55KW水斗式半直驅(qū)發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、水能作為一種經(jīng)濟(jì)、清潔的可再生能源，引發(fā)人們的廣泛關(guān)注，水電技術(shù)在全世界范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展。然而，全世界仍有大量的水力資源未被開發(fā)利用，尤其是一些小流量河流，鑒于此本文對水斗式半直驅(qū)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究。
　　 首先，本文對一種適合小流量河流的新型高效率水輪機(jī)進(jìn)行了研究和改造，并根據(jù)其運(yùn)行特點(diǎn)，匹配了一個(gè)以半直驅(qū)方式驅(qū)動(dòng)的永磁發(fā)電機(jī)，力求整個(gè)發(fā)電機(jī)組低成本，高效率的發(fā)電。
　　 其次，借鑒其他小水電自動(dòng)化技術(shù)及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，提

2、出了一種PLC和DSP相結(jié)合的方式構(gòu)建小水電的綜合自動(dòng)化，整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)分層和功能分塊的設(shè)計(jì)思路。在結(jié)構(gòu)上分為主控層和現(xiàn)地控制保護(hù)層，工業(yè)控制機(jī)構(gòu)成主控層，PLC、DSP及觸摸屏等構(gòu)成了現(xiàn)地控制保護(hù)層。PLC擔(dān)負(fù)起機(jī)組順序控制、與上位機(jī)通信等多重任務(wù)，DSP接受PLC的控制信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理以來完成相關(guān)功能，并把機(jī)組保護(hù)，調(diào)速，調(diào)壓，同期并網(wǎng)的這些信息反映到PLC上。在功能上，模塊化的設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)易于維護(hù)和調(diào)試，迎合了小水電自

3、動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則。
　　 需要指出的是，系統(tǒng)中的DSP板采用DSP芯片+CPLD芯片的結(jié)構(gòu)，它主要實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)保護(hù)、水輪機(jī)調(diào)速、發(fā)電機(jī)調(diào)壓、同期并網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集和通訊管理的功能，其中，調(diào)速技術(shù)中的測頻環(huán)節(jié)利用CPLD中設(shè)計(jì)的多周期測頻模塊取得機(jī)組頻率;調(diào)壓技術(shù)中，在永磁電機(jī)的定子上安置帶有容性負(fù)載的補(bǔ)償繞組，以其中的容性電流產(chǎn)生的磁場來保持氣隙磁場的恒定，最終保持機(jī)端電壓穩(wěn)定。最后，以Simulink為仿真平臺(tái)，對調(diào)速和調(diào)壓環(huán)節(jié)進(jìn)行了