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时间:2020-03-28
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1、第35卷第3期2017年5月海洋工程THE0CEANENGINEERINGV01.35No.3May2017文章编号:1005.9865(2017)03-0070—06电动变桨式潮流能水轮机获能分析与应用谭俊哲1一,闫家政1,王树杰1一,陈震1,袁鹏1’2(1.中国海洋大学工程学院,山东青岛266100;2.青岛市海洋可再生能源重点实验室,山东青岛266100)摘要:我国具有丰富的潮流能资源,但是存在潮流流速偏低、难以高效利用等问题。潮流能水轮机变桨距技术的利用,可有效提高潮流能资源利用效率。以提高潮流能水轮机高效获能为目标。分析了水轮机叶片桨距角对潮流能水轮机获能的影响规律,研究了水轮机
2、变桨距技术原理及控制策略。在20kW潮流能水轮机中运用了电动变桨距技术,根据潮流流速的不同,使用最大功率点追踪控制算法控制桨距角,并对机组运行过程进行实时测试。机组运行数据表明,与非变桨水轮机相比,变桨式潮流能水轮机可有效提高其获能效率。关键词:潮流能水轮机;变桨距;获能效率;最大功率点追踪算法;尖速比中图分类号:P754.1;TK73文献标志码:ADOI:10.16483/j.issn.1005.9865.2017.03.009EnergycaptureanalysisandapplicationoftidalturbinewithelectricpitchcontrolsystemTA
3、NJunzhel一,YANJiazhen91,WANGShujiel一,CHENZhenl,YUANPen91·2(1.CollegeofEngineering,OceanUniversityofChina,Qingdao266100,China;2.OceanEngineeringKeyLabofQingdao,Qingdao266100,China)Abstract:Chinaisrichintidalenergyresources,buttheproblemsoflowspeedandlowefficiencyoftidalcurrentpuzzletheresearchers.Th
4、eefficiencyoftidalenergyiseffectivelyincreasedbyapplyingvariable-pitchtechnologytotidalturbine.Inordertoimprovetheenergycaptureefficiency,therelationshipbetweenpitchangleofbladeandturbinecapacityisanalyzed,andtheprincipleandcontrolstrategyofvariable·pitchtechnologyisstudied.Variable—pitchtechnolog
5、yisappliedin20kWtidalturbine,pitchangleisaajustedbymaximumpowerpointtrackingalgorithmandtheoperatingconditionistestedinrealtime.Operationdatashowthatthetidalturbinecanincreasethepowercaptureefficiencybyusingvariable-pitchcontroltechnology,comparedwiththefixed—pitchangletidalturbine.Keywords:tidalt
6、urbine;variable—pitch;powercaptureefficiency;maximumpowerpointtrackingalgorithm;tipspeedratio近年来,能源以及环境问题对人类社会的发展形成了隐形的威胁。常规化石燃料储存量的缩减及环境污染日益严重,迫使人类寻找清洁可再生能源作为替代能源[1]。潮流能作为一种清洁能源,具有蕴藏量大、无污染可再生等特点[2剖,越来越多地受到新能源研究人员的青睐。我国的潮流能资源虽然丰富。但由于所处地理位置等原因,总体来说,我国潮流流速较小、水深较浅。针对这种资源状况,客观上需要开发一种符合我国潮流能资源的获能装备。水平轴
7、水轮机桨距角的大小会影响水轮机获得能量的效率。采用水平轴水轮机变桨距技术,不仅可以实现在不同流速下获得更大的功率,而且使用大转角的桨距变换,可以使水轮机适应双向的潮流环境,从而提高潮流能发电装置的综合利用效率。收稿日期:2016—07.17基金项目:国家863计划资助项目(2012AA052601);国家自然科学基金项目(51279191)作者简介:谭俊哲(1972·),男,山东人,副教授,主要从事海洋机电装备仪器研发工
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