液压蓄能式波浪能装置发电系统的特性.pdf

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1、华南理工大学学报(自然科学版)第42卷第6期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVo1．42NO．62014年6月(NaturalScienceEdition)June2014文章编号：1000—565X(2014)06-0025—07液压蓄能式波浪能装置发电系统的特性水王坤林，田联房王孝洪游亚戈盛松伟张亚群(1．华南理工大学自动化科学与工程学院，广东广州510640；2．中国科学院广州能源研究所，广东f-')l、I510641)摘要：分析了液压蓄能式波浪能转换器(WEC)的工作原理和优势；根据液压

2、马达和永磁同步发电机的数学方程推导出了发电系统的4个基本特性，分析了蓄能器压力和发电机负栽对转速、电压和功率的影响；针对液压蓄能式WEC发电系统的两种工作模式——恒电阻模式和恒转速模式，建立了液压蓄能式WEC发电系统的Matlab／Simulink仿真模型，并进行了仿真实验，结果验证了关于液压蓄能式WEC发电系统特性推理的正确性．关键词：波浪能；发电装置；液压蓄能发电系统；Matlab；仿真分析中图分类号：TM919doi：10．3969／j．issn．1000-565X．2014．06．005海洋占据着地球71％的面积，蕴含着丰富的能苏格兰O

3、ceanPowerDeliveryLtd公司设计的Pelamis源，包括潮汐能、潮流能、波浪能、温差能和盐差能等．筏式WEC_6J、Falnes等研发的PowerBuoy点吸收其中，波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能式WEC等．采用液压能量转换系统的装置在国内的总和．波浪的主要成因是风的扰动，而风是来自于也有一定的研究基础，如8kW和30kW两座摆式太阳能的热不平衡，所以归根结底波浪能也来自于太WEC、50kW振荡浮子式WEC，以及中国科学阳．波浪能的研究已有200多年历史，截至目前，关于院广州能源研究所研制的10kW鸭式WEC、100k

4、W波浪能发电装置(WEC)的专利已有1500多项¨之J，鸭式WEC和10kW鹰式WEC等．按固定方式可分为固定式和漂浮式，按安装位置可分虽然采用液压能量转换系统的WEC比较多，为岸式和离岸式，按能量俘获方式可分为振荡水柱且前文提到的大部分装置已取得成功，但是，针对采式、筏式、收缩波道式、点吸收式、鸭式、正摆式、反摆用液压能量转换系统的WEC特性的研究却比较式、波流转子式、虎鲸式、波整流式、波浪旋流式等J．少，特别是对具有一定蓄能环节的液压蓄能式WEC按能量转换方式将WEC划分为液压蓄能式和发电系统特性的研究更是鲜见报道，文献[10]只研直驱式．

5、液压蓄能式WEC就是在WEC的能量转换究了系统的键合图．同时，WEC漂浮于海面，任何故系统中插入了具有一定蓄能容量的蓄能环节，组成障的测定和排除都非常困难，寻找高效的输电方式液压能量转换系统．采用液压能量转换系统的WEC和可靠的变电方式，离不开对WEC发电系统特性比较多，而且具有较长的研究历史，如Salter_4研制的研究．液压蓄能式WEC的发电系统几乎具有相的点头鸭式WEC、McCabeWavePump筏式WECJ、同的特性，相对独立于波浪能俘获方式及其装置具收稿日期：2013．09．25$基金项目：国家海洋可再生能源专项项目(GHME201

6、3ZB01，GHME2013GCOI)；中国科学院可再生能源重点实验室2013年度基金资助项目(y407j71001)作者简介：王坤林(1980一)，男，博士生，助理研究员，主要从事电力电子技术及其在在波浪能开发中的应用、波浪能装置监控系统开发与波浪发电场并网技术等研究．E—mail：cadonwkl@163．corn十通信作者：王孝洪(1976一)，男，博士，副教授，主要从事电力电子技术及其在节能、新能源发电等领域的应用，运动控制技术及其在机器人、数控等领域的应用研究．E．mail：xhwang@scut．edu．all华南理工大学学报(自然

7、科学版)第42卷体形态．文中将针对该类型WEC发电系统特性展的，最高相电压为217V，此时蓄能器压力上升到上开研究，以期对波浪能装置群并网方式、机侧变换控限值，开始发电；最低相电压为126V，此时蓄能器压制方式，特别是外环控制对象的选定提供指导．力已下降到下限值，停止发电．从图2可以看出，液压蓄能式WEC发电机的输1液压蓄能式WEC发电系统原理与优势出电压与功率已看不出波况，它主要由蓄能器蓄能1．1液压蓄能式WEC发电系统工作原理液压蓄能式WEC发电系统由液压缸、蓄能器、油箱、液压马达、发电机、电力变换器和负载组成，其之系统结构如图1所示．脚蹬

8、采集次数(a)直驱式WEC相电压图1液压蓄能式WEC发电系统示意图Fig．1Schematicdiagramofhydraulicenerystori