【摘要】：海洋波浪能作為一種清潔無(wú)污染的可再生能源,具有分布廣闊、可預(yù)測(cè)性好、能量密度高和全球儲(chǔ)量豐富等特點(diǎn),開(kāi)發(fā)波浪能可以增加能源來(lái)源的多樣性,緩解能源危機(jī)。然而,由于波浪能的間歇性、分布區(qū)域不均勻等問(wèn)題,導(dǎo)致波浪能發(fā)電效率低、質(zhì)量差、成本高,進(jìn)而制約波浪能發(fā)電的應(yīng)用。微電網(wǎng)可以整合各類(lèi)分布式電源,減少分布式電源接入電網(wǎng)帶來(lái)的不良影響。因此,本文對(duì)基于直流微電網(wǎng)的分布式波浪能發(fā)電控制進(jìn)行了如下研究:首先,由于直驅(qū)式波浪能發(fā)電機(jī)能夠簡(jiǎn)化波浪能提取過(guò)程,提高波浪能轉(zhuǎn)換效率,因此本文選擇以直驅(qū)式波浪能發(fā)電機(jī)為研究對(duì)象。將波浪運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)正弦運(yùn)動(dòng),對(duì)波浪運(yùn)動(dòng)和直驅(qū)波浪能發(fā)電機(jī)建立數(shù)學(xué)模型,得到發(fā)電機(jī)的輸出特性曲線。根據(jù)波浪能瞬時(shí)功率的特性,提出一種波浪能發(fā)電機(jī)最大功率跟蹤策略,通過(guò)不可控三相整流和Boost電路的組合,實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)最大功率跟蹤控制。其次,由于直驅(qū)波浪能發(fā)電機(jī)隨波浪上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致瞬時(shí)輸出功率不斷波動(dòng),不宜直接接入電網(wǎng)。本文提出一種基于儲(chǔ)能的功率波動(dòng)平抑策略,將超級(jí)電容和雙向DC-DC變換器組成一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng),儲(chǔ)能系統(tǒng)與直驅(qū)波能發(fā)電機(jī)共同接入直流母線構(gòu)成一個(gè)發(fā)電儲(chǔ)能節(jié)點(diǎn)。并建立了直流微電網(wǎng)內(nèi)發(fā)電儲(chǔ)能節(jié)點(diǎn)的功率平衡模型,基于波浪能瞬時(shí)功率變化進(jìn)行分段控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)直驅(qū)波能發(fā)電機(jī)輸出功率的調(diào)節(jié),平抑直流母線的電壓波動(dòng)。最后通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了在發(fā)電機(jī)功率波動(dòng)或負(fù)載變化的情況下,波浪能發(fā)電儲(chǔ)能節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行能力。然后,基于直流微電網(wǎng)的分布式波浪能發(fā)電功率動(dòng)態(tài)分配,提出一種分布式對(duì)流交互算法,每個(gè)發(fā)電儲(chǔ)能節(jié)點(diǎn)按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行狀態(tài)信息交互,在始終保證分布式波浪能發(fā)電系統(tǒng)輸出總功率與負(fù)載需求匹配的前提下,根據(jù)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的儲(chǔ)能狀態(tài)與負(fù)載功率,實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)分配每個(gè)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的輸出功率,最終使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)儲(chǔ)能狀態(tài)逐漸趨于一致。最后,研究了基于直流微電網(wǎng)的分布式波浪能發(fā)電分層控制策略,首先分析了直流微電網(wǎng)分層控制,包含初級(jí)下垂控制、二級(jí)電壓補(bǔ)償控制和三級(jí)能量控制。其中初級(jí)控制器能夠解決多發(fā)電儲(chǔ)能節(jié)點(diǎn)之間的電流分配,但會(huì)造成電壓偏離,通過(guò)二級(jí)控制器補(bǔ)償母線的電壓偏離,利用三級(jí)控制器實(shí)現(xiàn)波浪能發(fā)電微電網(wǎng)與外部電網(wǎng)之間的能量流動(dòng)。最后,通過(guò)仿真說(shuō)明分層控制能夠有效的調(diào)節(jié)波浪能發(fā)電直流微電網(wǎng)母線電壓,控制與外部電網(wǎng)的能量交換。
【圖文】：

[11]。圖1.1是國(guó)外一些典型的發(fā)電機(jī)裝置，有英國(guó)OPD漂浮式海蛇波浪能發(fā)電裝置[12]，丹麥的APS公司開(kāi)發(fā)的Wave Dragon波浪能裝置[13]，荷蘭BV-AWS研發(fā)的阿基米德式波浪裝置[14]，澳大利亞Energetech設(shè)計(jì)的一款振蕩水柱型波浪能裝置。

較高的要求。圖 1.2 直驅(qū)波浪能發(fā)電裝置直驅(qū)波浪能發(fā)電裝置如圖1.2所示，直驅(qū)波浪能發(fā)電是利用直線發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，直線發(fā)電機(jī)的動(dòng)子部分隨波浪一起做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使得發(fā)電機(jī)直接產(chǎn)生電能，避免上述發(fā)電機(jī)復(fù)雜的轉(zhuǎn)換過(guò)程，簡(jiǎn)化發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)、減少能量損耗、提高波浪能轉(zhuǎn)換效率[16]。因此，直驅(qū)波浪能發(fā)電機(jī)已逐漸應(yīng)用于波浪能發(fā)電相關(guān)研究領(lǐng)域[17]。1.2.2 直驅(qū)波浪能發(fā)電研究現(xiàn)狀對(duì)直驅(qū)波浪能發(fā)電的研究大致分為兩個(gè)方面：第一，對(duì)于直線永磁發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)方面，如何充分結(jié)合波浪運(yùn)動(dòng)特性，，簡(jiǎn)化波浪能提取過(guò)程，最大化的將波浪運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能；第二，對(duì)發(fā)電機(jī)功率輸出的平滑處理方面，由于波浪運(yùn)動(dòng)變化的隨機(jī)性和間歇性
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：P743.2;P742

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2660444