摘要：为了提高海流能发电装置的能量捕获效率和有效的发电时间,采用FLUENT对9种结构型式导流罩进行数值模拟,并研究分析不同结构参数对翼型导流罩水动力性能的影响,在此基础上提出翼型导流罩的设计方法,最后基于该方法设计500 W海流能机组翼型导流罩。研究结果表明:相比于其他8种结构型式导流罩,翼型导流罩具有最佳的水动力性能;基于翼型导流罩设计方法设计的500 W海流能机组翼型导流罩不仅可以降低机组启动流速,而且可以在入口流速为额定流速的情况下提高62.1%的捕获功率。

摘要：为了保证机组功率的稳定及尽可能降低机组载荷,以600 kW水平轴海流能发电机组为对象,围绕功率和载荷2个方面设计基于功率与载荷双目标的协同变桨控制策略.在功率方面,基于黄金分割法将流速段分割,每段采用不同的fuzzy PID控制;在降载方面,采用d-q变换的方式,从叶轮坐标系将叶根弯矩变换到d-q坐标系,实现了三维转二维的简化,基于PID进行控制,经过Coleman反变换将结果输出给变桨执行机构,完成独立变桨.通过Matlab/Simulink和海流能分析软件Bladed进行联合仿真.结果表明,采用该控制策略,可以在保证功率稳定的同时,显著降低叶轮的不平衡载荷.

摘要：为了研究潮流发电系统运行过程中的功率与并网特性,以可变桨叶轮-单级增速-永磁同步发电机为机械传动结构和二极管整流-斩波-逆变为电气变换结构的潮流发电系统为对象,建立从叶轮到发电机的数学模型.针对叶轮处流速精确测量的困难性,提出基于流速预测的发电机转速控制.针对直接桨距角控制中存在的非线性、计算量庞大的问题,给出基于功率反馈的变桨距控制.采用直流母线电压控制与有功无功电流解耦相结合的方式研究并网运行特性.设计加工试验样机,开展海试试验.结果表明,并网系统具有良好的并网控制特性和较高的输出电能质量,利用提出的功率控制策略能够有效地实现最大功率捕获与超流速下的功率限定输出.

摘要：为满足风电机组载荷测试的需要,提出一种模拟机组五自由度载荷的加载控制方案.将叶轮等效成加载盘,并沿该盘轴向和径向均布若干电液力加载器,控制各加载器的输出力来合成并复现所给定的载荷波形谱.提出加载策略并建立加载力控制系统非线性数学模型.在此基础上,设计反演力控制器并进行仿真研究.结果表明,加载方案具有可行性,采用反演控制的加载力系统能有效地再现给定载荷,且响应性能和力跟踪精度较高.同时表明,所提出的加载策略容易实现,并能较准确的复现五自由度参考载荷.

摘要：针对变速风电系统的控制需要,设计一种新型的无级增速式风电系统,提出系统无级增速的控制原理及其控制策略,构建系统主要环节的等效模型,并进行仿真实验研究,研究结果验证了系统无级增速控制的可行性与高效性。同时表明,相对于仅采用变桨距控制的风电系统,采用变桨距控制并兼具有无级增速控制的系统能更高效地稳定输出功率,并能更有效抑制转矩的波动。

摘要：针对风电机组变桨距控制的特点,提出一种基于电液行星锥齿马达的变桨距控制方式,采用液压马达驱动与锥齿直接减速方式变桨距控制.设计电液行星锥齿马达变桨距机构及其电液控制系统,提出基于电动机-变量泵-比例阀的协同变桨距控制方案,构建系统等效控制模型.同时,针对变桨距的大惯性、非线性、强干扰等特征,设计新型的桨距角控制器和变桨距控制器,构建系统仿真模型,进行对比仿真研究.结果表明该变桨距控制方式的可行性和有效性.

摘要：随着可再生能源并网容量的增加,其发电间歇性、功率波动性等问题将显著影响供电系统稳定性,加剧能源供需矛盾。使用可再生能源制氢,实现间歇性能源的长期储存和运输,是可再生能源发展的重要方向,但其成本较高,技术尚未成熟,阻碍了其大型化、商业化发展。研究制氢设备在可再生能源复杂工况下的动态运行特性,可以为其容量优化配置,运行策略设计提供指导。本文在现有PEM电解槽静态模型研究的基础上,使用Hammerstein非线性结构和T-S模糊推理建立了描述PEM电解槽非线性动态特性的仿真模型,并通过实验验证了动态模型的准确性。其模型复杂度较低,参数辨识过程简单,对不同性能参数电解槽都具有较好的拟合特性,可用于可再生能源制氢系统的优化设计。

摘要：为了减小海流能发电机组在弱阻尼状态下的传动链谐振,借鉴风电领域的动态加阻技术,为海流能传动链设计主动阻尼控制器,通过海流能发电机组的转矩控制系统,给发电机施加和转速波动方向相反的波纹转矩.主动阻尼控制使传动链系统极点远离虚轴,为传动系统增加等效阻尼,减小谐振.为了准确得到传动链的低阶模态,利用多体系统法和有限元仿真方法,对传动系统的参数进行辨识,根据传动系统拖动实验的转速波动信号,对理论分析的结果进行验证.通过Matlab/Simulink的建模仿真以及650 kW海流能机组在低流速工况下的等效海试实验,验证了主动阻尼控制对传动系统的有良好的减振效果.

摘要：为克服传统变桨距系统存在的能耗高、控制机构复杂的缺点,提出直驱液压泵控马达变桨距系统。采用可变速伺服电机驱动定量泵的闭式液压回路结构,针对变桨系统自身存在的非线性与参数不确定等特性,基于反演递推(backstepping)技术,结合自适应算法,设计自适应反演控制器,通过构造Lyapunov函数推证稳定性,并在此基础上,采用实测数据进行仿真验算。结果表明,系统具有良好的自适应性、抗干扰性,有较高的变桨距控制精度,能较好地稳定机组输出功率。

摘要：提出一种复现风力机五自由度载荷的主动静压加载控制方案。将风轮等效成加载盘,并沿该盘的轴向和径向均布若干静压油腔,通过液阻网络主动控制各油腔的静压力来合成并复现载荷波形。给出加载系统的设计方案和十二自由度载荷的加载策略。在此基础上,分析静压加载控制原理并进行仿真实验研究。研究结果表明,采用主动静压加载能复现给定载荷波形,加载单元具有较高的响应速度和载荷复现精度。