[发明专利]一种直驱式波浪发电系统分层鲁棒性控制方法及装置

摘要

本发明公开了一种直驱式波浪发电系统分层鲁棒性控制方法及装置，包括波浪能捕获装置实时捕获波浪的频率及位移；依据波浪频率、波浪位移和参考电流关系式确定波能转换装置的参考电流；其中，参考电流关系式的获得条件为波浪频率与波能转换装置的频率相同；计算参考电流和波能转换装置的输出电流的差值，依据差值和位移对波能转换装置进行滑模控制，直至波能转换装置的输出电流与参考电流的差值不大于预设阈值。本发明通过控制波能转换装置的频率与波浪频率基本相同，来使得发生共振现象，提高波浪发电系统的功率捕获和能量转换效率。

主权项

1.一种直驱式波浪发电系统分层鲁棒性控制方法，其特征在于，包括：波浪能捕获装置实时捕获波浪的频率及位移；依据波浪频率、波浪位移和参考电流关系式确定波能转换装置的参考电流；其中，所述参考电流关系式的获得条件为波浪频率与所述波能转换装置的频率相同；计算所述参考电流和所述波能转换装置的输出电流的差值，依据所述差值和所述位移对所述波能转换装置进行滑模控制，直至所述波能转换装置的输出电流与所述参考电流的差值不大于预设阈值；所述参考电流关系式具体为：其中，为q轴参考电流，为d轴参考电流，ψ为永磁体转子磁链，τ为极距，ω₀为所述波浪频率，M为所述波浪能捕获装置中运动部件的质量，A为在波浪辐射力作用下产生的附加质量，B为波浪辐射力产生的阻尼系数；K＝ρgs，ρ为水的密度，g为重力加速度，s为所述波浪能捕获装置中浮体的有效横截面积；x为波浪位移，为波浪的运动速度；所述计算所述参考电流和所述波能转换装置的输出电流的差值，依据所述差值和所述位移对所述波能转换装置进行滑模控制的过程具体为：将发电机的输出电流进行三相静止到两相旋转的坐标变换操作，得到q轴和d轴输入电流；所述波能转换装置包括所述发电机和机侧变换器；计算q轴参考电流与所述q轴输入电流的差值并进行q轴滑模控制，得到q轴控制量u_q；计算d轴参考电流与所述d轴输入电流的差值并进行d轴滑模控制，得到d轴控制量u_d；其中，其中，v为所述发电机动子的速度，将q轴控制量u_q与d轴控制量u_d转化至α和β轴，得到u_α和u_β；i_d、i_q分别为d、q轴定子电流；R为定子相电阻；u_eq为等效控制项，u_sw为鲁棒控制项；L为定子电感；依据所述u_α和u_β调整所述发电机的输出电流在进行空间矢量脉宽调制过程中的电压控制量；空间矢量脉宽调制完成后输出调制后的信号至所述机侧变换器，通过控制所述机侧变换器来控制所述发电机的输出电流，直至所述发电机的输出电流与所述参考电流的差值不大于预设阈值。