基于液压传动的浮力摆式波浪能发电系统稳压恒频控制

将液压传动应用于波浪能转换装置,并提高能量转换稳定性及转换效率是波浪能开发的热点。文中介绍了基于液压传动的独立浮力摆式波浪能发电系统的结构及工作原理,分析了通过蓄能器、负载控制及变量液压马达排量控制提高系统能量俘获效率及能量输出稳定性的原理。在联合仿真环境下建立了系统整机模型进行计算机仿真,然后进行了半物理试验仿真。计算机和半物理试验仿真的结果表明,基于所述调控原理的浮力摆式波浪能发电系统的能量转换效率及能量输出稳定性得到了提高,验证了调控原理的正确性。     

波浪能独立稳定发电自动控制系统

波力电站采用独立稳定工作方式，在边远海区或海岛上有广泛的应用前景。自动控制系统是实现波力电站独立稳定工作的关键设备之一。文中介绍了独立稳定波力电站的组成和原理，给出自动控制系统的构成、工作原理、硬件和软件设计。自动控制系统的实际应用效果表明，波力电站把不稳定的波浪能输入转换成稳定的电能输出，并实现了能量采集系统的优化控制和在线充电。     

基于液压传动的海流能蓄能稳压发电系统仿真

在海洋能发电装置中采用基于液压传动的蓄能稳压方式可以较好地实现能量的最大捕获和输出功率稳定。实现这一功能的系统主要由能量输入系统、液压系统、发电系统和自动控制系统等组成。文中首先对系统进行数学建模及计算机仿真,然后在半物理仿真试验台基础上,对各种工况进行了仿真研究。计算机和半物理仿真试验台的仿真结果表明,该系统可以实现海流能发电装置的变速恒频控制,从而实现能量的最大捕获和输出功率稳定。     

基于液压传动的蓄能稳压浮力摆式波浪能发电系统分析

将基于液压传动的蓄能稳压方法应用于波浪能发电系统,可以较好地实现输出功率稳定。采用双行程浮力摆式波浪能捕获装置可以提高能量利用率。文中给出了此发电系统的数学模型,并在MATLAB/Simulink环境下对其进行了计算机仿真,然后在半物理试验平台上进行了仿真试验。计算机和半物理试验仿真的结果表明,该发电系统在蓄能器的缓冲作用及控制系统的调节作用下,能保证系统输出功率稳定,从而验证了采用液压传动方案的蓄能稳压浮力摆式波浪能发电系统的可行性。     

波浪能发电控制技术研究综述

开展波浪能发电技术控制方面的研究可有效平抑电力输出的波动性,显著提升电能质量,对充分利用波浪能具有积极意义。为了让研究人员全面了解当前的研究水平和未来研究方向,对近年来国内外波浪能发电系统控制技术的研究情况进行了梳理和总结。基于国内外波浪能发电控制技术的研究成果,对波浪能发电控制技术的分布情况及热点问题进行分析;以波浪能发电装置安装位置、波浪能能量转换方式、功率输出方式为分类依据,对波浪能发电系统进行介绍;以最大功率点跟踪控制和电能质量控制为线索对波浪能发电控制技术进行分类,对控制原理、技术特点和应用情况进行对比分析。最后,对该领域后续的研究方向进行探讨和展望。该研究成果能为波浪能发电的高效转换和稳定输出控制研究提供参考。     

间歇性波浪能发电系统恒功率控制实验研究

为解决波浪能发电过程中把不稳定的波浪能转换为稳定的电能的问题,本文设计了一种间歇性波浪能液压蓄能发电系统,并且提出了基于实验测试的平稳发电实时控制策略。对负载对液压系统工作压力影响、液压马达压差与比例流量阀开口度的关系进行了理论分析。在理论的基础上,通过LabVIEW数据采集得出了压差、比例阀开口度、马达输入流量的实验数据,通过对实验分析,建立了保证流量稳定的比例阀开口度控制曲线。实验结果表明,该系统在蓄能器的稳压缓冲和控制系统的调节作用下,可以保证发电机功率和发电电压稳定,从而实现稳定发电的目的。     

基于TOPSwitch-JX的宽输入范围精密仪表电源设计

为提高仪表电源的性能,保证仪表正常、稳定地工作,设计了一种宽输入电压范围的精密仪表电源。本系统以新型电源转换芯片TOPSwitch-JX为核心,设计反激式电路结构,并采用钳位式的RCD缓冲电路吸收剩磁能量,减小输出纹波和噪声,以提高电源转换效率。同时,设计了5绕组式的高频变压器,实现了3路电压隔离输出。实验结果表明,该电源具有工作稳定、输出纹波小、输入电压范围宽的优点,适合于作为精密仪表电源,可以广泛地推广和应用。     

2 kW波力发电液压动力输出系统设计和仿真分析

动力输出（PTO）系统是波浪能转换装置（WEC）的重要组成部分。提出一种新型波力发电液压PTO系统,该系统在典型液压PTO系统的基础上增设了调速阀和溢流阀,用于调节工作流量和输出功率。由此设计了2 kW波力发电液压PTO系统,并在AMESim中仿真分析系统可行性。结果表明：设计波况下,该PTO系统能够连续、稳定地输出2 kW电功率,蓄能器稳压稳流作用明显,补油箱能及时补油并保持油压流量稳定,单向阀可实现“整流”;大波况下,通过调速阀节流,溢流阀排泄多余流量,该PTO系统能够维持2 kW功率输出。仿真表明,该波力发电液压PTO系统可行。     

新技术

广州研制出独立稳定波浪能发电系统 广州能源研究所海洋能源研究室研制出了独立稳定波浪能发电系统,通过该系统可以将波浪能转换为稳定的电能,并可以直接为照明、计算机、空调机等设备供电。     

直线开关磁阻电机的波浪发电系统建模

针对传统直线开关磁阻电机功率密度低,作为波浪能转换装置难以广泛应用的问题,设计一种采用高功率密度的互感耦合直线开关磁阻电机的波浪能转换装置.根据互感耦合直线开关磁阻电机的结构特点及运行原理,建立以互感耦合直线开关磁阻电机为波浪能转换装置的波浪发电系统仿真模型,并对电机典型位置时刻的磁场进行分析.采用电压外环PI调节加电流内环斩波调节的双闭环控制策略对互感耦合直线开关磁阻电机波浪发电系统进行仿真分析.系统仿真结果表明:以互感耦合直线开关磁阻电机作为波浪能转换装置,能够达到波浪发电的目的.     

基于滑模控制的直驱式波浪发电系统MPPT控制策略

为提高直驱型波浪发电系统的功率捕获和转换能力,通过分析系统运动方程,建立其数学模型。依据波浪入射频率和幅值,构造系统最优功率输出条件,计算q轴电流参考值,应用滑模变结构控制算法实时跟踪参考电流。针对发电系统中含有的未知干扰,引入鲁棒控制,使发电机状态亦能保持实时跟踪最优参考值。仿真结果表明,不论是否有干扰存在,所提控制方案都能实现最优参考电流跟踪和最大功率捕获跟踪,系统鲁棒性提高。     

新颖的Buck-oost型正弦交流稳压器

新颖的Buck-Boost型正弦交流稳压器电路结构，由输入周波变换器、高频储能式变压器、输出周波变换器以及输入、输出滤波器构成，它能够将一种不稳定的劣质交流电变换成另一种同频稳定的优质正弦交流电。本文对Buck-Boost型正弦交流稳压器的电路拓扑、控制方案等进行了分析研究。原理试验结果表明，Buck-Boost型正弦交流稳压器具有较强的负载适应能力、优良的稳压性能和高质量的输出正弦波形等优点。     

单极性移相控制电压源高频交流环节AC/AC变换器研究

该文首次提出并深入研究了基于正激Forward变换器的单极性移相控制电压源高频交流环节AC／AC变换器。这类变换器由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器、以及输入、输出滤波器构成。输入周波变换器将输入不稳定劣质的交流电压调制成双极性三态的高频交流电压，输出周波变换器将此高频交流电压解调成单极性三态SPWM波，经输出滤波后得到稳定优质的正弦交流电压。通过输入周波变换器右桥臂相对左桥臂的移相，让输出周波变换器功率开关在输入周波变换器输出的高频交流电压为零期间进行换流，并借助输出周波变换器换流重叠和输入电压极性选择，从而实现了变压器漏感能量和输出滤波电感电流的自然换流、输出周波变换器的ZVS开关。详细分析了这类变换器在1个高频开关周期内的12个工作模式及其等效电路，获得了变换器外特性曲线与关键电路参数设计准则。原理试验结果证实了这类变换器新概念，为实现新型电子变压器、正弦交流稳压器和交流调压器奠定了基础。     

微电网建模及并网控制仿真

针对现有仿真工具难以准确仿真微电网及含微电网配电网的现状,研究了微电网的建模技术。基于Digsilent仿真平台建立了适用于潮流分析、动态仿真的光伏发电系统模型,包括光伏电池组件的I-U特性模型、光伏逆变器控制模型和电池储能系统模型。在验证模型准确性的基础上,使用电力系统分析软件Digsilent对微电网并网运行控制的恒功率输入/输出控制、变功率输入/输出控制和最优功率控制三种模式进行仿真。在光伏输出变化和负载变化的情况下,对馈线有功功率控制的仿真结果表明,所建的微电网模型可准确模拟微电网并网控制模式,可用于实际微电网系统的并网运行分析。     

直驱型永磁同步风电系统的模糊控制器的研究

文章以桨距各部分的数学模型为基础,以功率偏差为控制输入,以实际经验为依据确定了模糊论域和模糊规则库,以额定风速以上系统输出恒功率为目标,设计了直驱型永磁同步风电系统的PID控制器。利用Matlab建立了直驱型永磁同步风力发电控制系统的仿真模型,并进行了仿真,仿真结果表明模糊PID控制器能够进行变桨距控制,风能转换系统可以实现恒功率输出。     

直驱式波浪发电系统的经济模型预测控制

对于随机海浪环境下的最大功率捕获,现有控制方法没有考虑系统模型的非线性、损耗及物理约束等条件,基于经济模型预测控制,提出一种波浪发电系统功率优化方案。采用普罗尼线谱估计方法拟合海浪辐射力,基于水动力方程和电机状态方程建立波浪发电系统数学模型。在考虑电机功率损耗条件下,以最大波能捕获为经济指标,求解符合系统约束的最优电磁力。采用电流矢量和空间脉宽调制策略实现最大波能捕获控制。仿真结果表明,所提方案响应速度快,鲁棒性强,可使波浪能转换装置运行在合理范围,波浪能利用率提高,机体劳损减小。     

直驱式波浪发电系统能量跟踪控制

针对直驱式波浪发电系统输出功率波动特性以及直线电机动子往复运动特性,提出一种基于永磁直线电机动子运动方向判断方法的能量跟踪控制策略。首先,根据永磁直线电机数学模型进行仿真模型的搭建和分析,并基于仿真结果设计圆筒式永磁直线电机。进而,提出波浪发电能量跟踪控制策略,并搭建直驱式波浪发电系统整体仿真模型。最后,基于设计的圆筒式永磁直线电机搭建直驱式波浪发电系统硬件模拟平台进行实验研究。通过仿真和实验验证了永磁直线电机动子运动方向判断的方法和能量跟踪控制策略的有效性。