波浪能发电系统输出功率优化研究

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1、学校代码：10264研究生学号：M150650734上海海洋大学硕士学位论文题目：波浪能发电系统输出功率优化研究StudyonOutputPowerOptimization英文题目：ofWaveGenerationSystem专业：机械工程研究方向：波浪能发电系统输出功率优化姓名：许逸指导教师：霍海波二O一八年四月三日上海海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包

2、含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论

3、文属于不保密□学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日上海海洋大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名工作单位职称备注辛绍杰上海电机学院教授主席赵爽上海电机学院副教授委员吴钢上海海事大学副教授委员委员委员委员委员田中旭秘书答辩地点工程学院302答辩日期2018.05.22上海海洋大学硕士学位论文波浪能发电系统输出功率优化研究摘要由于环境和经济危机，越来越多的人希望通过可再生能源获得能量。海洋波浪能能量密度最高，被认为是一种非常有前途的可再生能源。波浪能发电是波浪能开发利用的主要形式，波浪能

4、通过波浪发电装置经过二级或三级转换，最终转换为电能。对于波浪能发电的研究，关键在于优化波浪能发电系统的输出功率，提高系统转换效率。波浪能发电装置处于变海况等复杂环境，仅通过海上试验研究成本高，实施困难，而结合实验室试验、计算机建模仿真则成本较低且容易实施。本文通过探讨波浪能发电装置转换效率的影响因素，揭示了海浪波况条件与发电系统的负载阻值是影响发电系统转换效率及输出功率的主要因素。然后基于上海海洋大学自制波浪能发电系统的水槽试验数据，采用最小二乘支持向量机（LS-SVM）对波浪能发电系统的输出功率进行了

5、预测。仿真结果表明，与BP神经网络相比，LSSVM具有较好的输出功率预测效果。已有研究表明，当波浪能发电系统带纯电阻性负载工作时，确定工况下在某一负载阻值处系统的输出功率最大。为此，为了提升波浪能发电系统的效率，最大化输出功率，本文提出一种波浪能发电系统自适应加载设计方案，并对该方案的硬件、软件设计进行了详细阐述。这为波浪能发电系统的输出功率优化提供了一种思路。本论文的主要工作包括：1、分析了波浪能发电系统输出功率、转换效率的影响因素。因波况条件不易控制，而系统负载（纯电阻性负载时）则相对容易调整，改变

6、系统负载阻值，可使波浪能发电系统在确定工况下的输出功率达到最优，系统转换效率最高。2、基于上海海洋大学水槽实验数据，采用LSSVM对三种不同工况下波浪能发电系统的输出功率进行了预测。Matlab仿真结果表明，基于LSSVM对波浪能发电系统的输出功率进行预测是完全可行的，精度较高。3、为了最大化输出功率，本文对波浪能发电系统进行了功率优化方案设计。基于STM32单片机、光电编码传感器、ModBus协议、可编程电子负载、上位机等实现了波浪能发电系统的自适应加载功能。STM32单片机获取电机/波浪能转换装置的

7、转速后，根据试验预测结果自动匹配最优的负载阻值，并通过控制可编程电子负载实现；同时本文自主开发的上位机软件可实时显示波浪能发电系统的负载、和转速信息，便于工作人员掌握发电系统的工作状况；而且操作人员也可进行上位机手动加载，使得加载功能更加智能化，从而为波浪能发电系统的输出功率优化提供了一种思路。I上海海洋大学硕士学位论文关键词：波浪能发电，功率优化，最小二乘支持向量机，预测，负载阻值，自适应加载II上海海洋大学硕士学位论文StudyOnOutputPowerOptimizationofWaveGener

8、ationSystemABSTRACTDuetotheenvironmentalandeconomiccrisis,moreandmorepeoplewanttogetenergythroughrenewableenergy.Oceanhasthehighestenergydensity,andconsideredtobeaverypromisingrenewableenergysource.Waveenergygenerationisth