农场规模与线性发电机波浪能转换器的解析模型的比较农场规模与线性发电机波浪能转换器的解析模型的比较.docVIP

农场规模与线性发电机波浪能转换器的解析模型的比较 Karin Thorburn, Mats Leijon 瑞典可再生能源转换中心，电力及雷电研究部门，工程科学系，实验室，乌普萨拉大学，534盒，SE-751 21，乌普萨拉，瑞典 2005年12月19日2006年5月17日2006年10月(10–100 kW)，而且可以采用增加电力生产来解决农场问题。本文中给出了对于农场中不同转换方式的发电机，小农场模拟的结果。 对5和10组进行模拟显示，随着发电机的增多电源波动减小。 1、简介 对于海浪能的转换，几个技术解决方案是可行的，并且其中一些被Cle′ment等人(2002)进行过总结。本文用到的系统在文献中描述过，参见Leijon等（2005）。海面上的浮标用绳索和转换器连在一起。永磁铁安装在转换器上，交变的磁场作用在定子绕组上。发电机由四个方面组成，定子被固定在海床上。弹簧和转换器相连。发电机放置在不透水的密封壳中。见图.1.。 这些单位根据其本身的大小和海浪的波谱可产生10–100 kW的电量。大的浮筒会吸收更多的能量但是更大的浮筒就不会再改变了，只会浪费。一些优化标准已经被确定了，尽管这是在目前的工作范围之外。一个单位产生的电压在频率和振幅上都不相同，而且单个的功率输出太小不能提供商业用电需求。因此要把几组并联在一起。不同的农场连接和传输的问题在Thorburn等（2004）中讨论。 由于电压等级和频率不同，这些农场单元不可以直接连接到交流电网上，或不经过转换。我们可以用整流器进行连接。最简单的整流部件是二极管，在此我们用其进行模拟。 海浪是没有规律的，但是我们可以通过几个并联的转换单位来减小电源波动。这个假设在本文中测试过，第一次五组，第二次十组并联进行模拟。仿真是基于一个简化的分析发生器器模型，这在之前的Thorburn和Leijon（2006）中提到过。 2、原理 2.1. 模型分析,这就是一个恒定值。因此假定频率和电感都是常数。发电机一个共同的代表性就是园区模式制定于发电初期（Park,1929）。由于海浪运动，不可以用一个常数来表示发电机转换器速率的变化。 假设一个线性发电机的永磁铁和交变极性安装在一起，这个转换器就会按正弦做垂直运动，如图.2.。与这个运动有关的振幅用h表示，转换器运动的角频率用表示。 Buoy Ocean Wave Rope Transiator Generaator with PMs enciosure Stator with cable windings Foundation Spring On seabed 图.1波浪能转换器与线性永磁铁发电机 那么转换器的位置就可以表示成： ， （1） 转换器相应的速率就是： （2） 如果用极对宽度表示一极到另一极的距离（见图2），那么电动角频率就是： （3） 电位由下式的电动角频率决定： （4） 假设通量滞后的角度为，那么通量可以写成： （5） 其中为通量振幅。角度与负载角有 发电机位置 h h t t 永磁铁发电机 h 0 -h 定子线圈绕组 图.2. 线性发电机的切面，永磁铁转换器正弦移动 表1 模拟发电机设计参数的选择 参数 符号 取值 单位 设计电压 200 V 设计功率 13 kW 设计波周期 5 s 功率因数 cos 1 定子数量 4 波高（波谷波峰）极对宽度 100