潮流能装置变桨机构性能对功率限定控制影响分析

发布时间：2021-03-27 08:52

　　针对150 kW水平轴潮流发电装置的功率限定控制问题,研制比例-积分变桨控制系统,基于叶素-动量理论和发电机拖动试验,建立发电装置变桨控制特性仿真模型;针对2种不同的最大流速条件,从变桨机构桨距角最小调整步长、桨距角定位误差2个方面,对于流速超过额定值范围内机组输出功率的振荡变化情况进行分析和研究。研究结果表明:变桨机构的最小桨距角调整步长和桨距角定位误差对于机组的功率限定控制有较大的影响,减小最小调整步长和桨距角位置误差,能有效改善控制效果;对于研制的150 kW水平轴潮流发电装置来说,变桨机构的最小调整步长应小于0.6°,桨距角定位精度应不大于±0.1°。 

【文章来源】：太阳能学报. 2020,41(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

控制系统组成

在发电机的输出端设置电压、电流传感器，在机组工作过程中实时采集发电机输出的电压和电流，并计算发电机实时输出功率。变桨控制系统将发电机的输出功率作为控制输入量，并与额定功率进行比较，根据发电机输出功率的情况，对机组进行变桨调整和控制，如图2所示。对于水平轴潮流能的功率限定变桨控制来说，一般采取比例积分PI控制方法。PI控制器的桨距角控制增量Δβ的计算方法为：

对150 k W永磁发电机进行拖动试验，测定输入-输出特性。拖动试验如图3所示。在发电机输入端设置JY4-1000扭矩/转速传感器，发电机负载柜最大功率为450 k W，数据采集系统为DP900交流变频电力回馈测功系统和8962C1功率分析仪。拖动试验的结果如图4所示。图4a中“理论值”曲线为发电机的理想功率特性曲线。由图4a可知，拖动试验过程中发电机的工作特性与理想特性曲线非常接近；尤其在额定转速1500 r/min附近，试验特性曲线与理想特性曲线交叉重合，基本接近发电机在相应转速下的最佳工作点。在额定工作点附近，利用试验值得到的特性曲线能够较为准确地描述发电机的工作特性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋潮流能发电装置综述[J]. 王世明,任万超,吕超.  海洋通报. 2016(06)
[2]水平轴潮流能发电机组变桨距系统研究[J]. 马舜,李伟,刘宏伟,林勇刚.  太阳能学报. 2011(11)
[3]海洋潮流能发电机组控制系统开发[J]. 王刚,厉文超,王树杰,王建国,李坤.  电力系统自动化. 2010(14)
[4]海洋潮流能的估算[J]. 郑志南.  海洋通报. 1987(04)



本文编号：3103225