深海漂浮式风力发电模拟方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201310171232.9
申 请 日：20130510
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20130925
公 开 号：CN103325290A
代 理 人：穆祥维
代理机构：重庆博凯知识产权代理有限公司 50212
摘 要：本发明公开了一种深海漂浮式风力发电模拟方法,包括步骤：(1)开机自检；(2)选择风况及波浪模型,传送至下位机控制柜；(3)确定风况及波浪数据；(4)DSP主控制芯片实现风能模拟,PI控制器输出电压值,并送入鼓风机；(5)DSP主控制芯片实现海浪模拟,PI控制器输出为电压值,并送入轴流桨叶驱动电机；(6)DSP主控制芯片输出PWM信号并送入三相可控整流器；(7)各类传感器数据上传至上位机。本发明通过调节鼓风机以模拟各类风况,通过调节轴流桨叶转速用以模拟各类波浪,采用最大功率跟踪算法确保风能的最优利用,通过下位机控制柜实时监测、控制系统运行,采用上位机可视化界面提供良好的交互平台。
主 权 项：深海漂浮式风力发电模拟方法,其特征在于,在该方法中采用了一种模拟系统；该模拟系统包括深海漂浮式平台(1)、下位机控制柜(2)和上位机(3)；所述深海漂浮式平台包括鼓风机(4)、整流栅(5)、直驱式风力发电机(6)、风机塔架(7)、浮板(8)、缆绳(9)、轴流桨叶(10)、箱体(11)、轴流桨叶驱动电机(15)、风速传感器、倾角传感器、液体流量传感器和转速传感器；所述箱体(11)内设置水槽(12),所述浮板(8)通过缆绳(9)牵引漂浮在水槽(12)内的水面上；所述鼓风机(4)和整流栅(5)设置在箱体(11)上,所述直驱式风力发电机(6)通过风机塔架(7)设置在浮板(8)的上方,所述轴流桨叶(10)设置在水槽(12)内并与水槽(12)内的水面接触,轴流桨叶(10)由轴流桨叶驱动电机(15)驱动,所述鼓风机(4)的出风口与整流栅(5)的一端口对应,整流栅(5)的另一端口与直驱式风力发电机(6)的风机桨叶对应；所述风速传感器安装于直驱式风力发电机(6)上的风机桨叶前部,所述倾角传感器安装于浮板(8)上,所述液体流量传感器安装于水槽(12)内,所述转速传感器用于检测直驱式风力发电机(6)的转速；所述下位机控制柜(2)包括DSP主控制芯片、鼓风机无极调速模块、轴流桨叶直流电机的驱动模块、传感器硬件调理模块、三相可控整流器和负载器；所述风速传感器、倾角传感器、液体流量传感器和转速传感器所采集的信号通过传感器硬件调理模块输入DSP主控制芯片,所述DSP主控制芯片通过鼓风机无极调速模块控制鼓风机(4),所述DSP主控制芯片通过轴流桨叶直流电机的驱动模块控制轴流桨叶直流电机；所述直驱式风力发电机(6)产生的三相交流电经三相可控整流器后输入负载器；所述上位机(3)与下位机控制柜(2)的DSP主控制芯片连接；该方法包括如下步骤：(1)上位机发送启动命令,下位机控制柜开机自检,确定各模块初始化电气性能正常后启动该模拟系统,否则向上位机反馈错误信息；(2)从上位机的labview可视化控制界面中选择需要模拟的风况及波浪模型,相应的命令通过RS232数据线传送至下位机控制柜；(3)下位机控制柜根据上位机风况及波浪种类命令,从下位机控制柜flash中根据查表法确定对应的风况数据及波浪数据；(4)DSP主控制芯片采用数字离散化PI控制算法实现风能模拟,PI控制器的输入为参考风速与实际风速之差,其输出为鼓风机无极调速模块驱动电压值,DSP主控制芯片依据此电压值,经过数/模转换、放大后送入鼓风机(4)；(5)DSP主控制芯片采用数字离散化PI控制算法实现海浪模拟,PI控制器的输入为参考流速与实际流速之差,其输出为直流电动机电枢电压值,DSP主控制芯片依据此电压值,经过数/模转换、放大后送入轴流桨叶驱动电机(15)；(6)下位机控制柜实时检测负载器的电压、电流值,并实时计算发电功率,采用MPPT算法实现深海风力发电机组的最大功率跟踪,DSP主控制芯片输出PWM信号,经隔离、驱动后送入三相可控整流器；(7)将该模拟系统中的各类传感器数据经DSP主控制芯片,通过RS232串口实时上传至上位机,上位机的labview可视化软件实时显示各类传感器数据,将各类数据分类存储于上位机的SQL数据库中,可在上位机中回溯查看历史数据。
关 键 词：
法律状态：
IPC专利分类号：G09B23/18