[發明專利]一種環境發電處理方法

有效

• 申請號: 201810839019.3
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108960531B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 奧斯卡·卡爾·奧洛夫·德斯坦;汪飛;劉飛揚;張玉龍;黃綺夢
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;H02N2/18;H02K35/02
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明涉及一種環境發電處理方法。環境發電方法包括以下步驟：收集步驟，采集環境發電的至少兩個交流電信號并存儲；優化步驟，以電信號疊加輸出電壓最優化為目的，通過采集到的電信號計算出調整參數；調整步驟，根據計算出的調整參數來調節電信號，并形成輸出電壓。本發明將電信號進行計算出最佳調整參數，然后再調節電信號進行疊加輸出，實現電壓輸出最優化，低頻、低電平的電信號通過這一個方法都能夠實現較高、較穩定的電壓輸出，環境發電效率得到提升，滿足多種環境發電的場景的需求。

技術領域

本發明涉及一種環境發電處理方法，尤其涉及振動能環境發電的輸出優化系統。

背景技術

現在對于環境發電的裝置大部分應用于風能、海洋能、太陽能。對于振動源的環境發電現在有關于高頻振動源的研究和實驗，但是當輸出電平較低或者振動源頻率較低時較難得到好的輸出電壓，部分是由于在交流電流轉換為直流電流中的使用的二極管橋，而二極管橋在轉換過程中會消耗一定電壓值。另外，自然界中高頻的振動占比不高，因此尋求在低頻和低電平的情況下高的效率是必要的。為此需要一個提高環境發電效率的方案，對輸入電壓信號進行優化處理，以能提高在低頻、低電平下的環境發電效率。

發明內容

本發明的目的在于為克服現有技術的缺陷，而提供一種環境發電處理方法，以提高在低頻、低電平下的環境發電效率。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：環境發電處理方法包括以下步驟：收集步驟，采集環境發電的至少兩個交流電信號并存儲；優化步驟，以電信號疊加輸出電壓最優化為目的，通過采集到的電信號計算出調整參數；調整步驟，根據計算出的調整參數來調節電信號，并形成輸出電壓。

本發明將電信號進行計算出最佳調整參數，然后再調節電信號進行疊加輸出，實現電壓輸出最優化，低頻、低電平的電信號通過這一個方法都能夠實現較高、較穩定的電壓輸出，環境發電效率得到提升，滿足多種環境發電的場景的需求。

而在本發明的其中一個具體方案中，優化步驟采用費用函數來算出最佳調整參數。而費用函數的公式為：

其中V1、V2為不同輸入電壓，V'為調整后電壓，

通過遺傳算法尋找出費用函數C的全局最小值，全局最小值所對應的參數為最佳調整參數。然后在調整步驟中，根據計算出的調整參數來調節電信號的相位，然后將電信號疊加后按照調整參數調整反轉電壓的周期，最終形成最優輸出電壓。

上述費用函數將電壓看做矢量，用左右矢的形式來表示。費用函數用來衡量調整后的輸出和最佳輸出的差距。C_POS為對最大正電壓數的差距測量，即將所有電壓取正后與現有電壓的電壓差的乘積和，希望輸出電壓盡可能是正電平，所以將調整后的電壓與全部為正電壓時的進行比較。C_Vrms為對最大電壓均方根值的差距測量，即正比于有效電壓的差距。希望得到的參數，可以使得兩者之和為最小。當找到費用函數的最小值，其對應的相位位移值和周期值即為最優，由于費用函數存在較多局部極小值，故可以利用比較成熟的遺傳算法來找到全局極小值。

本發明的環境發電為振動能環境發電。收集步驟中采集環境發電用到的設備包括至少一對金屬彈片。一對彈片中，上方的彈片與下方的彈片的同一側均固連振動源，上方的彈片與下方的彈片相鄰但在靜止狀態時相互不接觸，彈片的外側緊貼有壓電片，壓電片的上面貼有電極片。彈片遠離振動源的一端設有重力塊。

應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。

附圖說明

圖1為本發明環境發電系統的示意圖。

圖2為本發明環境發電裝置示意圖。

圖3為本發明實施例中環境發電采集的電壓波形圖。

圖4為本發明實施例中環境發電處理方法構建的費用函數三維數據圖。