[发明专利]一种波浪发电系统的双扰动MPPT方法

说明书

本发明为一种波浪发电系统的双扰动MPPT方法，属于水力发电技术领域，通过双开关电容C₁和C₂的串并联，扩大电压调节范围，使输出电压在1‑3倍的输入电压范围内变化；同时开关电容单元SC1和SC2之间形成双向互补，当一个开关电容单元正向或者反向溢出时，其扰动任务将由另一个开关电容单元执行，在一定范围内对整流后的电能输出进行跟踪调节，提高了系统的跟踪速度，可以快速稳定地启动并减少误判，增强抗干扰能力，有效降低系统输出功率在最大功率点处的振荡现象，提高最大功率点跟踪的稳定性。

技术领域

本发明属于水力发电技术领域，涉及一种波浪发电系统的双扰动MPPT方法。

背景技术

波浪能是一种清洁的可再生能源。调查研究表明，全球可利用的波浪能达到2TW，相当于目前全世界用电负荷的2倍。大规模开发利用波浪能对缓解能源危机和环境污染问题具有重要意义。近年来，各国开发出了多种波浪能发电装置，如振荡水柱(OWC)波浪发电装置、阿基米德波浪摆(AWS)、Pelamis、Wave Dragon、鸭式及鹰式波浪能发电装置等，其中部分已经进入了商业化试运营。可以预见，在不远的将来，随着波浪能发电技术日益成熟，将会有越来越多的波浪能发电系统接入电网运行。

现有的波浪发电系统最大功率跟踪通常调整波浪发电系统中的Boost等DC/DC变换器中开关管的占空比，调整系统等效阻抗，但是由于波浪的时变性很强，这类方法在动态性能上难以满足要求，限制了波浪发电的效率，因此采用合理的最大功率点跟踪有利于波浪发电装置捕获最大的能量，可以最大化降低波浪发电装置成本，减少系统能量损失，提高发电效率。

发明内容

技术问题：本发明提供一种波浪发电系统的双扰动MPPT方法,由双开关电容单元构成的DC/DC变换器上，开关电容单元SC1和SC2采取双向互补控制方式，其中一个进入死区后则只能反向扰动，其正向扰动只能由另一个完成。

技术方案：

一种波浪发电系统的双扰动MPPT方法，包括以下步骤：

步骤1：波浪发电装置在海上工作时，波浪入射会使波浪能转换装置运动将波浪能转换为线性运动从而将动能传递给直线永磁同步电机；

步骤2：直线永磁同步电机通过将动子的运动转换为变频变幅值的电能输出给不可控整流装置；

步骤3：不可控整流装置将直流电能输出，通过电流互感器和电压互感器采集到直流侧输出电压和电流；

步骤4：通过模数转换器将采集到的电流电压模拟信号转换为数字信号输出给MPPT控制器进行处理从而输出各个开关电容单元的IGBT模块的PWM导通信号；

步骤5：分别通过电流互感器和电压互感器采集到的直流侧电流和电压，当IGBT模块的占空比D₁b且ΔP·ΔV0时，由上桥臂IGBT模块、二极管、电容和下桥臂IGBT模块构成的开关电容电源单元SC1正向溢出且扰动方向无效，此时扰动停止，令S₁＝-1，在下个周期初始阶段，由上桥臂IGBT模块、二极管、电容和下桥臂IGBT模块构成的开关电容电源单元SC2的算法控制器上执行V_k+S₁N₂|ΔP/ΔV|，S₁＝0，也就是说SC1的扰动任务在下个周期内由SC₂完成；