[发明专利]一种基于有源逆变的近海波浪能并网发电控制方法

摘要

本发明公开了一种基于有源逆变的近海波浪能并网发电系统及控制方法，该系统包括：波浪能收集装置，包括多个相互连接的波浪俘能单元，波浪俘能单元的公共传动轴与齿轮箱相连，用于将波浪能转化为机械能；发电装置，用于将机械能转化为电能；电能变换电路，其输出端与电网相连，用于实现电能的逆变并网，对并网输出功率进行调节；检测控制电路，用于检测系统运行时的各项参数，并对系统进行控制。本发明利用模块化的波浪能收集装置将波浪能转换为机械能并最终转换为电能，通过基于坐标变换的电流控制，实现了单位功率因数下的逆变并网运行，同时利用最大功率点跟踪算法，使系统始终工作于最大功率输出状态，最大限度的利用了波浪能。

主权项

1.一种基于有源逆变的近海波浪能并网发电控制方法，其特征在于，通过基于有源逆变的近海波浪能并网发电系统实现，该系统包括波浪能收集装置、发电装置和电能变换电路，发电装置和电能变换电路还与检测控制电路相连，其中：波浪能收集装置包括多个相互连接的波浪俘能单元，波浪俘能单元的公共传动轴与齿轮箱(9)相连，用于将波浪能转化为机械能；发电装置用于将机械能转化为电能；电能变换电路包括整流电路和逆变电路，其输出端与电网相连，用于实现电能的逆变并网，并对并网输出功率进行控制；检测控制电路用于检测系统运行时的各项参数，并对系统进行控制；波浪俘能单元包括浮板(1)、单向离合轴承(2)、轴承(3)、连杆(6)和传动轴(7)；浮板(1)通过连杆(6)与单向离合轴承(2)外圈相连，轴承(3)设置在单向离合轴承(2)的两端，单向离合轴承(2)内圈、轴承(3)内圈均与传动轴(7)配合连接；波浪俘能单元还包括支架(8)，支架(8)一端与轴承(3)的外圈相连，另一端与海上固定发电平台相连，波浪俘能单元通过支架(8)固定于发电平台；多个波浪俘能单元相互连接组网，传动轴(7)处于同一水平面直线的两个波浪俘能单元之间通过联轴器(4)将传动轴连接；传动轴(7)之间存在夹角的两个波浪俘能单元之间通过锥齿轮(5)将传动轴连接；发电装置包括永磁同步发电机和多抽头三相变压器；整流电路包括由电力二极管与电容组成的三相整流桥，逆变电路为由IGBT作为开关器件的三相桥式逆变电路；检测控制电路包括电压传感器、电流传感器、处理器和驱动电路；电压传感器与电流传感器分别用于检测电能变换电路的输出电流以及电压的有效值；处理器用于接收传感器的信息，经过处理后对系统进行适当的控制；驱动电路用于将系统的控制信号转化为可以驱动IGBT工作的功率驱动电压；该方法为：通过该系统可以根据波浪能收集装置产生的机械能对输出电流的幅值和相位进行控制，系统通过将三相静止坐标中的ua、ub、uc，ia、ib、ic分量分别转换为两相旋转坐标中的d、q轴分量，利用PID调节以及前馈解耦，实现输出电流在两相旋转坐标系d、q两个维度的独立控制，对波浪能并网发电输出电能的有功功率和无功功率进行分别调节，进而实现单位功率控制，其中，d轴电流采用PD控制，q轴电流采用PI控制。