PDF《波浪能独立稳定发电自动控制系统》

2 个恒量旋转泵和

1 个变量旋转泵.变量旋转 泵的排量在一定范围内可控制 ,以电磁阀开关的形 式决定泵的工作状态 (工作/ 待机) .振荡浮子能量 采集系统配备了

3 台不同规格的往复泵 ,由换向阀 的工作状态决定往复泵的工作状态.蓄能稳压系统 起到蓄能和调节的作用.系统配备了

2 台变量马 达 ,其输出能量可在一定范围内变化 ,以满足不同时 期波浪能大小及负载变化的要求.变量马达驱动发 电机把液压能转换为电能输出 ,其工作状态也由电 磁阀决定.由于系统自身的特点 ,还必须保证电力

5 7 第31 卷第24 期2007 年12 月25 日Vol.

31 No.

24 Dec.

25 ,

2007 ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 输送的安全性、 可靠性 ,因此 ,还需配备负载自动配 置系统.自动控制系统对整个系统实施调节、 控制 , 实现把不稳定的能量输入转换成稳定的能量输出 , 并保证系统的安全、 可靠运行. 独立稳定波力电站的工作流程是 :波浪能驱动 液压泵工作 ,液压泵抽取容器内工质并注入蓄能稳 压器或直接经过电磁阀流入液压马达 ,液压马达带 动发电机发电 ;

当输入能量的平均值与发电机负载 相当时 ,在蓄能稳压器的调节下 ,液压马达的输出能 量保持基本稳定 ,系统实现连续稳定发电 ;

当输入能 量的平均值小于发电机负载的额定输出能量时 ,系 统实现

021 断续发电 ;

当输入能量大而发电机负载 一定时 ,进入蓄能稳压器的平均能量大于流出蓄能 稳压器的能量 ,当蓄能稳压器中的能量达到某设定 值时 ,节流阀打开 ,溢流部分能量[5 ] .

2 自动控制系统的设计目标、 方案 2.

1 设计目标 根据独立稳定波力电站能量输入不稳定和蓄能 稳压器稳压的特点 ,自动控制系统的设计目标如下. 2. 1.

1 液压蓄能装置部分 (包括泵、 马达、 蓄能器、 管道等) 1) 根据波浪能的大小及泵的特性 ,能完成对泵 工作状态的控制及排量大小的控制(手动/ 自动) . 2) 液压蓄能装置实际上只是一个近恒压装置 , 装置压力会随输入能量的不同而有些变化 ,除此之 外 ,负载量也在变化 ,因此要实现对液压变量马达排 量的控制. 3) 实现液压蓄能装置的保护和能量损失的最小 化.当装置储存的能量超过设计容量时 ,必须快速 释放能量 ,释放能量不能对系统造成破坏性冲击 ,也 不能过多地通过溢流方式损失能量. 4) 实现

021 断续发电方式.当来波能量小于液 压马达最低稳定能量输出时 ,要实现断续能量输出 方式 ,以优化能量输出质量 ,减少能量损失. 5) 实现对蓄能量和工作压力的监视、 对泵转速 的监视及对浮子运动幅度的监视. 2. 1.

2 控制器部分 具有开放性的控制结构 ,可以使用各种商业上 的软硬件资源.采用标准接口 ,包括软件接口(应用 编程接口(API) 函数集) 和硬件接口 (外部设备互联 (PCI) 总线) ,实现系统的模块化. 2. 1.

3 输电部分 液压马达开启时 ,由于水锤的作用 ,能量输出有 一个尖峰 ,此尖峰有可能损坏用电设备 ,所以要采取 有效措施克服尖峰对电网的破坏 ,实现安全有效的 供电和对蓄电池的充电. 2.

2 设计方案 根据独立稳定波力电站组成特点及控制要求 (把不稳定的波浪能输入转换为稳定的能量输出、 优 化阻尼匹配等) ,本文设计的控制系统拟采用负反馈 闭环控制方案 ,其构成如图 2~图4所示. 图2发电机输出电压负反馈闭环控制方案 Fig.