發(fā)布時間：2020-09-01 17:56

　　 隨著能源局勢愈發(fā)緊張,傳統(tǒng)化石能源的逐漸枯竭迫使人類加快對新能源的開發(fā)。海洋中蘊藏著豐富的波浪能量,波浪能是清潔的可再生能源,開發(fā)海洋波浪能對緩解當前能源緊張局勢具有重要意義。由于波浪的隨機性,波浪能發(fā)電功率的波動將會對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊,可運用儲能系統(tǒng)對波浪能發(fā)電功率進行平抑。在當前國家推動電動汽車退運電池的回收與再利用的背景之下,將退運后的梯次電池運用于波浪能發(fā)電的功率平抑中有助于降低儲能系統(tǒng)的成本。但梯次電池的不一致性將使梯次電池的容量利用率低,儲能系統(tǒng)容量的不足將使波浪能的平抑效果大打折扣。借助電力電子裝置實現(xiàn)梯次電池間柔性成組可有效解決梯次電池不一致性帶來的容量利用率低的問題,使柔性成組儲能系統(tǒng)具有與全新電池的儲能系統(tǒng)相同的波浪能平抑能力。首先,根據(jù)波浪能發(fā)電裝置原理及波浪能發(fā)電裝置特點,.分析波浪能發(fā)電系統(tǒng)輸出功率特性及波動情況。提出運用儲能系統(tǒng)對波浪能發(fā)電系統(tǒng)進行功率平抑的基本結(jié)構(gòu),并介紹其基本原理。其次,制定了波浪能平抑效果評價標準,針對波浪能發(fā)電功率特性,在波浪能-儲能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中采用基于濾波算法的平抑策略,利用儲能系統(tǒng)將波浪能輸出功率的高頻波動吸收,使波浪能發(fā)電功率波動得到平抑。在基于濾波算法的平抑策略基礎之上,將儲能系統(tǒng)當前狀態(tài)作為平抑策略的考慮因素,以此對平抑策略進行優(yōu)化,使儲能系統(tǒng)經(jīng)過一個平抑周期后,SOC可以回到中值位置附近,增強儲能系統(tǒng)的連續(xù)工作能力,并給出仿真驗證。最后,為將梯次電池運用于波浪能平抑工作,采用半橋級聯(lián)儲能系統(tǒng)對梯次電池進行分布式差異化控制。針對其工作特性,對工程化半橋級聯(lián)儲能系統(tǒng)裝置進行實物硬件設計,并以實物為基礎,根據(jù)波浪能發(fā)電平抑策略、級聯(lián)儲能系統(tǒng)特性以及梯次電池存在的問題,對半橋級聯(lián)儲能系統(tǒng)進行分層控制。在系統(tǒng)層面中對儲能系統(tǒng)整體出力進行控制,在儲能系統(tǒng)內(nèi)部層面根據(jù)電池當前情況對整體功率進行分配,使儲能系統(tǒng)在較好平抑波浪能功率波動的同時,提高了對梯次電池的容量利用率。
【學位單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：P743.2
【部分圖文】：

邐＇逡逑波浪—ｖ５｜ｊ－Ｌ．第一級轉(zhuǎn)換時—！第二級轉(zhuǎn)換ｍ卜第三級轉(zhuǎn)換Ｈ電ｎ式逡逑圖２－１波浪能發(fā)電裝置能量轉(zhuǎn)換流程逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｗａｖｅ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｇｅｎｅｒａｔｏｒ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑２．１．２邋波浪能發(fā)電裝置分類逡逑波浪能發(fā)電的裝置種類繁多，可分為：擺式消耗型波浪能發(fā)電裝置、擺式截止逡逑型波浪能發(fā)電裝置、漂浮式擺式消耗型波浪能發(fā)電裝置、消耗型筏式波浪能發(fā)電裝逡逑置、鴨型波浪能發(fā)電裝置、振蕩水柱式波浪能發(fā)電裝置等等。但這些裝置均是源于逡逑幾種基本原理，ｇｐ：利用物體在波浪作用下的振蕩和搖擺運動；利用波浪壓力的變逡逑化；利用波浪的沿岸爬升將波浪能轉(zhuǎn)換成水的勢能等［３］。逡逑按照波浪能發(fā)電裝置的固定形式、結(jié)構(gòu)形式、能量傳遞形式和轉(zhuǎn)換形式的不同逡逑而有多種分類方式，對常見的幾種波浪能發(fā)電裝置進行說明：逡逑振蕩水柱式：柱式波浪能發(fā)電裝置的基本原理如圖２－２＾所示，它以空氣為媒逡逑介，其裝置內(nèi)部的水柱會在波浪的沖擊與起伏的作用下做上下的往復運動，由于水逡逑柱在裝置內(nèi)部不停地做活塞運動，致使水柱上方空間內(nèi)的空氣柱也進行上下往復逡逑的運動，空氣穿過氣室上方的氣孔流經(jīng)一個往復透平，進而將空氣運動產(chǎn)生的動能逡逑轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽郏玻ǎ�。該類型的波浪能發(fā)電裝置最大的優(yōu)點是耐腐蝕性好

推擺式：推擺式波浪能發(fā)電裝置的工作原理是依靠波浪的來回往復運動，裝置的沖擊擺板進行擺動，從而將波浪能量轉(zhuǎn)換成機械能，同時擺軸再通過液置將機械能轉(zhuǎn)化成液壓能，最后驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機發(fā)電。推擺式波浪能發(fā)電裝置的擺板與海浪可以直接接觸并且有較大的接觸面積，因此可以有著較高的轉(zhuǎn)化但是裝置中間的能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)維修和保養(yǎng)較為困難。逡逑直線電機式：直線電機式波浪能發(fā)電裝置為直驅(qū)式波浪能發(fā)電裝置，利用的上下浮動產(chǎn)生的波動驅(qū)動力驅(qū)動漂浮在海面上的浮子，浮子作為能量吸收套在直線發(fā)電機的動子之上，驅(qū)動直線發(fā)電機的動子上下往復運動，從而將轉(zhuǎn)化為電能。直線電機式裝置分為單浮子和雙浮子兩類。單浮子系統(tǒng)安裝方合安裝于淺海和沿海邊緣；雙浮子直驅(qū)式系統(tǒng)不受海面深淺與海域限制，可遠岸的海域。圖２＞４「７］為雙浮子式直線電機式波浪能發(fā)電裝置，該裝置利用浮上下浮動帶動直線發(fā)電機的動子也進行上下運動，通過切割磁力線，從而產(chǎn)生１｜￣轉(zhuǎn)換器逡逑波浪，W、定子＾邋ｚ逡逑

２－３振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置原理示意圖逡逑ａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ邋ｆｌｏａｔ邋ｗａｖｅ邋ｐｏｗｅｒ邋ｇｅｎｅｒａｔｉ波浪能發(fā)電裝置的工作原理是依靠波浪的擺動，從而將波浪能量轉(zhuǎn)換成機械能，同壓能，最后驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機發(fā)電。推擺式波接觸并且有較大的接觸面積，因此可以轉(zhuǎn)換機構(gòu)維修和保養(yǎng)較為困難。逡逑線電機式波浪能發(fā)電裝置為直驅(qū)式波浪能動驅(qū)動力驅(qū)動漂浮在海面上的浮子，浮子之上，驅(qū)動直線發(fā)電機的動子上下往復機式裝置分為單浮子和雙浮子兩類。單浮邊緣；雙浮子直驅(qū)式系統(tǒng)不受海面深淺與「７］為雙浮子式直線電機式波浪能發(fā)電裝置，電機的動子也進行上下運動，通過切割磁￣轉(zhuǎn)換器逡逑

【參考文獻】

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1 孫慶;吳戰(zhàn)宇;沙樹勇;周壽斌;;充電SOC對磷酸鐵鋰電池壽命的影響[J];中國自行車;2015年11期

2 盛松偉;張亞群;王坤林;葉寅;游亞戈;;鷹式波浪能發(fā)電裝置發(fā)電系統(tǒng)研究[J];可再生能源;2015年09期

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本文編號：2810065