【摘要】：本文根據(jù)海流渦輪機發(fā)電系統(tǒng)的長期運行特性,提出了一種改進的經(jīng)濟模型預(yù)測控制方法,優(yōu)化了常年工作在海底的渦輪機系統(tǒng),通過建立海流渦輪機系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,考慮齒輪壽命預(yù)測和變速箱損耗程度,結(jié)合設(shè)定的系統(tǒng)運行約束條件,以渦輪機的工作壽命為重要參考依據(jù),在提高海流渦輪機發(fā)電量的基礎(chǔ)上,降低系統(tǒng)的發(fā)電代價,增加渦輪機的工作壽命。然后,在滿足系統(tǒng)經(jīng)濟性的基礎(chǔ)上,以安全性為前提,提升系統(tǒng)的響應(yīng)能力,增加系統(tǒng)的快速性。通過仿真實驗表明使用的控制方法能夠得到優(yōu)良的控制效果。具體研究內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:首先,針對海流渦輪機發(fā)電系統(tǒng),在研究最大發(fā)電量的基礎(chǔ)上,考慮海流渦輪機發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電過程的經(jīng)濟性,基于改進經(jīng)濟模型預(yù)測控制方法,設(shè)定渦輪機系統(tǒng)的經(jīng)濟指標(biāo),系統(tǒng)在設(shè)定的約束條件下運行,結(jié)合渦輪機系統(tǒng)齒輪壽命預(yù)測和變速箱損耗程度,綜合考慮系統(tǒng)的發(fā)電代價,其目的是在提高海流渦輪機發(fā)電量的基礎(chǔ)上,降低系統(tǒng)的發(fā)電代價,增加渦輪機的工作壽命。仿真結(jié)果表明使用的控制方法改進了系統(tǒng)的控制效果,提升了系統(tǒng)的經(jīng)濟性。其次,針對海流渦輪機發(fā)電系統(tǒng)的運行特性,由于傳統(tǒng)經(jīng)濟模型預(yù)測控制在大規(guī)模非線性系統(tǒng)求解時有一定的局限性,因此,本文將快速性作為海流渦輪機發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電過程的一項指標(biāo),基于快速性的經(jīng)濟模型預(yù)測控制方法,在滿足系統(tǒng)安全性的前提下提升系統(tǒng)的響應(yīng)能力,以渦輪機的工作壽命為重要參考依據(jù),然后將其應(yīng)用于海流渦輪機發(fā)電系統(tǒng)中,并通過仿真對比驗證了算法的可行性與有效性。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM612;P743.1
【圖文】：

基于海流渦輪機系統(tǒng)，提出了一些控制算法應(yīng)用于海流能發(fā)電，旨在獲取更好的逡逑控制效果。逡逑海流渦輪機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖２．１所示，渦輪機通過海流推動渦輪機葉片獲取動逡逑能，然后通過齒輪箱傳動機構(gòu)將渦輪機獲取的能量傳輸?shù)桨l(fā)電機側(cè)，發(fā)電機將獲逡逑取的動能轉(zhuǎn)化為電能，輸出到電網(wǎng)。逡逑咖逡逑圖２．１海流渦輪機圖示［７７］逡逑１３逡逑

基于海流渦輪機系統(tǒng)，提出了一些控制算法應(yīng)用于海流能發(fā)電，旨在獲取更好的逡逑控制效果。逡逑海流渦輪機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖２．１所示，渦輪機通過海流推動渦輪機葉片獲取動逡逑能，然后通過齒輪箱傳動機構(gòu)將渦輪機獲取的能量傳輸?shù)桨l(fā)電機側(cè)，發(fā)電機將獲逡逑取的動能轉(zhuǎn)化為電能，輸出到電網(wǎng)。逡逑咖逡逑圖２．１海流渦輪機圖示［７７］逡逑１３逡逑

邋Ｖ逡逑其中？；？是葉輪的角速度，ｖｎ＞是海流渦輪機的葉尖速度。根據(jù)效率系數(shù)的公式表逡逑述形式，海流渦輪機發(fā)電系統(tǒng)的ＭＰＰＴ策略的ＣＰ曲線如圖２．３所示。逡逑０．５邋邐．邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐邐＜邐■邐■邐逡逑０．４５邋？逡逑，Ｔ＼逡逑０４邐／／晰、＇逡逑０３Ｓ［邐／＾７ｘ邐＼逡逑ｓ：ｅ邋Ａ邋＼＼：逡逑／邐＼＼邐－邐＼邐＼逡逑00５邋？邐，邐＼邐＇邐＼邐、逡逑０Ｌ＾＿．＿＿，＿．＿＾＿＿逡逑０邐２邐４邐６邐８邐１０邐１２邐１４邐１６邐１８邐２０逡逑ｌａｂ逡逑圖２．３海流渦輪機發(fā)電系統(tǒng)的ＭＰＰＴ策略的0＝曲線逡逑根據(jù)流體的能量轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)子上的流體動力葉片將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)換為機械能，通逡逑過洋流獲得的功率轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩，有效地在轉(zhuǎn)子上提供轉(zhuǎn)矩ｒ？，：逡逑Ｔ／邋＝３ｌ邐（２．４０）逡逑其中７；是轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)換，其修改如下：逡逑１６逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐鋒;;一種基于模糊控制的光伏發(fā)電系統(tǒng)的MPPT控制[J];電源技術(shù);2014年01期

2 石茂順;李偉;劉宏偉;林勇剛;徐全坤;;基于最大功率跟蹤控制的海流發(fā)電能量管理系統(tǒng)[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2013年05期

3 施偉勇;王傳];沈家法;;中國的海洋能資源及其開發(fā)前景展望[J];太陽能學(xué)報;2011年06期

4 張日東,王樹青,李平;一類非線性系統(tǒng)的擴展?fàn)顟B(tài)空間預(yù)測控制[J];控制與決策;2005年07期

5 陳虹,劉志遠(yuǎn),解小華;非線性模型預(yù)測控制的現(xiàn)狀與問題[J];控制與決策;2001年04期

6 劉鶴守;;我國的海洋能資源及其開發(fā)[J];能源;1982年04期

本文編號：2771629