• norsk
    • English
  • English 
    • norsk
    • English
  • Login
View Item 
  •   Home
  • Fakultet for informasjonsteknologi og elektroteknikk (IE)
  • Institutt for elkraftteknikk
  • View Item
  •   Home
  • Fakultet for informasjonsteknologi og elektroteknikk (IE)
  • Institutt for elkraftteknikk
  • View Item
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Modelling and Control of Wave-to-Wire Model of Point Absorber Wave Energy Converters (WECs)

Yemane, Meron
Master thesis
Thumbnail
View/Open
no.ntnu:inspera:2547863.pdf (9.384Mb)
URI
http://hdl.handle.net/11250/2624270
Date
2019
Metadata
Show full item record
Collections
  • Institutt for elkraftteknikk [2669]
Abstract
Bølger har et stort potensial, da rundt 10% av verdens strømforbruk kan leveres fra

bølgeenergi. Dette gir en unik mulighet til å bringe mer fornybar energi inn i verden

ved bruken av bølgeenergiomformere (WEC). WEC-er sin evne til å stå alene på steder

der det ikke er noe nett, gir også WEC-er en spesiell betydning.

Denne masteroppgaven presenterer modellering og kontroll av en bølge-til-kabel (wave-to-

wire-modell) av punktabsorbator WEC-er. Punktabsorbatoren (PA3) som brukes er

fra Cruz-Atcheson Consulting Engineers-modell, utviklet i EU-prosjektet IMAGINE og

inspirert av CETO3 WEC. WEC-en er koblet til en roterende permanentmagnet synkrongenerator

(PMSG) direkte gjennom en resirkulerende kuleskrue. PMSG-en er koblet til en

DC-kobling gjennom en omformer. To typer kontrollstrategier, henholdsvis passiv lasting

og optimal kontroll (passive loading og optimum control), blir brukt for pa maksimere

effekten utvunnet fra innkommende uregelmessig bølge. Masteroppgaven er begrenset til

en innkommende uregelmessig bølge av Bretschneider-spektrum med en betydelig høyde

på 3,25m og en topperiode på 12 sekunder. Begrensningene på effekt, sluttgrenser og

maksimal effekt som PMSG-en kan generere, 296,20 kW, er tatt hensyn til.

Passive loading og optimum control påføres med og uten begrensning av mekanisk inngangseffekt

til PMSG-en ved 250 kW. Den høyeste maksimale gjennomsnittlige effekten

på 35,82 kW genereres ved ubegrenset optimal kontroll med et forhold mellom topp

og gjennomsnittlig på 8,64. Den maksimale gjennomsnittsverdien er 3,5%, 4% og 1,5%

høyere enn den maksimale gjennomsnittlige effekten som er oppnådd ved henholdsvis

ubegrenset passive loading, begrenset passive loading og begrenset optimum control.

Forskjellen er senket på grunn av grensen for maksimal effekt generert av PMSG-en.

Da PA3 har to frihetsgrader, er den maksimale genererte kraften høyere enn PMSG-en sin

begrensende effektverdi.
 
Waves have a huge potential where around 10% of the world’s electricity demand can be

supplied from wave energy. This provides a unique opportunity to bring more renewable

energy into the world by deploying wave energy converters (WECs). The ability of WECs

to stand alone in places where there is no grid also offers WECs special importance.

This master thesis presents the modelling and control of wave-to-wire model of point absorber

wave energy converters (WECs). The point absorber (PA3) used is adopted from

the Cruz-Atcheson Consulting Engineers model developed within the EU project IMAGINE

and inspired by the CETO3 WEC. The WEC is connected to a rotating permanent

magnet synchronous generator (PMSG) directly through a recirculating ball screw. The

PMSG is connected to a dc-link through a converter. Two types of control strategies are

applied to maximize the power extracted from the incoming irregular wave. These are

passive loading and optimum control. The study is limited to an incoming irregular wave

of Bretschneider spectrum with a significant height of 3.25m and a peak period of 12

seconds. The constraints on power, end limits and the maximum power that the PMSG

can generate, 296.20 kW, are taken into account.

Passive loading and optimum control are applied with and without of capping of mechanical

input power to the PMSG at 250 kW. The highest maximum average power of

35.82 kW is generated by uncapped optimum control with a ratio of peak to average electrical

power, 8.64. The maximum average value is 3.5%, 4% and 1.5% higher than the

maximum average power obtained in uncapped passive loading, capped passive loading

and capped optimum control respectively. The difference is lowered due to the limit of

maximum power generated by PMSG. The PA3 has two degrees of freedom and therefore

a power higher than the capping value is generated. The delay of the actuator also

influences the power generated by the WEC.
 
Publisher
NTNU

Contact Us | Send Feedback

Privacy policy
DSpace software copyright © 2002-2019  DuraSpace

Service from  Unit
 

 

Browse

ArchiveCommunities & CollectionsBy Issue DateAuthorsTitlesSubjectsDocument TypesJournalsThis CollectionBy Issue DateAuthorsTitlesSubjectsDocument TypesJournals

My Account

Login

Statistics

View Usage Statistics

Contact Us | Send Feedback

Privacy policy
DSpace software copyright © 2002-2019  DuraSpace

Service from  Unit