[实用新型]一种海流能发电机组恒功率控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及海流能发电技术领域，特别是涉及一种海流能发电机组恒功率控制系统。

背景技术

我国沿海地区的海流常年规律的流动，蕴含丰富的海流能资源。通过提取海水流动形成的能量，利用海流能发电机组进行发电，成为新能源开发利用的一个新方向，能够创造可观的发电量，解决了我国沿海地区的用电问题。海流能发电机组一般安装在海水十多米深处，主要由两或三个叶片连接在轮毂处，轮毂后通过低速轴连接齿轮箱和发电机。当海水流动经过叶片的时候带动叶片旋转，进而驱动发电机进行发电。

海流能发电机组在工作运行的时候，将海水动能通过海流能发电机组转换成电能，这需要有稳定的发电功率输出，以满足用户的用电需求。由于海水在运动的过程中受海风、气压、地转偏向力、海水密度以及温度等因素的共同作用，海流能发电机组叶片处的海流速度变化较大，这使得海流能发电机组在进行额定功率发电时的输出功率波动较大，容易引起机组设备故障，影响机组的发电质量和海流能能量的利用。所以设计合理有效的海流能发电机组恒功率控制系统，对有效利用海流能能量，提高海流能发电机组的发电性能和机组发电质量起着至关重要的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种稳定有效、响应快速的海流能发电机组恒功率控制系统，使得海流能发电机组在水流流速变化时保持恒定的发电机功率，满足机组控制性能和发电质量的要求。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种海流能发电机组恒功率控制系统，包括：发电机转速信号采集系统，用于测量发电机转速信号；发电机转矩信号采集系统，用于测量发电机转矩信号；及变桨功率控制系统，用于接收所述转速信号和转矩信号，并计算输出变桨角度信号，进而调整发电机功率；所述发电机转速信号采集系统、发电机转矩信号采集系统分别与变桨功率控制系统连接。

进一步地，所述转速信号采集系统包括光电编码器，安装在所述海流能发电机组中发电机上，用于测量发电机转矩信号。

进一步地，所述转速信号采集系统还包括转速滤波器，与所述光电编码器连接，用于对采集到的发电机转速信号进行滤波。

进一步地，所述发电机转矩信号采集系统包括变流器，所述变流器包括整流逆变电路，所述整流逆变电路与海流能发电机组的发电机定子电路和发电机转子电路相连接。

进一步地，所述转矩信号采集系统还包括转矩滤波器，与所述变流器连接，用于对采集到的发电机转矩信号进行滤波。

进一步地，所述变桨功率控制系统包括依次连接的功率计算模块和PID控制器，所述功率计算模块接收所述转速信号和转矩信号，计算出发电机功率的实际值并输入到PID控制器；所述PID控制器进一步计算输出变桨角度信号。

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

采用本实用新型的技术方案，海流能发电机组根据发电功率来控制叶片的变桨角度，通过调整变桨角度来克服水流变化引起的功率波动，实现了海流能发电机组恒功率运行，克服了水流速度变化引起的海流能发电机功率波动较大的问题,实现了海流能发电机长期的稳定运行，对提高海流能发电机组的控制性能和发电质量有重要意义。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的海流能发电机组恒功率控制系统结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种海流能发电机组恒功率控制系统，包括发电机转速信号采集系统、发电机转矩信号采集系统和变桨功率控制系统。

其中，发电机转速信号采集系统由光电编码器和转速滤波器构成，发电机转矩信号采集系统由变流器和转矩滤波器构成，变桨功率控制系统由功率计算模块和PID控制器构成。

光电编码器的输入端测量发电机转速信号，光电编码器和转速滤波器依次顺序连接；变流器的输入端测量发电机转矩信号，变流器和转矩滤波器依次顺序连接；转速滤波器输出的转速信号和转矩滤波器输出的转矩信号一起输入到功率计算模块，计算结果输出给PID控制器，PID控制器输出变桨角度信号。