潮流能发电技术ppt课件

水平轴潮流发电系统，电2半张陈201620098，1，海洋是一个能源吸收装置，也是一个能源储存装置，拥有巨大电力资源的巨大能源宝库。蕴藏在海水中的这种巨大动力资源一般称为海洋能源，包括潮力、波浪能、洋流能量、海水温差、海水盐差能量等多种形式的能量。海洋能源简介，2，海洋能源特性，能源密度低，但总能源，可再生；能量取决于地理时间，但可以有规律地跟随。开发环境苛刻，一次性投资大，但不污染环境，不占用沃土，可以综合利用。3、藻类是伴随藻类而产生的周期性海水水平流动，被月亮和太阳的潮汐力定义为海水进行周期性运动。海面的周期性垂直上升和海水的周期性水平流动，后者称为藻类。鸟类运动时产生的动能就是藻类能量。4、潮流能量特性、强规律性和可预测性；功率密度高，能量稳定，对电网的配电管理方便，是优秀的可再生能源。藻类能源的使用形式通常是开放的，对海洋环境没有太大影响。5、潮流能的主要使用是发电。从能量转换的角度来看，完整的潮流转换系统(或称潮流能量发电系统)主要由五部分组成：潮流捕获系统(或称潮流转换设备)、能量传递设备、电力转换设备、控制系统、安装支持结构。与需要建设大坝，利用人工储存的海水势能发电的传统潮汐能转换系统不同，新的潮汐能转换系统采用开放式机械结构，没有大规模土木工程，没有巨额电力投资，对水道通航的影响很小。利用这种系统发电的话，水下旋转系统的部分旋转速度快不会产生大噪音，也不会影响附近的海洋生物，因此能保持良好的区域生态环境。另外，系统的大部分都放在水下，不影响人们的视觉环境。6，7，涡轮系统与目前大多数概念验证非涡轮系统相比，通过涡轮潮流系统的广泛开发，占据了当前潮流系统的大部分。工作原理与风力涡轮机非常相似。潮流转换装置在流体介质中受到流体动力作用，可以驱动涡轮的旋转轴，将流体转换为系统的机械能，能量转换装置可以转换低速高扭矩的机械能，转换为电能，同时还可以调节电能，将电能传输到输出到终端的电能转换装置。控制系统支配和管理整个发电设备的运行，而安装支持结构则确保设备在海洋环境中运行。8、涡轮和风力的差别是海水的密度约为空气的800倍，因此，对于同一功率等级的装置，功率流能量系统的叶轮直径约为风力的1/2，因此功率体积很大。与风的快速变化相比，趋势能量的稳定性和可预测性更大，更有利于潮流系统的控制和运行。由于流体介质的差异，电力流系统的涡轮承受了更大的载荷，但正反180度双向工作，因此可以省略偏航装置。流动系统可以更容易地使用流动装置来增加流体速度，另一个旋转部分在水下，因此噪音小，没有视觉影响。由于严酷的海洋工作环境，藻类能源系统必须考虑结构腐蚀、密封、叶片损坏、系统维护、大轴向应力和空化问题、9、垂直轴系统、涡轮潮流系统中水平轴和垂直轴系统各自的特性。垂直轴系统具有以下技术优势：涡轮轴首先垂直于潮流方向和水平面，这些系统(1)涡轮总体设计更简单，成本更低，叶片加工更容易。(2)透射体可以适应所有方向的流动，发电机可以更容易地放置在水面上，从而简化对流问题，减少水下密封部分的组成。(3)刀尖损失相对较小，因此噪音较小。(4)对于易于使用流量设备以增加流速的浮动结构，安装支持方法更为适用。(5)更适合垂直方向流速不均匀的浅海环境，尤其是旋转叶片的涡轮。相应的垂直轴系统也有一些明显的缺点。例如，涡轮通常启动扭矩低，启动特性不好，运行时转矩脉动大，能量转换效率低。10，更好的整体性能，高能量捕获速度，良好的自启动性能，相对高的转速，更好的直接驱动器。有利于采用变速、失速、俯仰控制等多种控制方法。相关知识库丰富，可以利用的现有技术(例如风力涡轮机和船舶螺旋桨领域的技术)相对较少。11，12，潮流能量捕获原理，1制动盘概念和动量定理2。旋转尾流效应及角动量定理3。叶理论4。叶动量理论，13，二次能量转换原理，现有的工作方法和工作原理捕获装置后，现有的后续能量处理方法首先使用齿轮传动增加涡轮旋转运动，将叶轮的低扭矩机械能转换为高速低扭矩机械能，启动发电机，将机械能转换为电能，而发电机后的功率处理环取决于系统的能耗方式，在并网情况下，从发电机发出的电能通过各种变频器和并网控制器按电压、频率和相序恒定AC独立操作会使电气处理过程更加复杂，从发电机发出的电力通常通过整流器完成，直流转换装置以一定范围的直流形式将电压电流引入电池配置或直流负载，或通过逆变器给交流负载供电。14，15，16，新方法和工作原理，想法：液压传动代替现有齿轮传动。17、系统功率控制原理、水平轴潮流转换系统的功率控制主要包括最大功率跟踪控制(低于额定速度)和功率稳定输出控制(高于额定速度)两部分。18，对于最大功率跟踪控制、给定几何尺寸和参数的水平轴潮流能量涡轮机，根据叶片动量理论，计算不同叶片安装角度的轮轴功率随流动速度变化的曲线，以非二次方式获得各安装角度的功率系数与预断速度比率的关系曲线，即潮流涡轮的功率特性曲线，典型的曲线形式。19，20，潮流能量系统的最大功率跟踪控制策略可分为直接速度控制和间接速度控制，21，直接转矩控制。通过流量传感器测量的流速不是上游无限的流速，而是叶轮扫掠面上分布不均的流速，因此更难准确地获得流速。若要更可靠地进行直接速度控制，请使用扭矩观测器预测叶轮的机械扭矩，然后根据预测扭矩和比例系数计算参考速度。22，间接转矩控制，23，功率稳定输出控制原理可以根据上述潮流能量涡轮的功率特性曲线来看，随着叶片的安装角度逐渐增加，功率系数曲线大幅减小。通过使用取决于安装角度的功率系数，在额定流速条件下调整叶片安装角度，可以有效降低涡轮叶轮的功率系数，从