[發明專利]全電氣波浪能發電實驗系統

有效

• 申請號: 201810588304.2
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108806429B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 方紅偉;馮郁竹
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種全電氣波浪能發電實驗系統，包括用來模擬點吸收式單自由度波浪發電裝置的模擬電路、異步電動機、永磁同步發電機和控制器。模擬電路，包括浮子的物理參數單元、浮子與入射波浪相互作用的單元、動力輸出單元PTO和連接線部分；所述浮子的物理參數單元包括：第一電感(L₁)、第一電容(C₁)和第一直流電源(U_S1)；所述的第一電感(L₁)由浮子質量M_b等效，第一電容(C₁)由浮子偏離平衡位置的位移引起靜水力的可變部分ρgS等效，第一直流電源(U_S1)由浮子端受到的彈簧預緊力ρgV_proload等效。

技術領域

本發明屬于波力發電領域，具體涉及一種全電氣波浪能發電實驗系統。

背景技術

伴隨科技的發展和現代化水平的提高，人類對一次能源的消耗量與日俱增。煤、石油、天然氣等傳統能源正面臨枯竭，全球性的能源危機促使世界各國加大了對波浪能、風能等可再生能源的研究力度。海洋被認為是地球上最后的資源寶庫。海洋表面水層中含有巨大的能量，而且可以不斷地得到補充，取之不盡、用之不竭，因此成為了新的研究熱點。我國海洋資源儲量極其豐富，具有很高的開發和利用價值。研究波浪能發電對我國解決沿海地區的電力緊缺局面、建設與保護祖國孤島以及實現海上強國之夢都具有重要的現實意義。

波浪能發電技術是通過波浪能吸收裝置，將波浪能首先轉換為機械能，再轉換成電能。波浪發電機組現場研究實驗存在很多缺點和不便，設備龐大、建造和維護耗資巨大，所以實驗室的研究實驗顯得尤為重要。實驗室研究可快速有效地對新技術、新設計、新產品進行試驗、測試和驗證，及早發現設計問題及安全隱患，從而達到降低技術風險、減少產品開發費用、縮短研究周期等目的。但是，現有的實驗裝置大多將波浪發電機組成比例縮小到實驗級別進行模擬，一般包括造波水槽、設計制造的波浪能轉換裝置、數據采集系統等。這些實驗裝置需要占用大量的空間，裝置建造繁瑣，計算復雜，每種波浪能轉換裝置都需要重新進行相應的制造，人力成本、時間成本、經濟成本巨大，實驗失敗的風險更高，不具有普遍適用性。

發明內容

本發明針對以上問題，提供一種全電氣波浪能發電實驗系統，該實驗系統擬采用相對簡單的方法——全電氣化等效電路模型，代替繁瑣復雜的實驗裝置及設備，準確地實現對波浪能發電裝置的實驗模擬。技術方案如下：

一種全電氣波浪能發電實驗系統，包括用來模擬點吸收式單自由度波浪發電裝置的模擬電路、異步電動機、永磁同步發電機和控制器，其特征在于，

所述的模擬電路，包括浮子的物理參數單元、浮子與入射波浪相互作用的單元、動力輸出單元PTO和連接線部分；

所述浮子的物理參數單元包括：第一電感(L₁)、第一電容(C₁)和第一直流電源(U_S1)；所述的第一電感(L₁)由浮子質量M_b等效，第一電容(C₁)由浮子偏離平衡位置的位移引起靜水力的可變部分ρgS等效，第一直流電源(U_S1)由浮子端受到的彈簧預緊力ρgV_proload等效；

其中，所述第一直流電源(U_S1)的正極性端與第一電容(C₁)的第一端連接；所述第一電容(C₁)第二端與第一電感(L₁)的第一端連接。