[发明专利]一种波浪能发电装置能量转换分层优化控制系统和方法

权利要求书

1.一种波浪能发电装置能量转换分层优化控制系统，其特征在于，包括自上而下连接的分层控制层、功能控制层和功能实现层；

所述分层控制层，用于接收海岛微电网的电能调度指令，对所述功能控制层进行管控和将波浪能发电装置的实时运行状况上送到海岛微电网的监控系统；

所述功能控制层，用于接收所述分层控制层的控制指令和所述功能实现层上送的控制状态数据，对所述功能实现层进行管控；

所述功能实现层包括波浪能俘获系统控制单元、液压能量转换系统控制单元和电能变换系统控制单元；

所述波浪能俘获系统控制单元，用于基于波浪能-液压能最优阻尼匹配原则，根据波浪数据自动调节液压蓄能压力，在大浪状态下通过加大液压蓄能压力来提高吸波浮体受到的阻尼，在小浪状态下减小液压蓄能压力来降低吸波浮体受到的阻尼；

所述液压能量转换系统控制单元，用于对变排量液压马达的排量阀门进行控制，根据液压蓄能压力确定启动液压马达的数量，并根据功率输出指令调节液压马达的输出排量；

所述电能变换系统控制单元，用于根据所述功能控制层的功率输出指令控制波浪能发电装置电能变换系统的电能输出，通过变流器和储能系统的配合对波浪能发电装置电能变换系统的电能质量和功率特性进行控制。

2.根据权利要求1所述的波浪能发电装置能量转换分层优化控制系统，其特征在于，所述功能实现层还包括结构应力监测单元和装置倾斜监测单元；

所述结构应力监测单元，用于对波浪能发电装置结构的受力情况进行监测，将恶劣海况下的波浪能发电装置结构受力异常状况进行告警，并上送波浪能发电装置的结构安全状况；

所述装置倾斜监测单元，用于对波浪能发电装置在海面的漂浮平衡状况进行监测，将恶劣海况下波浪能发电装置整体平衡异常状况进行告警，并上送波浪能发电装置的平衡安全状况。

3.根据权利要求2所述的波浪能发电装置能量转换分层优化控制系统，其特征在于，所述功能实现层还包括消防监控单元和温湿监控单元；

所述消防监控单元，用于对波浪能发电装置的消防系统进行监控，上送所述消防系统的监控数据，并在所述消防系统异常时进行告警；

所述温湿监控单元，用于对波浪能发电装置的舱室温湿度进行监控，上送所述温湿监控数据，并在所述舱室温湿异常时进行告警。

4.根据权利要求3所述的波浪能发电装置能量转换分层优化控制系统，其特征在于，所述功能实现层还包括闭路电视监控单元和视频存储单元；

所述闭路电视监控单元，用于获取设置在波浪能发电装置关键位置处的监控摄像头采集的图像和视频数据；

所述视频存储单元，用于存储所述图像和视频数据。

5.根据权利要求4所述的波浪能发电装置能量转换分层优化控制系统，其特征在于，所述功能控制层包括智能能量监控模块、装置结构安全监控模块、消防与温湿监控模块和闭路电视监控模块；

所述智能能量监控模块用于管理所述波浪能俘获系统控制单元、所述液压能量转换系统控制单元和所述电能变换系统控制单元；

所述装置结构安全监控模块用于管理所述结构应力监测单元和所述装置倾斜监测单元；

所述消防与温湿监控模块用于管理所述消防监控单元和所述温湿监控单元；

所述闭路电视监控模块用于管理所述闭路电视监控单元和所述视频存储单元。

6.一种波浪能发电装置能量转换分层优化控制方法，其特征在于，包括：

接收海岛微电网的电能调度指令；

获取波浪数据，基于波浪能-液压能最优阻尼匹配原则，根据所述波浪数据和所述电能调度指令自动调节液压蓄能压力，在大浪状态下通过加大液压蓄能压力来提高吸波浮体受到的阻尼，在小浪状态下减小液压蓄能压力来降低吸波浮体受到的阻尼；

根据所述液压蓄能压力控制启动液压马达的数量，并根据所述电能调度指令的功率输出指令调节液压马达的输出排量；

根据所述功率输出指令控制波浪能发电装置电能变换系统的电能输出，通过变流器和储能系统的配合对波浪能发电装置电能变换系统的电能质量和功率特性进行控制；

将所述波浪能发电装置的实时运行状况上送到海岛微电网的监控系统。