液压传动型发电机组转速控制研究

发布时间：2017-08-25 10:23

  本文关键词：液压传动型发电机组转速控制研究

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【摘要】：随着传统能源危机的加剧,可再生能源的利用越来越受到人们的关注,海洋能源因其能源密度大,逐步受到人类的重视,综合开发利用海洋多种能源是可再生能源利用的一个重要的发展趋势。本文主要研究海上风能与波浪能的综合开发利用,利用液压传动系统来进行能源的转换与传递,通过建模仿真及实验分析液压传动型海上风浪互补发电机组转速控制问题。本文首先根据项目要求,先后对风力发电和波浪发电的液压传动系统进行了详细的设计分析,最终确立了风力发电液压系统方案和波浪发电液压传动系统方案,并分别对风力、波浪发电液压系统各元件进行了参数计算及选型,完成了液压元件的选型工作,为搭建海上风浪能发电实验样机和工程样机奠下了基础。接下来,详细介绍了液压型风力发电机组转速控制原理,即通过采用变量泵控马达液压容积调速式回路控制马达转速稳定,建立了风轮、泵-马达回路、液压泵变量控制机构、发电机的数学模型,并在AMESIM和SIMULINK软件环境下建立联合仿真模型,进行联合仿真,仿真结果表明,通过容积调速回路能实现发电机组的输出转速稳定。然后对波浪发电机组转速控制的基本原理进行了阐述,即采用多浮子发电技术和蓄能稳压技术使机组转速稳定,并对波浪发电液压系统建立了数学模型及仿真模型,利用AMESIM软件完成了对波浪发电机组转速控制的仿真研究,同时进行了风浪互补发电机组的转速控制仿真研究,通过系统仿真工作曲线可看出,在蓄能器的缓冲作用以及液压系统容积调速回路的作用,可实现发电机组转速的基本稳定。最后对液压型风力发电机组进行了模拟实验研究,为系统的设计及优化提供了理论和实验数据,验证了液压控制系统能够达到使风力发电机组转速恒定的要求。同时进行了波浪发电系统海上试验研究,实验结果表明液压传动系统采用带蓄能器时可以平缓波浪能能量的波动,利用变量马达的排量调节可以控制波浪发电机组转速恒定。
【关键词】：风浪互补发电 液压传动系统 仿真分析 转速控制
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM31
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外液压传动型发电机组转速控制研究现状10-15
• 1.2.1 国外液压传动型发电机组转速控制研究现状10-12
• 1.2.2 国内液压传动型发电机组转速控制研究情况12-15
• 1.3 论文主要研究内容15-16
• 第2章 发电机组液压系统的设计分析16-29
• 2.1 风力发电机组液压系统方案设计16-21
• 2.1.1 风力发电液压系统方案分析研究16-18
• 2.1.2 拟定风力发电液压系统原理图18-19
• 2.1.3 风力发电装置液压系统元件参数计算和选型19-21
• 2.2 波浪发电机组液压系统方案设计21-27
• 2.2.1 波浪发电液压系统原理21-23
• 2.2.2 波浪发电液压系统元件参数计算及选型23-26
• 2.2.3 液压缸活塞杆的安全性校核26-27
• 2.3 风浪互补发电机组液压传动系统设计27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 液压传动型发电机组转速控制仿真研究29-56
• 3.1 液压型风力机组转速控制仿真研究29-44
• 3.1.1 液压型风力机组转速控制原理29-31
• 3.1.2 液压型风力发电系统数学建模31-36
• 3.1.3 AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真技术36-37
• 3.1.4 风力发电机组转速控制联合仿真模型的建立37-41
• 3.1.5 风力发电机组转速控制联合仿真分析41-44
• 3.2 液压型波浪发电机组转速控制仿真研究44-51
• 3.2.1 液压传动型波浪发电机组转速控制原理44-45
• 3.2.2 波浪发电液压系统的数学建模45-47
• 3.2.3 波浪发电系统仿真模型建立及参数设置47-48
• 3.2.4 波浪发电机组转速控制仿真分析48-51
• 3.3 液压型风浪互补发电机组转速控制仿真研究51-55
• 3.3.1 风浪互补发电液压传动系统控制仿真模型51-52
• 3.3.2 风浪互补液压传动系统的仿真分析52-55
• 3.4 本章小结55-56
• 第4章 液压型发电机组转速控制实验研究56-64
• 4.1 液压型风力发电机组转速控制实验研究56-59
• 4.1.1 实验目的56
• 4.1.2 液压型风力发电模拟平台56-57
• 4.1.3 实验方法及内容57-58
• 4.1.4 实验数据处理及结论58-59
• 4.2 波浪发电机组转速控制试验研究59-63
• 4.2.1 实验目的59
• 4.2.2 海试试验平台59-61
• 4.2.3 实验方法及内容61
• 4.2.4 实验数据处理及结论61-63
• 4.3 本章小结63-64
• 第5章 结论与展望64-66
• 5.1 结论64-65
• 5.2 前景及展望65-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果69-70
• 致谢70

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本文编号：736489