55KW水斗式半直驅發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、水能作為一種經濟、清潔的可再生能源，引發(fā)人們的廣泛關注，水電技術在全世界范圍內蓬勃發(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發(fā)電系統(tǒng)進行了深入研究。
　　 首先，本文對一種適合小流量河流的新型高效率水輪機進行了研究和改造，并根據其運行特點，匹配了一個以半直驅方式驅動的永磁發(fā)電機，力求整個發(fā)電機組低成本，高效率的發(fā)電。
　　 其次，借鑒其他小水電自動化技術及相關經驗，提

2、出了一種PLC和DSP相結合的方式構建小水電的綜合自動化，整個自動化系統(tǒng)采用結構分層和功能分塊的設計思路。在結構上分為主控層和現地控制保護層，工業(yè)控制機構成主控層，PLC、DSP及觸摸屏等構成了現地控制保護層。PLC擔負起機組順序控制、與上位機通信等多重任務，DSP接受PLC的控制信號進行數據采集處理以來完成相關功能，并把機組保護，調速，調壓，同期并網的這些信息反映到PLC上。在功能上，模塊化的設計使得系統(tǒng)易于維護和調試，迎合了小水電自

3、動化的設計原則。
　　 需要指出的是，系統(tǒng)中的DSP板采用DSP芯片+CPLD芯片的結構，它主要實現發(fā)電機保護、水輪機調速、發(fā)電機調壓、同期并網和數據采集和通訊管理的功能，其中，調速技術中的測頻環(huán)節(jié)利用CPLD中設計的多周期測頻模塊取得機組頻率;調壓技術中，在永磁電機的定子上安置帶有容性負載的補償繞組，以其中的容性電流產生的磁場來保持氣隙磁場的恒定，最終保持機端電壓穩(wěn)定。最后，以Simulink為仿真平臺，對調速和調壓環(huán)節(jié)進行了