基于滑模变结构的潮流能发电系统的MPPT算法研究

发布时间：2020-11-05 16:43

　　 随着化石能源的日益枯竭和燃烧化石能源带来污染的日益加重,寻找清洁的、可替代的绿色能源迫在眉睫。由于贮存量大、规律性强、能量密度较高等一系列特点,继太阳能、风能的大面积开发过后,潮流能引起了各国学者的关注,成为了目前开发的热点。潮流能发电系统主要由叶轮机和发电机等部分构成。但在潮流能发电系统中,装置并不能将全部的潮流能转化为机械能,如不加以控制,系统将很难运行在最佳功率点,这也是目前潮流能开发利用的技术难点。本文首先介绍了常用的几种潮流能最大功率跟踪控制算法,并比较了这些算法的优缺点。针对永磁同步发电机的水平轴直驱式潮流能发电系统,本文详细分析了系统的各部分组成、构建了水平轴式水轮机、永磁同步发电机、不控整流+Boost-Buck电路能量变换模块等一系列模型。根据现有的风力发电技术和潮流能发电技术,结合叶尖速比算法,提出了基于滑模变结构的最大功率跟踪控制算法,根据建模和算法在MATLAB/Simulink中实现了仿真。本文将最大功率跟控制问题转化为控制叶尖速比的问题,进而转化为控制调节系统转速的问题,利用滑膜变结构算法实现叶尖速比最优值的实时跟踪,最终实现稳定电机输出、提高叶轮水能捕获系数,减少系统震荡等控制目的。同时将采用该算法的潮流能发电系统与不控的潮流能发电系统及工程上实际应用较多的采用PI的叶尖速比法的潮流能发电系统进行对比,验证了算法的有效性。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P743;TM619
【部分图文】：

图 1- 1 EnCurrent 垂直轴潮流能发电装置流能发电机组是指水轮机的旋转轴平行于海平面前大部分风力发电机。因为水平轴式潮流能系统，所以水平轴式潮流能发电系统取得了较为快速转换系统。能发电系统研究一直处于世界领先水平，该国的出了世界首台大型水平轴潮流能发电装置“SeaFlo前运行良好。2008 年，该机组的二阶段样机“S特朗德湖实现并网发电，如图 1-2 所示，单机功率至 2012 年 5 月，“SeaGen”总发电量超过 3GWh发电量总和的十倍还多。

图 1- 1 EnCurrent 垂直轴潮流能发电装置流能发电机组是指水轮机的旋转轴平行于海平面或前大部分风力发电机。因为水平轴式潮流能系统透平，所以水平轴式潮流能发电系统取得了较为快速的换系统。能发电系统研究一直处于世界领先水平，该国的 M了世界首台大型水平轴潮流能发电装置“SeaFlow”前运行良好。2008 年，该机组的二阶段样机“SeaG朗德湖实现并网发电，如图 1-2 所示，单机功率等 2012 年 5 月，“SeaGen”总发电量超过 3GWh，比电量总和的十倍还多。

第 1 章 绪论旋桨式叶片的水平轴潮流能发电系统。这个水平轴发T 公司早了近 20 年，该样机通过液压传动将能量传过液压马达来带动 8kW 三相交流三次谐波自激励硅验在舟山进行，21 次实验中，在流速达到 3m/s 时，这次实验虽然在原理上取得的成功，但是由于技术和后续的研究与实验。纪八九十年代，我国的潮流能技术开始获得较快的滨工程大学开始研发垂直轴潮流能发电系统，先后 60W 和 1kW 模型样机进行了试验并设计了“万向Ⅰ漂浮式潮流能发电装置，2002 年“万向Ⅰ”在舟山成Ⅰ”如图 1-5 所示。
【参考文献】

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本文编号：2871907