水平轴海流能发电机组能量转换及功率控制

统一式
桨距角调节类型 （各桨叶动作情况） 独立式
电动式 桨距角调节方式 （执行机构）
电动机配合减速器驱动桨叶 响应快、效率高，但占用空间大、有冲击 液压缸配合机械传动机构驱动桨叶 结构紧凑、驱动力矩大
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液压式
功率稳定输出控制
统一式变桨
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功率稳定输出控制
独立式变桨
由于流速在整个叶轮扫掠 面上不相等，导致叶片在不同 位置上的叶尖速比不同，进而 导致攻角不同。采用独立式变 桨，可以使桨叶在不同的位置 保持最佳的桨距角。 独立变桨方式可以保证在 个别叶片出现问题后机组仍能 继续正常工作，该方式正成为 变桨矩技术发展的一个重要方 向。
能源短缺
环境污染
海洋覆盖了地球71%的表面，被称为“能量之海”。能够科学地、更大规模地利用海 洋能资源对维持经济的可持续发展具有重要的意义。
潮流能属于海洋能的一种，具有（1）较强的规律性和可预测性；（2）功率密度大， 能量稳定；（3）潮流能的利用形式通常是开放的，不会对海洋环境造成大的影响。
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国内外发展现状
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功率稳定输出控制
独立式变桨
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最大功率跟踪控制
直接转速控制
最佳叶尖速比法
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最大功率跟踪控制
最大功率—转速曲线跟踪法
不同流速下叶轮功率与转速关系
功率信号反馈原理图
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最大功率跟踪控制
最佳功率—转速曲线跟踪法
不同流速下叶轮转矩与转速关系
叶轮最佳转矩法控制原理
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最大功率跟踪控制
爬山搜索法
发电机输出功率与叶轮转速在不同风速下的关系
爬山搜索法控制原理
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功率稳定输出控制
当叶片的安装角(节距角)逐渐 增大时,功率系数显著地缩小。 利用功率系数随安装角的变化 规律,在高于额定流速工况下, 通过调节叶片安装角,能够有效 地降低叶轮的功率系数(如图中 所示的恒定功率曲线),从而可 将系统的输出功率控制在额定 功率附近。
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功率稳定输出控制
水平轴海流能发电机组效率高、启动特性好等特点,近几年取得了很大的发展,是目前主流 的潮流能转换系统。
Seaflow系统（300KW）
Seagen系统（1.2MW）
挪威的300KW系统
open-Centre Turbine
Clean Current Turbine
Free Flow system Turbine
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国内外发展现状
进入21世纪，中国也兴起了研究海流能转换系统的热潮。但是到目前为止，中国的海流能系统还 处于模型样机试验研究阶段。
东北师大1KW样机
中国海洋大学
浙大20KW样机
浙大25KW样机
浙大60KW样机
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5
海流能发电机组工作原理
齿轮传动型
液压传动型
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Байду номын сангаас
最大功率跟踪控制
齿轮传动型
液压传动型
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海洋能机电控制技术
水平轴海流能发电机组能量转换 及功率控制
演讲人:********
********学院 2015年4月28日
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目录
一、背景意义 二、国内外研究现状 三、海流能发电机工作原理 四、最大功率跟踪控制
五、功率稳定输出控制
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背景意义
能源短缺是当今全世界共同面对的难题，同时由于化石燃料发电在燃烧过程中会产生大量的 二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物等有害气体，污染空气，使全球变暖。