[发明专利]一种直驱型海浪发电储能装置及控制方法

权利要求书

1.一种直驱型海浪发电储能装置，其特征在于：它包括一直驱型海浪发电机、一AC/DC变换器、一DC/AC变换器、若干负载、两DC/DC变换器、一混合储能系统和一控制器，所述混合储能系统包括一超级电容器组和一蓄电池组；所述直驱型海浪发电机的动子连接漂浮在海中的浮标将海浪的动能转化为低频交流电并发送到所述AC/DC变换器的输入端，所述AC/DC变换器将低频交流电转换为直流电并通过直流母线与所述DC/AC变换器的输入端连接，所述DC/AC变换器的输出端连接所述负载将直流母线的电压逆变为所述负载所需要的交流电，直流母线还分别连接两所述DC/DC变换器的一端，其中一所述DC/DC变换器的另一端连接所述超级电容器组，另一所述DC/DC变换器的另一端连接所述蓄电池组，所述控制器通过两所述DC/DC变换器分别控制所述超级电容器组和蓄电池组的充、放电状态，保持所述直驱型海浪发电机的输出功率与所述负载的功率之间的平衡。

2.如权利要求1所述的一种直驱型海浪发电储能装置，其特征在于：两所述DC/DC变换器分别包括一电感和两开关，所述两开关串联在直流母线之间且两开关之间与所述电感一端相连，所述电感的另一端连接所述超级电容器组和蓄电池组中的一种。

3.如权利要求1所述的一种直驱型海浪发电储能装置，其特征在于：两所述DC/DC变换器分别采用具有双向变换的升、降压型转换器。

4.如权利要求1或2或3所述的一种直驱型海浪发电储能装置，其特征在于：所述控制器设置有比较器、比例积分控制单元、数字滤波单元、反相器和比例放大单元。

5.如权利要求1或2或3所述的一种直驱型海浪发电储能装置，其特征在于：所述直驱型海浪发电机采用纵向磁场直线电机、横向磁场直线电机、变磁阻永磁直线电机、圆筒型直线电机中的一种；所述超级电容器组采用由双电层超级电容器、电化学超级电容器单体连接而成；所述蓄电池组采用铅酸电池、锂电池、钒流体电池之一组成。

6.如权利要求4所述的一种直驱型海浪发电储能装置，其特征在于：所述直驱型海浪发电机采用纵向磁场直线电机、横向磁场直线电机、变磁阻永磁直线电机、圆筒型直线电机中的一种；所述超级电容器组采用由双电层超级电容器、电化学超级电容器单体连接而成；所述蓄电池组采用铅酸电池、锂电池、钒流体电池之一组成。

7.采用如权利要求1～6任意一项权利要求所述装置的一种直驱型海浪发电储能控制方法，其控制过程如下：

1)设置一包括有直驱型海浪发电机、AC/DC变换器、DC/AC变换器、若干负载、两DC/DC变换器、混合储能系统和控制器的直驱型海浪发电储能装置，所述混合储能系统包括一超级电容器组和一蓄电池组；

2)当直驱型海浪发电机的输出功率与负载的功率之差为零时，则认为直驱型海浪发电机输出的功率与负载的功率相匹配，混合储能系统不需要进行工作；

3)当直驱型海浪发电机的输出功率与负载的功率之差大于零，此时控制器的比例积分控制单元输出为负值，超级电容组和蓄电池组的电流给定值均为负，即混和储能系统处于充电状态，控制器的数字滤波单元将低频分量和高频分量进行区分，高频分量由控制器控制与超级电容器组相连接的DC/DC变换器使超级电容器的实际电流从直流母线侧流向超级电容器组侧，当直流母线电压恢复与电压参考值相等时，超级电容器组停止充电；低频分量由控制器通过与蓄电池组相连接的DC/DC变换器使蓄电池组的实际电流从直流母线侧流向蓄电池器组侧，当直流母线电压恢复与电压参考值相等时，蓄电池组停止充电；

4)当直驱型海浪发电机的输出功率与负载的功率之差小于零时，混和储能系统处于放电状态，与所述3)的处理过程类似，控制器分别控制与超级电容器组、蓄电池组相连接的两DC/DC变换器使超级电容器组、蓄电池组工作在放电模式，补充直驱型海浪发电机不足以满足负载的功率，抑制功率波动。