小型波浪能發(fā)電裝置及其電能管理系統(tǒng)的研究.pdf

1、全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)能源的需求不斷增大，導(dǎo)致天然氣、石油和煤等資源加劇減少。新型能源的研究、開發(fā)和利用勢(shì)在必行。海洋波浪能是一種沒有污染、儲(chǔ)能非常豐富的可再生能源，地球上海洋波浪蓄藏的電能可達(dá)到5000GW，我國是海洋大國，可利用的波浪能極為豐富。波浪能發(fā)電具有無污染、可再生、儲(chǔ)量大等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)解決當(dāng)今日益嚴(yán)重的能源缺乏問題有著非常重大的意義。本論文研究是一種新型漂浮式波浪能發(fā)電裝置，可以向海上浮標(biāo)燈、沿海居民和守衛(wèi)海島的戰(zhàn)士提供電力，等

2、技術(shù)成熟后還可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電，因此具有重要的理論和實(shí)際意義。將海洋中的儲(chǔ)存的波浪能轉(zhuǎn)換為可以供人類利用的電能，最關(guān)鍵的問題是如何利用波浪能發(fā)電。所以在波浪能發(fā)電系統(tǒng)中波浪能轉(zhuǎn)換裝置和電能變換裝置是研究的重點(diǎn)。
　　 論文首先講述了波浪能發(fā)電的發(fā)展過程、國內(nèi)外波浪能發(fā)電應(yīng)用狀況，對(duì)波浪能發(fā)電有了深入的研究。通過分析了目前世界上各種常用的波浪能轉(zhuǎn)換裝置，選擇了采用永磁直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)式發(fā)電機(jī)作為波浪能轉(zhuǎn)換裝置，將永磁直線發(fā)電機(jī)應(yīng)用

3、于波浪發(fā)電領(lǐng)域，采用直立的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的永磁體動(dòng)子作為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，可以直接與波浪的起伏運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)相吻合，簡(jiǎn)化了波浪能的轉(zhuǎn)化過程，省去了各種傳動(dòng)裝置。然后研究了永磁直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)式發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了一個(gè)特殊四面結(jié)構(gòu)的直線發(fā)電機(jī)，主要包括發(fā)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)。并應(yīng)用Ansoft13軟件對(duì)永磁直線往復(fù)式發(fā)電機(jī)進(jìn)行建模，對(duì)發(fā)電機(jī)模型進(jìn)行仿真分析。通過修改電機(jī)的參數(shù)對(duì)永磁直線發(fā)電機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化，主要優(yōu)化參數(shù)包括電機(jī)的極對(duì)數(shù)、永磁體的尺寸、定

4、子槽數(shù)、繞組匝數(shù)等，確定了永磁直線發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)方案。
　　 接著論文講述了由三相整流橋電路、Buck-Boost變換電路及雙向Buck/Boost變換電路組成的電能變換裝置。當(dāng)在起伏的波浪的作用下，永磁直線發(fā)電機(jī)發(fā)出的為變頻變幅不穩(wěn)定的交流電能，電能變換裝置將不穩(wěn)定的交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電能用于負(fù)載和充電到備用蓄電池；當(dāng)海面風(fēng)平浪靜的時(shí)候，永磁直線發(fā)電機(jī)不發(fā)電或發(fā)出的電壓不足，由蓄電池通過雙向Buck/Boost變換電路供電給