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动力涡轮机能源转换器
Manitoba HVDC Research Centre, Farid Mosallat 编写

动力水电站是替代能源发电行业的新兴技术之一,动力学水电站采用水下涡轮发电机组把流动水的 能量转换成电能。产生的电能既可以供给岛屿负荷,也可注入公用电网中。

动力涡轮可以被部署在潮汐或高流速的河流。在河流应用方面,动力涡轮被放置在合适的河流沿岸 ,由于有些地方的自然地形限制了水流,因而造成了水流速度。动力涡轮所需要的安装成本及部署时间 相对来说是非常小的,因为它不需要重大的基础设施,如大坝或厂房。因此动力学水电站的设施相对来 说比较便宜,而且不会对环境造成危害。

发电机输出功率通过电缆线输送到海岸。考虑到潮汐变化的不可控制性,能源接口单元经常需要在 负载端调节电压和频率。这类问题经常用电力电子学为基础的方法来解决。

水流能量的治理跟风能转换成电的情况类似。然而水密度是大气的800多倍,这导致了水流与风力功 率密度的巨大差异。比如:快速水流的功率密度最多是4米每秒,相当于飓风的速度。此外,水流流量的 变化比风速更加稳定、更加有预测性。

Manitoba Hydro为了研究这项技术在加拿大河流的可行性和成本效益,涡轮动力学研究平台建成 了。Manit赞助的Manitoba HVDC Research Centre成为这一首创研究的关键成员,Manitoba 大学的一些替代能源和电力系统仿真方面的NSERC Research Chairs专家们也参与了此项研究。

动力涡轮平台的电力界面是在Manitoba HVDC Research Centre的电力实验室设计和建立起 来的。这个电源接口由两个电压源型换流器(VSCs)组成,改变了发电机的输出变量并将其转换为了 60Hz的可控电压。PSCAD/EMTDC在电源界面设计阶段是不可取代的仿真工具,既能用于测量元件的 大小也能验证控制和保护例程。