畢業(yè)論文：電力系統(tǒng)自動化潮流能并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)研究

畢業(yè)論文：電力系統(tǒng)自動化潮流能并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)研究

摘 要
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)已不能滿足工農(nóng)業(yè)對能源日益增加的需求，尤其在沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，電力供應缺口逐漸增大，嚴重的制約了我國沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高。因此，對開發(fā)新型能源結(jié)構(gòu)提出了要求。海洋中蘊含豐富的潮流能，潮流能與太陽能、風能、波浪能等可再生新能源相比較，規(guī)律性較強，能量穩(wěn)定，從經(jīng)濟技術(shù)的可行性和可持續(xù)發(fā)展的角度考慮，開發(fā)和利用潮流能發(fā)電具有重要的戰(zhàn)略意義。
論文主要研究潮流能發(fā)輸配電系統(tǒng)的設計，闡釋了潮流能發(fā)電系統(tǒng)組成及工作原理，提出了包括潮流能發(fā)電裝置的選擇，變流系統(tǒng)采用的拓撲結(jié)構(gòu)，海底電纜選型及敷設以及電氣測試系統(tǒng)的組成等各子系統(tǒng)的設計方案，同時對海洋潮流能發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)型逆變器的設計研究進行了論述。闡述了直驅(qū)式潮流能發(fā)電系統(tǒng)的逆變器的并網(wǎng)方式、拓撲結(jié)構(gòu)和控制策略，并對最大功率點跟蹤控制和逆變器的并網(wǎng)策略進行了研究。
本文采用帶Boost升壓斬波電路和PWM變流器的拓撲結(jié)構(gòu)，利用不可控整流將永磁同步發(fā)電機發(fā)出的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷�，Boost直流變換環(huán)節(jié)用于最大功率點跟蹤控制，采用IGBT功率器件來搭建的PWM變流器，完成直流側(cè)輸入電壓和并網(wǎng)電流的控制。

關(guān)鍵詞：潮流能；并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；并網(wǎng)型逆變器；并網(wǎng)策略
Abstract
With the development of economy in China, the traditional energy structure has been unable to meet the energy industry and agriculture to the increasing demand, especially in the economically developed coastal areas, the power supply gap increases gradually, which se
……（新文秘網(wǎng)http://m.jey722.cn省略1327字，正式會員可完整閱讀）……　
t and the PWM converter, using non controlled rectifier to permanent magnet synchronous generator generated AC into DC, DC Boost converter is used for ma*imum power point tracking control, using IGBT power devices to build the PWM converter, control DC input voltage and the output current.

Keywords: tidal current energy; grid connected power system; grid connected inverter; grid connected strategy










目 錄
摘 要……………………………………………………………………………..I
Abstract…………………………………………………………………………II
1.緒 論…………………………………………………………………………..2
1. 1課題的背景及意義 2
1. 2潮流能發(fā)電發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢 4
1. 3我國潮流能發(fā)電中存在的問題 6
1. 4本論文研究工作內(nèi)容 7
2.潮流能發(fā)電系統(tǒng)組成及工作原理……………………………….8
2. 1潮流能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 8
2. 2潮流能發(fā)電系統(tǒng)的運行特點 9
2. 3系統(tǒng)中各部件的功能原理 10
2．3．1永磁同步發(fā)電機 10
2．3．2蓄電池的分類及充、放電方法 11
2．3．3電能變換單元和控制單元 12
2．3．4控制器 18
3.潮流能發(fā)電系統(tǒng)………………………………………………………..20
3. 1 潮流能獲取裝置 20
3. 2 潮流能發(fā)電機 22
4.水輪機的最大功率點跟蹤控制…………………………………24
4. 1 1帶Boost升壓斬波器和PWM變流器的直驅(qū)結(jié)構(gòu) 24
4. 2最大功率跟蹤 26
4. 3斬波器參數(shù)設計 30
5.并網(wǎng)逆變器與控制策略研究…………………………………….33
5. 1并網(wǎng)逆變器的工作原理 33
5. 2并網(wǎng)逆變器的控制策略研究 35
6.結(jié)論與展望………………………………………………………………..38
參考文獻……………………………………………………………………….40
1.緒 論
1. 1課題的背景及意義
能源是現(xiàn)代社會進步和經(jīng)濟發(fā)展的基礎，隨著工業(yè)規(guī)模的擴大和人口的增長人們對能源的需求越來越強烈。目前，人類利用的電能主要有三種，即火電、水電、核電�；痣娭饕悦�、石油等化石燃料為原料，但是由于化石燃料的有限性和分布的不均勻性，造成了世界上大部分國家能源供應不足，不能滿足經(jīng)濟、社會發(fā)展的需要，并且由于儲存量有限，礦物能源正面臨著枯竭的危險，另外，由于燃燒煤、石油等化石燃料，每年有數(shù)十萬噸硫等有害物質(zhì)排向天空，使大氣環(huán)境遭到嚴重污染，同時由于大量排放C02等氣體而使地球產(chǎn)生明顯的溫室效應，引起全球氣候變化；水力發(fā)電受到水力資源的限制和季節(jié)的影響，并且有時會破壞當?shù)氐纳鷳B(tài)平衡；核電在正常情況下固然是干凈的，但萬一發(fā)生核泄露，后果同樣是十分嚴重，并且核廢料的處理直至今日仍然是一個全球性待解決的問題。在此種形式下，尋找新的可持續(xù)利用的新能源替代傳統(tǒng)能源就成為了人類當前面臨的迫切課題【1】。
新一代能源應當同時符合兩個條件：一是儲藏豐富，甚至是可再生的；二是安全、潔凈。符合這兩個條件的主要是可再生能源，包括太陽能、風能、潮流能、生物能等。當今，對于太陽能、風能的利用比較多，而對于潮流能的研究在國內(nèi)還比較少。所謂潮流能川即在地球、月亮和太陽的相對運動中產(chǎn)生的作用于地球海水的引潮力，使海水形成周期性的漲落潮現(xiàn)象。這種漲落潮現(xiàn)象包括兩種運行形式：一種是海水的垂直升降，通常稱為潮汐；一種是海水的水平運動，通常稱為潮流。海水漲落運動所攜帶的能量，也由兩部分組成，前者為勢能，即潮汐能，后者為動能，即潮流能。利用海水周期性升降的勢能發(fā)電的方式稱為潮汐發(fā)電。利用海水周期性水平流動的動能發(fā)電的方式稱為潮流發(fā)電，與風力發(fā)電類似。
潮流能與常規(guī)能源相比有以下特點：1、能量密度低，但總儲藏量大，且可以再生；2、能量隨時間、空間變化，但有規(guī)律可循，可以提前預報；3、開發(fā)環(huán)境嚴酷，一次性投資大，單位裝機造價高。但裝置可固定于海底，也可系泊于水中，或漂浮于海面，既不占用農(nóng)田，不需遷移人口，也不需建壩，不會影響交通航道。由于潮流發(fā)電不燃燒礦物能源，不會對環(huán)境造成三廢污染，不存在常規(guī)能源發(fā)電因污染環(huán)境產(chǎn)生的諸多社會問題和經(jīng)費開支。
據(jù)估算，當潮流速度為2米／秒時，在1平方米水流斷面上，一年可發(fā)出約2萬度電，可見潮流能量是相當可觀的。在我國近海一些狹窄的海峽及島嶼的水道內(nèi)，潮流速度很大，是潮流能的主要蘊藏場所。據(jù)調(diào)查，我國有92條這樣的水道，可開發(fā)的裝機容量為1830萬千瓦，年發(fā)電2700萬度。而且像浙江省、福建省等沿海省份，都是全國海岸帶潮流能源密度較高的地區(qū)�？梢姡Ｑ蟪绷髂茏鳛橐环N清潔的可再生能源在我國具有很高的規(guī)模開發(fā)利用的價值。
1. 2潮流能發(fā)電發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢
國外，歐、美、加等西方國家在潮流能資源評估、潮流能轉(zhuǎn)換裝置與電系統(tǒng)的研發(fā)已有很好的技術(shù)基礎。特別是近十年呈現(xiàn)出快速發(fā)展事態(tài)，概念、新技術(shù)和新裝置以及潮流能研發(fā)公司如雨后春筍般出現(xiàn)，理論研究、技術(shù)開發(fā)和工程示范同步發(fā)展，已著眼于商業(yè)型電站(300kW級)系統(tǒng)的術(shù)示范和工程驗證、潮流電站群以及對海洋環(huán)境和生物的影響研究。
潮流發(fā)電系統(tǒng)主要包括載體平臺、載體定位系統(tǒng)、水輪機及傳動系統(tǒng)、
發(fā)電機系統(tǒng)、電能變換與并網(wǎng)輸電系統(tǒng)和電站控制與管理系統(tǒng)等。電站從結(jié)構(gòu)形式上分為飄浮式、半潛和座底式三類，從能量轉(zhuǎn)換上分為垂直軸水輪機式、水平軸螺旋槳式和振蕩式機組技術(shù)方案。至今，世界上已建成多個示范潮流電站，技術(shù)方案各有優(yōu)勢。英國MCT公司由英國工貿(mào)部和歐盟支持，在Lynmouth建造的300kW級(SeaFlow)電站采用了水下固定樁支撐漿式方案，2003年5月運行；2006年開始了第二階段(SeaGen)，建造1MW示范電站，2007年又開始了SupGen計劃。挪威在Hammerfest建造的300kW級Pilot電站采用座海底式結(jié)構(gòu)支撐方案。2002年意大利PdA公司在西西里海峽建造的120kW級Kobold潮流電站采用了漂浮載體結(jié)構(gòu)系泊方案，Darrieus型垂直軸水輪機的直葉片角度可調(diào)。2005年P(guān)dA公司獲得了聯(lián)合國工發(fā)組織(UNIDO)的支持，與我國合作將在中國、菲律賓和印度尼西亞進行技術(shù)推廣。韓國在政府和工業(yè)界的支持下，從2000年到2010年分 ……（未完，全文共20725字，當前僅顯示3728字，請閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文：電力系統(tǒng)自動化潮流能并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)研究》）