【摘要】：海洋波浪能作為一種清潔無污染的可再生能源,具有分布廣闊、可預測性好、能量密度高和全球儲量豐富等特點,開發(fā)波浪能可以增加能源來源的多樣性,緩解能源危機。然而,由于波浪能的間歇性、分布區(qū)域不均勻等問題,導致波浪能發(fā)電效率低、質量差、成本高,進而制約波浪能發(fā)電的應用。微電網可以整合各類分布式電源,減少分布式電源接入電網帶來的不良影響。因此,本文對基于直流微電網的分布式波浪能發(fā)電控制進行了如下研究:首先,由于直驅式波浪能發(fā)電機能夠簡化波浪能提取過程,提高波浪能轉換效率,因此本文選擇以直驅式波浪能發(fā)電機為研究對象。將波浪運動簡化為標準正弦運動,對波浪運動和直驅波浪能發(fā)電機建立數(shù)學模型,得到發(fā)電機的輸出特性曲線。根據(jù)波浪能瞬時功率的特性,提出一種波浪能發(fā)電機最大功率跟蹤策略,通過不可控三相整流和Boost電路的組合,實現(xiàn)發(fā)電機最大功率跟蹤控制。其次,由于直驅波浪能發(fā)電機隨波浪上下往復運動導致瞬時輸出功率不斷波動,不宜直接接入電網。本文提出一種基于儲能的功率波動平抑策略,將超級電容和雙向DC-DC變換器組成一個儲能系統(tǒng),儲能系統(tǒng)與直驅波能發(fā)電機共同接入直流母線構成一個發(fā)電儲能節(jié)點。并建立了直流微電網內發(fā)電儲能節(jié)點的功率平衡模型,基于波浪能瞬時功率變化進行分段控制,實現(xiàn)對直驅波能發(fā)電機輸出功率的調節(jié),平抑直流母線的電壓波動。最后通過仿真和實驗驗證了在發(fā)電機功率波動或負載變化的情況下,波浪能發(fā)電儲能節(jié)點的運行能力。然后,基于直流微電網的分布式波浪能發(fā)電功率動態(tài)分配,提出一種分布式對流交互算法,每個發(fā)電儲能節(jié)點按照網絡拓撲關系進行狀態(tài)信息交互,在始終保證分布式波浪能發(fā)電系統(tǒng)輸出總功率與負載需求匹配的前提下,根據(jù)節(jié)點當前的儲能狀態(tài)與負載功率,實時協(xié)調分配每個節(jié)點當前的輸出功率,最終使得每個節(jié)點內儲能狀態(tài)逐漸趨于一致。最后,研究了基于直流微電網的分布式波浪能發(fā)電分層控制策略,首先分析了直流微電網分層控制,包含初級下垂控制、二級電壓補償控制和三級能量控制。其中初級控制器能夠解決多發(fā)電儲能節(jié)點之間的電流分配,但會造成電壓偏離,通過二級控制器補償母線的電壓偏離,利用三級控制器實現(xiàn)波浪能發(fā)電微電網與外部電網之間的能量流動。最后,通過仿真說明分層控制能夠有效的調節(jié)波浪能發(fā)電直流微電網母線電壓,控制與外部電網的能量交換。
【圖文】：

[11]。圖1.1是國外一些典型的發(fā)電機裝置，有英國OPD漂浮式海蛇波浪能發(fā)電裝置[12]，丹麥的APS公司開發(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設計的一款振蕩水柱型波浪能裝置。

較高的要求。圖 1.2 直驅波浪能發(fā)電裝置直驅波浪能發(fā)電裝置如圖1.2所示，直驅波浪能發(fā)電是利用直線發(fā)電機的結構，直線發(fā)電機的動子部分隨波浪一起做上下往復運動，從而使得發(fā)電機直接產生電能，避免上述發(fā)電機復雜的轉換過程，簡化發(fā)電機結構、減少能量損耗、提高波浪能轉換效率[16]。因此，直驅波浪能發(fā)電機已逐漸應用于波浪能發(fā)電相關研究領域[17]。1.2.2 直驅波浪能發(fā)電研究現(xiàn)狀對直驅波浪能發(fā)電的研究大致分為兩個方面：第一，對于直線永磁發(fā)電機的設計方面，如何充分結合波浪運動特性，，簡化波浪能提取過程，最大化的將波浪運動的動能轉換成發(fā)電機產生的電能；第二，對發(fā)電機功率輸出的平滑處理方面，由于波浪運動變化的隨機性和間歇性
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P743.2;P742

【參考文獻】

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1 趙偉國;劉玉田;王偉勝;;海洋可再生能源發(fā)電現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];智能電網;2015年06期

2 韓民曉;王皓界;;直流微電網——未來供用電領域的重要模式[J];電氣工程學報;2015年05期

3 丁明;田龍剛;潘浩;張雪松;周金輝;;交直流混合微電網運行控制策略研究[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2015年09期

4 毛金枝;楊俊華;陳思哲;何瑞文;吳捷;;基于對等控制策略的微電網運行[J];電測與儀表;2014年24期

5 高雅;;南麂島:微電網的大效能[J];國家電網;2014年09期

6 歐陽麗;葛興凱;;海島智能微電網技術綜述[J];電器與能效管理技術;2014年10期

7 王成山;武震;李鵬;;微電網關鍵技術研究[J];電工文摘;2014年02期

8 王成山;武震;李鵬;;微電網關鍵技術研究[J];電工技術學報;2014年02期

9 劉春元;余海濤;胡敏強;劉強;陳中顯;;永磁直線發(fā)電機在直驅式波浪發(fā)電系統(tǒng)的應用[J];中國電機工程學報;2013年21期

10 康慶;肖曦;聶贊相;黃立培;;直驅型海浪發(fā)電系統(tǒng)輸出功率優(yōu)化控制策略[J];電力系統(tǒng)自動化;2013年03期

本文編號：2660444