輸入。齒輪箱9 的輸入端與傳動軸7固定,輸出端與發(fā)電機的主軸固定。波浪俘能單元將波浪能量轉(zhuǎn)化為傳 動軸7的旋轉(zhuǎn)機械能,經(jīng)過齒輪箱9對傳動軸的調(diào)速與轉(zhuǎn)矩調(diào)整,最終帶動發(fā)電機工作。
[0050] 如圖2所示,該系統(tǒng)波浪能收集裝置的波浪俘能單元的并聯(lián)采用聯(lián)軸器或者錐形 齒輪實現(xiàn)。當兩個波浪俘能單元的傳動軸處于同一直線上時,選擇聯(lián)軸器4實現(xiàn)連接;當兩 個波浪俘能單元的傳動軸之間的夾角較大,超過一定闊值時,選擇錐齒輪5實現(xiàn)連接。
[0051] 系統(tǒng)發(fā)電裝置采用永磁同步發(fā)電機進行發(fā)電,同時采用了多抽頭Ξ相變壓器實現(xiàn) 發(fā)電機與整流逆變電路的隔離W及發(fā)電機輸出電壓的調(diào)節(jié)。
[0052] 發(fā)電裝置中的變壓器采用了多抽頭Ξ相變壓器,通過分接開關(guān)選擇不同的抽頭可 W改變變壓器的變比,調(diào)整變壓器的輸出電壓,從而擴大了發(fā)電裝置并網(wǎng)運行時輸入電壓 的范圍,提高了波浪能的利用率。例如:當波浪頻率較低時,發(fā)電裝置輸出電壓較低,不能滿 足逆變并網(wǎng)的要求,增大變壓器的變比將電壓升高;當波浪頻率較高時,發(fā)電裝置輸出電壓 較高,可能超出電能變換電路中元器件的耐壓值,降低變比可W將輸出電壓降低。
[0053] 系統(tǒng)通過整流逆變電路實現(xiàn)將永磁同步發(fā)電機產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電,進而 轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)并網(wǎng)的交流電。圖3是本發(fā)明的電能變換裝置電路圖。如圖所示,在整流逆變 電路中,整流部分采用了電力二極管不可控整流,同時利用電容濾波,實現(xiàn)了將發(fā)電裝置輸 出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電;逆變部分采用了基于SPWM調(diào)制的IGBT全控逆變,不僅可W實現(xiàn) 電能的并網(wǎng),同時還可W保證輸出電流與輸出電壓反相,使系統(tǒng)可W實現(xiàn)單位功率因數(shù)下 的逆變并網(wǎng),對電網(wǎng)的功率因數(shù)具有一定改善作用。
[0054] 系統(tǒng)采用了有源逆變技術(shù)實現(xiàn)波浪能的并網(wǎng)發(fā)電,其輸出的電功率可W根據(jù)波 浪能收集裝置所能夠產(chǎn)生的機械功率的大小進行實時調(diào)節(jié),從而能夠穩(wěn)定工作在不同的波 浪條件下。
[0055] 波浪能收集裝置由多個波浪俘能單元組成,每個波浪俘能單元可W獨立工作,實 現(xiàn)將波浪的往復波動轉(zhuǎn)換為單向轉(zhuǎn)動的機械能,波浪俘能單元之間根據(jù)傳動軸夾角不同使 用錐形齒輪或聯(lián)軸器進行連接,實現(xiàn)并聯(lián)工作。波浪能收集裝置由可W獨立工作的波浪俘 能單元構(gòu)成,實現(xiàn)了波浪能收集裝置的通用化和模塊化,波浪能收集裝置中波浪俘能單元 的數(shù)量可W改變,由此可W針對預定的發(fā)電功率確定合適的俘能單元數(shù)目,使得該裝置更 加易于推廣應用。
[0056] 本發(fā)明實施例的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電控制方法,其逆變部分SPWM 控制方法為:將如圖3所示的電路圖中逆變電路的開關(guān)管分為T1、T2,T3、T4,巧、Τ6Ξ組,在 每組中,Τ1、Τ3、Τ5為上橋臂,Τ2、Τ4、Τ6為下橋臂,每組開關(guān)管分別通過Ξ路脈沖信號控制, 且上下橋臂的開關(guān)管導通狀態(tài)相反,當脈沖信號為高電平時上橋臂導通,低電平時下橋臂 導通。記u、v、w為Ξ路脈沖信號的占空比,當u、v、w接近于正弦波形且相位相差120度時,逆 變電路可輸出Ξ相電壓。在本發(fā)明施例中,u = k*a,v = k*b,w = k*c,其中,a、b、c為2s/3r變 換輸出量,k為比例系數(shù)。
[0057] 系統(tǒng)檢測與控制裝置采用基于坐標變換的電流閉環(huán)控制來調(diào)節(jié)輸出電流的相位 與大小,圖4(a)、圖4(b)和圖4(c)為系統(tǒng)電流控制的算法示意圖,通過對輸出電流的幅值和 相位的控制,裝置通過將;相靜止坐標中的113、叫、11。,13、^、:[。分量分別轉(zhuǎn)換為兩相旋轉(zhuǎn)坐 標中的d、q軸分量,利用PID調(diào)節(jié)W及前饋解禪,實現(xiàn)輸出電流在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系d、q兩個維 度的獨立控制,對波浪能并網(wǎng)發(fā)電輸出電能的有功功率和無功功率進行分別調(diào)節(jié),進而實 現(xiàn)單位功率控制。
[0058] 該方法將Ξ相靜止坐標系下的電壓及電流轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)電壓矢量同步旋轉(zhuǎn)的兩 相旋轉(zhuǎn)坐標系中的d、q軸分量,具體計算方法為:
[0061] 分別對電流id、iq進行PD控制與PI控制,經(jīng)過前饋解禪,得到Ud、Uq;利用化/3s變 換,將其轉(zhuǎn)換為輸出信號a、b、c,具體計算方法為:
[0062]
[0063] 其中,Θ為電網(wǎng)的電壓矢量旋轉(zhuǎn)的角度,Ua、Ub、U。,ia、ib、i。分別為電網(wǎng)Ξ相電壓W 及Ξ相電流的測量值。
[0064] 利用所述算法,使逆變裝置的輸出電流可W在d軸與q軸獨立調(diào)節(jié)。其中,d軸電流 決定了輸出電能的有功功率,q軸電流決定了輸出電能的無功功率。
[0065] 系統(tǒng)通過將輸出電流在d、q軸兩個維度進行單獨調(diào)節(jié),控制逆變的有功功率和無 功功率。系統(tǒng)通過閉環(huán)控制將q軸電流調(diào)節(jié)為0,從而使得系統(tǒng)工作在單位功率因數(shù)下;系統(tǒng) 通過閉環(huán)控制調(diào)節(jié)d軸電流大小,從而控制逆變器的輸出有功功率。
[0066] 波浪的波動狀態(tài)是不穩(wěn)定的,由此波浪可W為系統(tǒng)提供的最大輸入功率也是變化 的。系統(tǒng)的檢測與控制裝置通過最大功率點跟蹤技術(shù),使系統(tǒng)始終工作在最大功率輸出狀 態(tài)。本發(fā)明采用了可變步長的擾動觀測法實現(xiàn)系統(tǒng)的最大功率點跟蹤。圖5為最大功率跟蹤 算法示意圖。
[0067] 如圖5所示,系統(tǒng)通過對輸出電壓W及電流進行檢測,從而確定系統(tǒng)的電能輸出功 率;之后系統(tǒng)對于根據(jù)輸出電功率W及設(shè)定電流的增減狀況判斷電流的增減。當輸出電功 率與設(shè)定電流增減狀態(tài)相同時,系統(tǒng)將會增加設(shè)定電流值;當二者的增減狀態(tài)相反時,系統(tǒng) 將會減小設(shè)定電流值。通過最大功率點跟蹤技術(shù),可W使系統(tǒng)始終工作在功率最大的狀態(tài), 實現(xiàn)對于波浪能最大程度的利用。
[0068] 已知處理器的控制周期為T,在τ時刻的設(shè)定電流計算方法為:
[0069] 1.計算輸出電壓 υ(τ)Κ 及輸出電流 id(T),P(T) = 3*U(T)*id(T);
[0070] 2. ΔΡ(τ)=Ρ(τ)-Ρ(τ-Τ),Md*(T) = id*(T)-id*(T-T);
[0071] 3.當 ΔΡ(τ)=〇 時:i/(T+T) = id*(T);
[0072] 當 ΔΡ(τ)聲 0時:若 Δ id*(T)=〇,則 i/(T+T) = id*(T)+ki*AP(T)/A id*(T),否則, ?/(τ+Τ) = ?/(τ)+1?*ΔΡ(τ)。
[0073] 應當理解的是,對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,可W根據(jù)上述說明加 W改進或變換, 而所有運些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),其特征在于,包括波浪能收集裝置、 發(fā)電裝置和電能變換電路,發(fā)電裝置和電能變換電路還與檢測控制電路相連,其中: 波浪能收集裝置包括多個相互連接的波浪俘能單元,波浪俘能單元的公共傳動軸與齒 輪箱(9)相連,用于將波浪能轉(zhuǎn)化為機械能; 發(fā)電裝置用于將機械能轉(zhuǎn)化為電能; 電能變換電路包括整流電路和逆變電路,其輸出端與電網(wǎng)相連,用于實現(xiàn)電能的逆變 并網(wǎng),并對并網(wǎng)輸出功率進行控制; 檢測控制電路用于檢測系統(tǒng)運行時的各項參數(shù),并對系統(tǒng)進行控制。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),其特征在于,波浪 俘能單元包括浮板(1)、單向離合軸承(2)、軸承(3)、連桿(6)和傳動軸(7); 浮板(1)通過連桿(6)與單向離合軸承(2)外圈相連,軸承(3)設(shè)置在單向離合軸承(2) 的兩端,單向離合軸承(2)內(nèi)圈、軸承(3)內(nèi)圈均與傳動軸(7)配合連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),其特征在于,波浪 俘能單元還包括支架(8),支架(8)-端與軸承(3)的外圈相連,另一端與海上固定發(fā)電平臺 相連,波浪俘能單元通過支架(8)固定于發(fā)電平臺。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),其特征在于,多個 波浪俘能單元相互連接組網(wǎng),傳動軸(7)處于同一水平面直線的兩個波浪俘能單元之間通 過聯(lián)軸器(4)將傳動軸連接;傳動軸(7)之間存在夾角的兩個波浪俘能單元之間通過錐齒輪 (5)將傳動軸連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),其特征在于,發(fā)電 裝置包括永磁同步發(fā)電機和多抽頭三相變壓器。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),其特征在于,整流 電路包括由電力二極管與電容組成的三相整流橋,逆變電路為由IGBT作為開關(guān)器件的三相 橋式逆變電路。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),其特征在于,控制 與檢測裝置包括電壓傳感器、電流傳感器、處理器和驅(qū)動電路; 電壓傳感器與電流傳感器分別用于檢測電能變換裝置的輸出電流以及電壓的有效值; 處理器用于接收傳感器的信息,經(jīng)過處理后對系統(tǒng)進行適當?shù)目刂?;?qū)動電路用于將系統(tǒng) 的控制信號轉(zhuǎn)化為可以驅(qū)動IGBT工作的較大功率驅(qū)動電壓。8. -種基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電控制方法,其特征在于,通過裝置可以根 據(jù)波浪能收集裝置產(chǎn)生的機械能對輸出電流的幅值和相位的控制,裝置通過將三相靜止坐 標中的11 3、1^、11。,;[3、;^、:^分量分別轉(zhuǎn)換為兩相旋轉(zhuǎn)坐標中的(1、9軸分量,利用?10調(diào)節(jié)以及 前饋解耦,實現(xiàn)輸出電流在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系d、q兩個維度的獨立控制,對波浪能并網(wǎng)發(fā)電輸 出電能的有功功率和無功功率進行分別調(diào)節(jié),進而實現(xiàn)單位功率控制,其中,d軸電流采用 ro控制,q軸電流采用PI控制。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電控制方法,其特征在于, 將三相靜止坐標系下的電壓及電流轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)電壓矢量同步旋轉(zhuǎn)的兩相旋轉(zhuǎn)坐標系中 的d、q軸分量,具體計算方法為:分別對電流id、iq進行ro控制與PI控制,經(jīng)過前饋解耦,得到Ud、Uq;利用2r/3s變換,將其 轉(zhuǎn)換為輸出信號a、b、c,具體計算方法為:其中,Θ為電網(wǎng)的電壓矢量旋轉(zhuǎn)的角度,113、1^、11。,"、^、。分別為電網(wǎng)三相線電壓以及 三相線電流的測量值。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于有源逆變的近海波浪能并網(wǎng)發(fā)電控制方法,其特征在 于,該方法還包括過對輸出電壓以及電流進行檢測,從而確定系統(tǒng)的電能輸出功率;并根據(jù) 輸出電功率以及設(shè)定電流的增減狀況判斷電流的增減;當輸出電功率與設(shè)定電流增減狀態(tài) 相同時,系統(tǒng)將會增加設(shè)定電流值;當二者的增減狀態(tài)相反時,系統(tǒng)將會減小設(shè)定電流值; 使系統(tǒng)始終工作在功率最大的狀態(tài)。
【文檔編號】H02J3/38GK105927460SQ201610305520
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】張清勇, 何澤宇, 錢浩
【申請人】武漢理工大學
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1
孟连| 清流县| 江源县| 萍乡市| 洛南县| 宣恩县| 崇仁县| 丹寨县| 家居| 梅河口市| 祁东县| 莱西市| 嘉定区| 微博| 上饶市| 宿松县| 玉溪市| 都昌县| 恭城| 兴和县| 青岛市| 佛教| 买车| 镇宁| 施秉县| 五华县| 资兴市| 深圳市| 泰顺县| 浦东新区| 视频| 鸡东县| 沐川县| 军事| 读书| 罗平县| 平潭县| 苏尼特左旗| 安泽县| 晋宁县| 嘉峪关市|