带复合储能的直驱型海浪发电系统关键技术研究

本课题开拓性地研究直驱型海浪发电系统中的几项关键技术问题：针对直驱型海浪发电系统功率波动的特殊性，提出了一种基于复合储能的直驱型海浪发电系统拓扑结构，通过储能环节不同控制模式的应用，实时改善直驱海浪发电输出功率的短时间尺度波动和长时尺度波动问题；通过复合储能环节与直驱发电机变流装置的协调控制，提出基于阻抗匹配、频率估算等方法实现海浪最大功率点跟踪；通过电流相位控制等方法提高系统的功率因数或改善低功率因数直驱电机对电网系统的不利影响；提出一种基于电子电路的海浪发电模拟系统，能精确模拟直驱型直线海浪发电机输出的电力波形，为测试直驱海浪发电系统的控制策略提供一个高性价比的测试方案。解决上述问题将填补我国在直驱型海浪发电领域一些相关研究点的空白，加快我国在海浪发电领域的研究进展，并有望促进我国大功率并网型海浪发电系统的实际应用。

课题对直驱型海浪发电系统进行了详细的分析和建模，提出了带复合储能环节的直驱型海浪发电系统发电控制策略、并网控制策略以及能量分层管理策略；分别搭建了基于电力电子电路和机械模拟的两套实验平台，可以实现模拟海浪发电以及验证相关的控制策略；针对直驱型海浪发电系统的能量波动，设计了电池-超级电容-超导储能的复合储能系统来平抑能量波动，并将电池寿命作为考虑量给出了优化能量分配策略；基于对直驱型海浪发电系统动力学分析的结果，提出了通过调节直线发电机阻尼和弹性来达到共振从而实验最大功率提取的优化功率控制算法。