[發明專利]直驅式波浪發電系統的控制方法

有效

• 申請號: 201110429361.4
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102545762A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 方靜;吳峰;鞠平;秦川
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H02P21/12
• 分類號: H02P21/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于電氣工程領域電力系統及其自動化研究方向，公布了一種能適用于全海況(規則波浪和不規則波浪，以及線性波浪和非線性波浪)條件下的直驅式波浪發電系統的最優控制方法。

背景技術

直驅式波浪發電系統(WEC)通常由浮子和直線永磁發電機組成，其結構簡單，效率較高。基于阿基米德浮子(Archimedes?Wave?Swing，AWS)的波浪發電系統是第一個直接驅動式的波浪發電系統。對其進行最優控制目的是為了最大限度地從波浪中獲取能量，例如通過將海水壓入或排出AWS內的圓柱體，改變圓柱體內空氣的體積和壓力，使得AWS能與波浪共振達到控制目的，但這一方法響應速度慢，難以跟蹤波浪的變化，并且控制的精度也不高；又例如在對線性發電機轉子上的受力分析的基礎上，將WEC等效于一個串聯諧振電路，采用對反應力的控制來最大限度的獲取波浪中的能量；再例如通過對線性永磁發電機的電氣控制來調整AWS的阻尼達到控制的目的，這種方法使用起來比較方便和精確。但是這些方法都是在假定波浪是規則波浪的前提下得到的，而在實際工況下，作用于AWS的波浪不可能是規則的。亟需提供一種控制方法來解決問題。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對實際工況下作用于AWS的波浪是非規則的前提下提供一種響應速度快、易實現地控制方法更有效地獲取波浪中的能量。

技術方案：本發明通過如下技術手段加以實現：

一種直驅式波浪發電系統的控制方法，包括以下步驟

1)通過位置傳感器和速度傳感器測量得到發電機轉子的位置和速度；

2)浮子的水動力阻尼系數參數、發電機動子速度、永磁動子的磁鏈、波長等參數計算得到當前的定子電流的控制目標值；

3)同時測量發電機定子電流的瞬時值，通過坐標變換將a-b-c坐標下的定子電流通過派克變換變換到d-q坐標下；

4)將定子電流的實測值和控制目標值比較后輸入至比例積分控制器，比例積分控制器輸出d-q坐標中定子電壓的控制目標值，再通過坐標逆變換，將d-q坐標下的定子電壓轉換回a-b-c坐標；

5)將a-b-c坐標下定子電壓的目標值輸入至發電機中，對變換器進行控制，輸出目標定子電壓，使得定子電流與控制目標值相等。

所述的直驅式波浪發電系統由阿基米德浮子和直線永磁發電機組成。

所述的阿基米德浮子的數學模型為：

dxdt=v]]>

mtotdvdt+Fg+βwbv+ksx=Fw]]>

所述的直線永磁發電機在d-q坐標下的簡化模型為：

Lsdidsdt=-Rids+Xsiqs-uds]]>