一种基于直流母线电压控制的潮流发电控制系统及其直流母线电压控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105703394A(43)申请公布日2016.06.22(21)申请号201610141581.X(22)申请日2016.03.14(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人郭健杨勇郭海山姜义闫雪松杜佳张旭(51)Int.Cl.H02J3/38(2006.01)H02J3/32(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种基于直流母线电压控制的潮流发电控制系统及其直流母线电压控制方法(57)摘要本发明涉及的是新能源发电技术领域，具体涉及一种基于直流母线电压控制的潮流发电控制系统及其直流母线电压控制方法。系统由水轮机、永磁直驱发电机、不可控整流装置、滤波装置、电池柜、三相逆变器、岸上开关柜、主控系统、能量释放单元等组成；所述的主控系统是潮流发电控制系统的核心部分，包括DSP2406芯片，DSP2406芯片包括A/D转换模块、I/O模块、编码器接口和RS232串口。主控系统通过实时控制IGBT通断时间、电池柜供电及能量释放单元消耗多余电能，有效降低了电力电子系统中三相逆变器的电压压力，系统灵活性强，提高整个发电系统的发电效率。CN105703394ACN105703394A权利要求书1/1页1.一种基于直流母线电压控制的潮流发电控制系统，由水轮机、永磁直驱发电机、不可控整流装置、滤波装置、电池柜、三相逆变器、岸上开关柜、主控系统、能量释放单元等组成；所述的主控系统是潮流发电控制系统的核心部分，其特征在于：包括DSP2406芯片，DSP2406芯片包括A/D转换模块、I/O模块、编码器接口和RS232串口，通过编码器获得水轮机的转速，直流母线电压电流、潮流流速和放电电流经A/D转换模块转化成数字信号，数字信号经DSP2406芯片运算输出PWM信号到驱动芯片，驱动芯片控制功率元件IGBT的通断。2.根据权利要求1所述的一种基于直流母线电压控制的潮流发电控制系统，其特征在于：还包括电力电子系统，电力电子系统包括三相不可控整流器、三相逆变器、能量释放单元、输出电感滤波器，三相不可控整流器连接能量释放单元和三相逆变器，能量释放单元分别连接主控系统和电阻箱，三相逆变器连接输出电感滤波器，输出电感滤波器连接岸上开关柜，岸上开关柜连接三相负载，三相不可控整流器与永磁直驱发电机相连，永磁直驱发电机发出的交流电经过三相不可控整流器整流，然后再将其输出的直流电逆变为具有期望幅值和频率的交流电，交流电经过输出电感滤波器滤波传送到岸上供给用户。3.一种基于直流母线电压控制的潮流发电控制系统的直流母线电压控制方法，其特征在于：主控系统控制功率元件IGBT的通断时间跟踪永磁直驱发电机组输出的最大功率；同流速下潮流发电系统具有相应的最优功率，潮流流速与永磁直驱发电机的转速有对应关系；为了追踪最优功率，控制永磁直驱发电机的转速，也即永磁直驱发电机组输出电压，保持直流母线电压为恒定值；当潮流流速低于永磁直驱发电机的启动转速时，永磁直驱发电机组输出功率为0，不能保持直流母线电压恒定，主控系统控制功率元件IGBT导通也不能维持直流母线电压的稳定，则有电池柜为直流母线供电；当潮流流速高于永磁直驱发电机的额定转速时，永磁直驱发电机组输出功率过大，直流母线电压过高，主控系统增加功率元件IGBT关断时间也不能维持直流母线电压的稳定，则多余电能通过能量释放单元消耗掉；当潮流流速在永磁直驱发电机的启动转速和额定转速之间时，主控系统控制功率元件IGBT适当的通断时间维持直流母线电压的稳定。2CN105703394A说明书1/5页一种基于直流母线电压控制的潮流发电控制系统及其直流母线电压控制方法技术领域[0001]本发明涉及的是新能源发电技术领域，具体涉及一种基于直流母线电压控制的潮流发电控制系统及其直流母线电压控制方法。背景技术[0002]众所周知，化石能源的燃烧是导致全球气候巨大变化的主要原因，采用清洁无污染的可再生新能源是势在必行的，这导致了探索可再生新能源，如风能，太阳能和海洋能。目前，最常见的可再生新能源无疑是已经商业化很多年的风力发电和太阳能发电。然而，这些可再生能源技术的主要缺点是其不可预测性和无规律性。作为非常有潜力的可再生新能源之一的海洋潮流能，其清洁无污染、可预测性高、对环境影响小，对潮流能的开发可以有效地改善我国能源结构，降低化石能源燃烧带来的环境污染。潮流是由于太阳和月亮的引力作用，引起海水水位的周期性流动而产生的。潮流能得能量密度较高，开发和利用潮流能可以无需建大坝，减少项目设施的投资；如果将水轮机组浸没在海底，对航海运输不会造成影响。[0003]最近20年，潮流能源领域