[发明专利]一种适用于液压波浪能发电装置的能量平稳输出控制系统

摘要

本发明公开了一种适用于液压波浪能发电装置的能量平稳输出控制系统。采用电压和速度双环PID控制来调整调速阀开度，确保第一级液压能输出流量稳定，避免了由于第一级液压能输出流量的不稳定而导致整个波浪发电装置电能的输出不稳定；同时使得发电机电压和转速稳定在目标值附近；第二根据波浪发电装置已吸收的能量来预分配整流设备能输出的功率和负载装置的带载能力(即负载功率)，保证已吸收能量充分利用，同时实现输出能量和负载的平衡；第三根据实际负载功率来调节排量阀开度，进一步调整波浪发电装置的带载能力，实现已吸收能量、输出能量和负载最佳匹配。

主权项

一种适用于液压波浪能发电装置的能量平稳输出控制系统，所述能量平稳输出控制系统用于液压波浪能发电装置中，且液压波浪能发电装置置于海面工作，其特征在于，所述能量平稳输出控制系统包括依次连接的第一减法器、PI控制模块、电压控制器、第二减法器、第三减法器、PID控制模块、转速控制器、调速阀、排量阀、马达、发电机、整流设备和负载装置；所述马达的输出转速通过转速传感器与第三减法器的输入端相连；所述发电机的输出电压通过电压传感器与第一减法器的输入端相连；所述负载装置输出负载大小通过排量控制器作用于排量阀的开度控制端；输出功率分配器作用在整流设备的输出端；负载功率分配器作用在负载装置的输入端；所述电压传感器，用于采集当前发电机输出的电压值u，并发送至第一减法器的输入端；所述第一减法器，用于将从电压传感器中获得的电压值u和设定的期望电压U进行差值运算，获得差值电压Δu，并将差值电压Δu发送至PI控制模块；所述PI控制模块，对获得的差值电压Δu进行PI控制，获得电压调节量Δu′；并发送至电压控制器；所述电压控制器，用于将电压调节量Δu′进行转换，获得转速变化值Δr'；并将获得的转速变化值Δr'发送至第二减法器；所述第二减法器，用于将获得的转速变化值Δr'与发电机的额定转速进行差值运算，获得目标转速R；并发送至第三减法器的输入端；所述转速传感器，用于采集当前马达的转速，并将获得的转速发送至第三减法器的输入端；所述第三减法器，用于将获得的目标转速R和当前马达的转速进行差值运算，获得差值转速Δr；并将获得的差值转速Δr发送至PID控制模块；所述PID控制模块，用于对获得的差值转速Δr进行PID控制，获得转速调节量Δr″；并发送至转速控制器；所述转速控制器，用于将获得的转速调节量Δr″进行转换，获得控制调速阀开度的控制电压V；所述调速阀，用于根据转速控制器获得的控制电压V，调整当前调速阀的开度，确保马达能够达到目标转速R；所述排量阀，用于在确保马达能够达到目标转速R的前提下，根据排量控制器检测到的负载装置实际功率，调整排量阀开度大小，进而保证发电装置的带载能力；所述马达，用于带动发电机转动；所述整流设备，用于将发电机输出的交流电整流为直流电；所述输出功率分配器，用于根据液压波浪能发电装置已经收集的总功率、波浪能发电装置功率转换效率和输出功率的比例系数，获得整流设备允许输出的最大功率，并作用于整流设备的输出端；所述负载功率分配器，用于根据负载装置的负载功率，对整流设备输出的直流电压进行功率分配；所述排量控制器，用于根据实时检测的负载装置的功率，调整排量阀的开度。