振荡浮子式波浪能发电系统的双闭环稳压控制

为优化一种新型多点直驱式波浪能发电系统的输出稳定性,利用MATLAB对比分析该系统分别应用模糊PID和模糊神经元PID的控制效果,提出二者相结合的双闭环稳压控制器。在不同工况下进行相应的仿真试验,结果表明所述控制系统在抑制转速及电压波动上效果显著,且相较于单一控制器,响应时间更快,发电系统的电能质量和稳定性进一步提高。

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。

海流能发电系统的最大功率跟踪控制研究

在海流能发电系统最大功率跟踪控制理论的基础上,设计了基于Buck-Boost型直流变换器的功率调节装置和采用功率、电流双闭环的控制系统。在Matlab/Simulink环境下进行了整机的建模和仿真研究,验证了模型和控制系统的正确性及有效性。搭建了试验平台,对海流能发电系统进行了试验研究,通过空载试验修正了最大功率曲线,通过最大功率跟踪试验获得了系统的静态功率跟踪结果,试验结果证明所设计的功率调节装置和控制系统能很好地跟踪最大功率点运行,实现系统最大功率输出。

波浪能发电系统性能评估方法研究

波浪能发电系统的性能评估是衡量其设计优劣、促进其产业化进程的关键,建立具有可操作性的波浪能发电系统性能评估方法尤为必要。从功率、效率和经济性三个方面给出了波浪能发电系统性能的定量评估指标,以实际测量的入射波浪记录和发电系统输出功率记录为基础数据,探讨了各项评估指标的计量计算方法,为波浪能发电系统的性能评估提供理论参考依据。

基于现场测试的波浪能发电系统转换效率分析方法研究

从现场测试的角度出发,提出了波浪能发电系统的转换效率分析方法,着重探讨转换效率计算、现场测量参数与检测方法、现场检测系统设计以及如何编制现场检测技术规程等方面内容。为进一步开展海洋波浪能发电系统性能的综合测试与评价研究提供了测试手段与分析方法。

海流能发电系统功率跟踪控制策略方法研究

针对一种可伸缩式垂直轴叶轮海流能发电系统,开展最大功率跟踪控制策略研究,解决在海流动态变化过程中的最大能量捕获问题。针对现有海流能最大功率跟踪控制方法存在需要准确测量海流速度、控制系统设计复杂等问题,在分析海流能发电系统运动方程和转矩特性基础上,提出了一种基于2阶滑模控制的最佳转矩控制策略,将叶轮模型输出的转矩作为转矩环的反馈信号。仿真结果表明,所设计的功率调节装置和控制系统能动态地跟踪最大功率点,具有良好动态特性和控制效果,验证了控制策略的稳定性和有效性,对后续开展海流能发电系统实物样机设计具有实际指导意义。

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。

抽水蓄能发电系统中的新技术

抽水蓄能电站具有填谷调峰和事故备用等多种用途。它能够极大地改善电力系统的运行条件,因此,一定比例的抽水蓄能电站在电力系统中是必需的。但是在抽水工况下,利用水泵水轮机的特性进行功率输入调整比较困难,从而使得抽水工况下的电力供需调整具有一定限度。采用可调速抽水蓄能发电系统即可使这种情况得到有效地改善,简单介绍了可调速抽水蓄能发电系统的工作原理。

大型压气蓄能发电系统的开发

“当今世界电力负荷很不均衡,日趋突出。季节的变化,甚至白天黑夜,差别也是很大。电能的贮存和合理利用,备受关注。至今为止能够用于大容量蓄能发电的主要是抽水蓄能和压缩空气蓄能2种系统,其中抽水的应用量大面广。抽水蓄能电站要求具备上、下游2个水库,造价较高,而且受到电站选址的限制。虽然可以利用海水来代替下游水库,降低造价,但是这种利用海水的抽水蓄能发电系统尚未普及,而且必须解决设备的海水腐蚀课题。最近几年火电设备的市场需求热点不再是30万kW、60万kW的大容量火电设备,而是高效、节能、环保型的燃气、蒸汽联合循环发电机组。美国新增发电设备的2/3是这种机组,其他国家的火电设备中约50％也是这种机组,预计今后10年内蒸汽发电将占市场份额的25％,而燃气发电则将达55％的份额。几乎高达蒸汽发电的2倍以上。燃气发电机组除了燃烧器、燃气轮机和发电机外,还需要空气压缩机向燃烧室内注入压缩空气,以便强化燃气的燃烧。实际上,燃气轮机的输出功率只有少数(约占30％～40％)用于发电机,而大多数(约占60％～70％)是用于驱动空压机的。如果能将谷荷期间(比如夜间)剩余的电力用来驱动空压机,并将压缩空气贮存起来,等到峰荷期间(比如白天)用来发电,则可使燃料节省到原来的1/3。

大型蓄能发电系统开发动向

地球能源的开发与利用,仍属当今世界重大课题。在不断开发新能源的同时,如何更有效地利用现有能源,其中包括节能、蓄能技术的开发,更为世人关注,尤其是蓄能发电技术的开发,已经成为一项迫切的工程,因为有的城市用电量极不均衡,夜间与白天负荷之比几乎达到1:100以上,而担负基荷的火电、尤其是核电很难在夜间低谷负荷期间停机灭炉,即使白天高峰负荷期间用于调峰的中间机组也是很有限的,这就迫使国际社会不遗余力地研究开发蓄能发电新技术。本文简要论述这种新技术的发展现状和趋势。

浮子型波浪能发电系统设计与实现

分析了整套波浪能发电系统的结构和组成,给出了液压系统浮子控制和液压泵控制的设计,提出了整套电控系统的设计方案,完成了所有软件程序逻辑结构,系统海上实验结果验证了本文设计方案的可行性和有效性。

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。

一种基于换电船舶协同优化的离岸波浪能发电系统两阶段灵活电量外送策略

为解决近岸波浪能发电系统效率低、经济性差的问题,结合波浪能资源时空分布特征,提出一种基于换电船舶的离岸波浪能发电系统两阶段灵活电量外送策略。第1阶段:首先,针对离岸波浪能发电系统年发电转移计划,提出一种基于虚拟泊位的离岸波浪能发电系统转移建模方法;其次,基于南海北部海域历史波浪能资源分布特征与逐月变化趋势,以年发电量最大为目标,制订离岸波浪能发电系统年转移策略。第2阶段:针对四季典型运行日下波浪能发电量外送问题,基于换电船舶时空转移模型,构建以集装箱电池组为载体的能量外送通道,并以海岛群典型运行日下用能成本最低为目标,制订换电船舶最优电量外送方案。在此基础上,进一步分析了电池组数、离岸距离等因素对换电船舶外送电量经济性的影响。最后,通过仿真算例验证所提策略的优越性。验证结果表明,相比于其他方案,所提策略中海岛群年用能成本下降约10.91%,具有明显的经济优势。

蓄能发电系统工程发展预测

概要介绍飞轮蓄能发电、超导蓄能发电、压缩空气蓄能发电、扬水蓄能发电等项技术的现状和发展趋势．

大容量飞轮蓄能发电系统发展趋势

大容量飞轮蓄能发电系统可配置在城市附近，用于平衡白天的电力负荷。该文介绍了这种系统的现状，指出了在这种系统中采用高温超导磁力轴承的发展动向。

HTRI在海洋温差能发电系统换热器选型中的应用

海洋温差能是海水表层温度与深层温度的差异所蕴含的热能,储量大,无污染。海洋温差能发电技术可利用的温差小,需要较大的换热面积。因此,高效、紧凑型板式换热器通常被应用于海洋温差发电。本文分别采用平均温差法和HTRI软件对海洋工况条件下的板式换热器进行选型计算并对比分析。结果表明,采用HTRI方法能够极大地提高海洋温差能换热器选型的计算效率,并且减小选型过程中的计算误差。

助推海洋能量的崛起——龙卷海洋波浪能发电系统

目前已利用的能源有煤炭、石油、核能、风能、太阳能等,其中煤、石油是有限量的,越用越少,而且有污染;核能用量越大,安全问题越突出;风能、太阳能是低密度能源。针对现有技术的不足,学者提供了一种具有波高、潮差条件功能的龙卷海洋波浪能发电系统。

广州研制出独立稳定波浪能发电系统

广州能源研究所海洋能源实验室研制出了独立稳定波浪能发电系统，通过该系统可以将波浪能转换为稳定的电能，并可以直接为照明、计算机、空调机等设备供电。

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。