潮流发电系统的无传感器自适应神经元控制策略

在恶劣的海洋环境中,潮流发电系统的非线性、外部干扰和传感器故障等关键问题,使潮流发电机组难以准确运行于最大功率点处。为了提高潮流发电系统的能量转换效率和可靠性,提出了一种基于模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS)的自适应神经元控制(adaptive neural control,ANC)方法。考虑到湍流和浪涌扰动对潮流发电装置转子速度跟踪的影响,利用MRAS无传感器方法对ANC控制器的输入进行预处理,以准确获取潮流发电机组的转子速度信息;同时引入自调整灵敏度系数,设计神经元速度控制器自适应机制,提高系统的动态跟踪响应和抗干扰能力。仿真结果表明,所提控制策略可以提高潮流发电系统的功率捕获效率,具有良好的自适应性和可靠性。

基于自抗扰控制的潮流发电系统最大功率跟踪控制

为了使潮流发电系统在各种工况下均能输出最大的功率,提出一种针对永磁同步电机的以线性自抗扰控制为核心的控制方法。潮流发电系统的输出功率与其获能机构的转速呈非线性关系,在其处于最优叶尖速比状态时可输出最大功率,依据叶尖速比与功率关系作为优化目标,一种新的基于线性自抗扰控制的发电机转速控制策略能够使整个潮流发电系统能够快速达到输出功率峰值。使用MATLAB/Simulink平台对潮流发电系统建立了仿真模型,以可控输入信号模拟不同工况,通过相应的输出验证控制策略的效果。仿真结果能够实现在多种工况下发电机转速快速跟踪峰值功率的预期,并给出各最优解的参数设置。

5千瓦变频变速潮流发电系统设计与仿真

本文以水轮机理想工况出发推导出系统最佳匹配条件,并采用变频变速方法加以实现。在解决系统数学模型之后,对系统的调节能力和跟踪能力进行了仿真研究。文章背景是5kw立轴式直叶片潮流发电系统的控制方案。

可调直立叶片潮流发电系统研究

以5kW潮流发电装置为背景,提出了可调叶片水轮机潮流发电控制方案.对水轮机及系统进行了数学建模,并在计算机上对所设计的系统进行了数字仿真.仿真结果表明该方案是可行的.

5kW变频变速潮流发电系统设计与仿真

从水轮机理想工况出发，推导出系统最佳匹配条件，并采用变频变速方法加以实现，在解决系统数学模型后，对系统调节能力和跟踪能力进行了仿真研究。

基于改进变步长爬山法的潮流能发电MPPT算法

针对传统变步长爬山法在潮流能发电系统中对潮流流速突变和随机性波动的适应能力较差,易出现扰动方向判断错误和速度追踪过快的问题,在变步长爬山法的基础上提出一种改进变步长最大功率追踪(MPPT)算法。该方法能够准确判断多种最大功率跟踪的情况并采用两次采样点下的功率和转速的变化程度确定下一时刻步长的大小,自动根据获能系数大小进行分阶段调节,实现对潮流流速突变情况的应对,从而实现最大功率的跟踪。在MATLAB/Simulink环境下搭建基于PID控制与自抗扰控制的仿真系统进行仿真试验,结果表明,改进的变步长爬山法不仅能够实现最大功率的跟踪,而且对潮流流速的随机性波动和突变情况的适应能力更强,具有良好的稳态特性。

潮流能发电系统性能评估方法研究

近年来,随着国家能源战略及全球海洋能技术的不断发展与进步,国内潮流能发电装置及发电系统的研究与示范取得了重大进展和良好的发展趋势。潮流能发电系统模型或工程样机实海况条件下的性能评估是衡量其设计优劣、促进产业化应用的重要环节,因此建立相应的评估方法尤为必要。目前,全球范围内尚未形成成熟、统一的国际标准。为此,参考相关研究报告及文献,从功率、效率和产能等方面定量地给出了系统性能评估的指标,以期为我国潮流能发电装置研究规范化提供参考。

新型水平轴定桨距永磁直驱潮流能发电系统设计及应用

双向潮流适应性和运行可靠性是水平轴潮流能发电系统需要解决的两个关键问题。文中研究的新型潮流能发电系统由自适应双向流水平轴定桨距潮流能透平、直驱永磁发电机、功率变换器、蓄电池储能系统以及卸荷负载组成。根据我国潮流能特点和直驱永磁发电系统的运行特性,采用翼型尾翼完成透平的双向潮流对流功能。针对离网型潮流能发电系统的功率控制,设计了基于三相不可控整流桥和双管BUCK-BOOST变换器的功率变换电路。基于Matlab/Simulink软件对20 k W潮流能发电系统各部分进行了建模与仿真分析。在实海况环境进行了现场试验。研究表明,设计的离网型水平轴潮流能发电系统能够有效地利用双向潮流能,而且在结构设计方面所采取的措施提高了系统的可靠性。

轮缘驱动型潮流能发电系统启动特性研究与分析

轮缘驱动型潮流能发电系统将导流罩、叶轮和发电机集成为一体化设计,叶轮直接驱动发电机旋转发电。最小启动流速是衡量系统性能的一个重要指标,决定其启动性能的主要因素为叶轮启动力矩、系统摩擦力矩和发电机齿槽转矩。对影响系统启动性能的主要因素进行了分析,详细分析了叶轮启动转矩和发电机齿槽转矩特性。使用理论分析结合有限元仿真方法分析了轮缘驱动型潮流能发电样机系统的启动特性,并通过样机实验验证了理论分析的正确性。本文的分析结论可以为轮缘驱动型潮流能发电系统的设计和分析提供一定理论指导。

中低流速潮流能发电系统关键技术研究

依托500 kW海洋能独立电力系统示范工程,针对最大流速在2 m/s左右的潮流能资源,以提高发电量和降低装置成本为目标,对中低流速潮流能发电系统的水轮机的选型、叶片优化设计、变桨距机构设计、传动系统及发电机设计等关键技术进行了研究并对相关装置进行了设计,为开发我国中低流速的潮流能源提供了技术支持。

基于潮流发电与蓄电池充电控制相结合的最大功率跟踪研究

双向直驱式潮流发电系统的输出功率的大小受到水流速度和发电机转速的直接影响,只有在速尖比为某以固定值(即最优速尖比)时该系统才能输出该流速下的最大功率。通过对发电机转矩平衡关系的分析,因为水流所产生的转矩为被动量,所以对电磁转矩的控制成为该论文实现最大功率跟踪的关键。将在对该发电系统的理论分析基础上,通过对BUCK-BOOST电路占空比的控制实现对发电机电磁转矩的控制。换句话说,通过对占空比的控制实现对发电机转速的控制使得速尖比达到最优速尖比即可实现最大功率跟踪的控制的目标。所以是基于对BUCK-BOOST电路占空比的最大功率跟踪控制。主要是通过分析潮流发电系统中发电机的转矩平衡来提出功率跟踪的控制算法,然后在仿真MATLAB/Simulink仿真平台验证控制策略的有效性和正确性。

双向叶轮直驱式潮流发电机在近海岸潮流中的实验及分析

海浪发电是一种新的清洁能源开发领域,近年来人们对其研究的兴趣越来越高,研制出各种各样的海浪发电机。本文研制了一种双向叶轮直驱式潮流发电机,并在近海岸进行了潮流发电试验。验证了发电机的实际性能,探索了近海岸潮流能特性,研究了电能处理方法,为后续的海浪发电研究提供了宝贵的经验。