海流能发电技术中电力变换系统的优化研究

【摘要】：可再生能源的利用近几年来逐步成为政府和社会关注的热点，它的利用不仅可以缓解中国经济高速发展过程中煤炭和石油等能源供应紧张的压力，还可以改善我国能源结构，保护大气环境，减轻环境污染，促进中国经济走上可持续发展的道路。可再生能源包括风能，太阳能，海流能等。其中海流能的合理利用和开发一直是我国发展的一个重点。利用海流能来发电，不仅可以缓解当下的能源危机问题，而且具有可持续性，无污染性，对沿海居民的用电也带来了很大的方便，是解决民生的大事。本文基于海流能发电这一课题，包含以下内容： 搭建了海流能发电系统的整体模型。海流能发电系统是一个比较复杂的系统，它包括三个部分：水轮发电机组，电力变换系统，监控系统。这三部分是一个整体，互相之间相辅相成，无论是从控制算法还是电力回路来说都需要考虑全面，设计出稳定性较高，发电效率较高的系统。 确定了水轮机，传动装置，发电机的数学模型，并且建立了它们的仿真模型。洋流发电的特点在于它的流速是时变的，因此发出的电的频率也是时变的，而且其发电质量与水轮机，传动装置，发电机的数学模型都是相关的。所以研究这些装置的数学模型对于确定整个电力系统的主回路的拓扑结构有着重要的意义。 确定了功率变换电路中，三相整流电路的拓扑结构。三相整流电路的拓扑结构有很多，通过对三相单开关和六开关的仿真并考虑到系统的实际需要，最终确定了选择三相单管PFC电路，并对其参数做出了一定的优化。 对三相功率因数校正的算法进行了研究。为了保证电网输出电力效率能达到最大而确定了一种能进行三相功率因数校正的电路拓扑结构。 【关键词】：可再生能源 Boost PFC 功率变换电路 海流能发电系统 水轮机
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM46;TM612
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题背景9-11
• 1.2 可再生能源发展现状11-13
• 1.3 系统的设计要求13
• 1.4 课题意义13-15
• 2 100kW 水平轴海流能发电系统总体设计15-28
• 2.1 系统总体架构15-16
• 2.2 水轮发电机组水下监控系统设计16-19
• 2.3 电力变换系统设计19-28
• 2.3.1 功率变换电路19-26
• 2.3.2 信号采集模块26
• 2.3.3 控制算法模块26-28
• 3 发电机组建模与仿真28-37
• 3.1 水轮机的建模与仿真28-30
• 3.1.1 水轮机简介28-29
• 3.1.2 水轮机数学模型29-30
• 3.2 齿轮箱与传动链模型30-32
• 3.2.1 齿轮箱简介30
• 3.2.2 传动链的数学模型30-32
• 3.3 发电机模型32-35
• 3.3.1 发电机介绍32-33
• 3.3.2 发电机数学模型33-35
• 3.4 发电机组 Matlab 模型35-37
• 3.4.1 水轮机的 Matlab 模型35-36
• 3.4.2 传动链的 Matlab 模型36
• 3.4.3 发电机组整体模型36-37
• 4 变流系统拓扑结构及分析37-50
• 4.1 功率因数校正的意义37-41
• 4.1.1 功率因数的定义37-38
• 4.1.2 功率因数校正的必要性38
• 4.1.3 功率因数校正算法38-41
• 4.2 三相 Boost PFC 电路拓扑结构41-46
• 4.3 三相 Boost PFC 电路拓扑结构的优化46-50
• 4.3.1 三相六开关 boost 电路的仿真分析46-48
• 4.3.2 三相单开关 boost 电路的仿真分析48-50
• 5 发电机组及变流系统仿真实验与分析50-63
• 5.1 三相单开关 boost 电路的工作模态分析50-58
• 5.2 三相单开关 boost 电路电感的器件参数的优化选择58-63
• 5.2.1 IGBT 开关频率的选择59
• 5.2.2 三相储能电感的选择59-63
• 6 结论63-64
• 6.1 总结63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-66
• 硕士期间发表（录用）论文情况66-67
• 个人简历67-68
• 致谢68

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于单周期控制的通用三相PFC控制器的研究    张厚升,胡振营,刘雪婷

传动链模型参数对双馈风电机组暂态性能影响    李辉;叶仁杰;高强;赵猛;

高频开关电源的EMI滤波器的研究    冯楠;曾国宏;张佳;

开关电源EMI滤波器设计    冯艳斌;张勋;张丽;

积分复位控制三相功率因数校正    罗全明,周雒维

EMI电源滤波器的设计与应用    谢斌;杨莉;

轴流式水轮机的典型结构分析    奇成光;

海洋可再生能源发展现状与趋势    李晓英;

高功率因数DCM Boost PFC变换器的研究    姚凯

液压挖掘机混合动力系统的控制策略与参数匹配研究    肖清

单周期控制的三相单管谐波注入式PFC电路研究    蔡志开

三相高功率因数整流器的研究    郭磊

三相功率因数校正电路的研究    李战龙

三相有源功率因数校正研究    涂永飞

三相有源功率因数校正技术的研究    罗涛

海流发电水轮机结构优化及数值模拟    李永林

“电力电子技术”课程教学改革的研究与实践    陈永超;郭季;

集成PWM控制器UC1525在开关电源中应用    高波;谢澎波;冯君华;

基于单周期控制的三相PFC整流器在输入电压不对称时的改进策略    金爱娟;李航天;李少龙;

应急保安电源自动投入控制回路设计    杨修正;周定寰;

单周期控制串联双Boost高功率因数整流器研究    雷涛;张晓斌;林辉;

世界波浪发电技术的发展动态    龚媛;

三相三线制并联型APF控制策略的改进    连瑞红;薛毓强;罗爱娣;

单周控制三相PFC整流器的研究    陈贤明;吕宏水;刘国华;王伟;朱晓东;

单周控制三相4线制VIENNA整流器研究    张先进;徐坚;

基于TMS320F2808的大功率DC/DC变换器的设计    李世杰;赵敏;任一峰;

立体车库电气系统关键环节设计    谭仁人;

可自适应鸭式波能装置浮态变化的转角测量装置    叶寅;游亚戈;盛松伟;张亚群;刘洋;

SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算    刘杨华

液压挖掘机并联式混合动力系统控制策略研究    林潇

混合动力液压挖掘机势能回收系统的基础研究    林添良

材料电加工设备谐波抑制技术的研究    王冬平

海洋资源价值及开发战略研究    忻海平

三绕组单相电容电动机运行性能的仿真研究    邓建国

基于电力电子集成概念的三相逆变电源系统研究    张卫丰

超声频分量双周疲劳载荷作用下焊接接头的疲劳性能    吴良晨

单相离线式高亮度LED照明驱动的研究与设计    马红波

混合动力挖掘机动臂能量回收单元及系统研究    王滔

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

三相AC/DC功率因数校正技术的研究    邓长吉

基于电力线载波通信技术的民航助航灯故障检测系统    杨小溪

单相数字控制逆变电源的设计与实现    马飞

功率自适应LD开关电源的设计    陈瑞霞

基于CAN总线的液压挖掘机节能控制技术的研究    杨梅

液压挖掘机混合动力系统的节能控制与参数优化    衣冠超

江南体育在线直播观看 发电系统控制器的研制    许龙飞

移动通信基站用光伏控制器的研究    游玲玲

液压挖掘机混合动力系统建模及控制策略研究    龚俊

软开关的单开关三相功率因数校正整流器的研究(英文)    艾克拉姆·苏莱曼,金新民

并联式混合动力电动汽车动力总成系统的仿真研究    梁龙,张欣,李国岫,王浩

混合动力轻型客车动力传动系的设计研究    何洪文,孙逢春,李幼德

串联型混合动力汽车动力系统设计与仿真    成森,孙业保,耿东,杨为琛,孙逢春

世界能源消费现状和可再生能源发展趋势(下)    钱伯章;

混合动力电动汽车技术分析    段岩波,张武高,黄震

混合电动车及其蓄电池    李相哲,丁干,石常青

Boost PFC电路中开关器件的损耗分析与计算    曹建安,裴云庆,王兆安

三相AC/DC功率因数校正拓扑比较    朱士海,钱江,钱照明

一种新型高性能功率因数校正整流电路    朱士海,吴卫民,钱照明

三相电压源PWM整流器控制技术研究    徐金榜

基于混合动力与能量回收的液压挖掘机节能研究    张彦廷

新型单周控制三相高功率因数整流器的研究    胡振营

三相PWM整流器的研究    徐小品

基于单周期控制的三相高功率因数整流器研究    弓振宇

弹簧控角竖轴直叶水轮机水动力性能研究    陈晗

变桨矩垂直轴风力机初步开发与性能评价    郭建伟

海流能:本世纪以来开始商业化运作    李晓兰;

海流能利用技术研究进展与展望    刘美琴;仲颖;郑源;赵振宙;

便携式船用海流能发电机    周浩波;林勇刚;徐晓峰;袁沛;李伟;

海流能发电系统转换效率测试技术研究    王海峰;熊焰;崔琳;郭毅;黄勇;王鑫;杨立;

海洋能源的种类    余志

海洋能源的种类    宋增扬

海流能增速管纠正偏流的实验研究    王立;董志勇;张旭;韩伟;俞小伟;

基于液压传动的海流能蓄能稳压发电系统仿真    张大海;李伟;林勇刚;应有;杨灿军;

海流发电发展方向及技术路线思考    田应元;张云海;任翀;

海洋能    

海洋能开发利用的新技术概览    孙晓晶;

水平轴海流能水轮机叶片的设计和实验研究    王俭超;王树杰;李伟;袁鹏;邱飞;

海/潮流能发电装置液压型能量传动系统研究    刘宏伟;李伟;林勇刚;马舜;

正向海流情形双向叶片涡轮机文丘里型增速装置    董志勇;王立;张旭;韩伟;俞小伟;颜效凡;

海潜Ⅱ型遥控潜水器    李智刚;康守权;张艾群;

海洋水下仪器超低流速电能补充技术研究    张雪明;徐明奇;王岩峰;孙培光;

水平轴螺旋桨式海流能发电技术研究    李伟;林勇刚;刘宏伟;马舜;

水平轴海流能水轮机水槽模型实验研究    王树杰;王俭超;袁鹏;厉文超;王英英;陈存福;邱飞;

海/潮流能发电装置叶片翼形优化及气蚀研究    刘宏伟;李伟;林勇刚;

海岛孤立电网设计与运行    甘德强;黄民翔;杨欢;辛焕海;汪震;杨莉;

海洋——人类未来的能源库    张秋旭

海洋能否成为“能量之源”    陈乃超　吴凡夫

“重返海洋”人类能做些什么    李冬松

能源要进行集中“补血”    高山平

海洋能源知多少    窦光宇

河北12层以下新建住房采用太阳能热水    翟开矿

海洋能源    张海威

国际社会关注我国能源问题    楚源

中国能源需补血    本报记者 陆彩荣

英国首台海浪发电机开始供电    何屹

水平轴海流能发电机械关键技术研究    刘宏伟

表面不平整突体升坎水力特性与海流能转换器的试验研究    张旭

偏流作用下海流能转换器的技术研究    王立

海流能转换器水动力特性的数值模拟及实验研究    汪洁

水平轴海流能发电机组关键部件载荷分析及其试验研究    吴少龙

水平轴海流能发电装备能量管理控制系统的研究    刘磊

水平轴海流能发电机械水动力性能的研究    辛小鹏

海流能发电技术中电力变换系统的优化研究    王剑

水平轴海流机叶片与漂浮式支撑的设计与研究    何煜平

寒潮天气对区域海流能及温差能影响的模拟研究    周雨

海洋能集成供电系统的研究    张原飞