波浪能发电系统最大输出有功功率的捕获方法及装置

摘要

本申请提供了一种波浪能发电系统最大输出有功功率的捕获方法，对波浪能发电系统的运动状态进行频域分析，得出波浪能发电系统的输出有功功率与二维变量组[R_g,K_g]有关，R_g为所述发电机等效阻抗中的电阻；K_g为所述发电机等效阻抗中的电容；并根据波浪能发电系统的输出有功功率与二维变量组[R_g,K_g]的数学关系绘制关系曲线图，在关系曲线图中按照曲线上点的斜率分区域设置不同扰动步长，通过变步长扰动观察法在R_g和K_g两个维度上施加交替扰动不断快速寻求波浪能发电系统的最大输出有功功率运行点，在无法得知波浪能发电系统准确参数的情况下，调整波浪能发电系统的等效阻抗，使波浪能发电系统始终能够捕获到最大输出有功功率。

主权项

一种波浪能发电系统最大输出有功功率的捕获方法，其特征在于，所述方法包括：对波浪能发电系统中发电机的反电磁力F_g在频域角度进行分析，获取所述发电机的反电磁力函数F_g(ω)的表达式：$F_g\left(\omega \right)=-Z_g\left(\omega \right)\stackrel{·}{x}\left(\omega \right)$其中，Z_g(ω)为所述发电机的等效阻抗，为所述波浪能发电系统在垂直方向上偏离平衡位置的位移的微分；Z_g(ω)的表达式为：$Z_g\left(\omega \right)=R_g+{\mathrm{jX}}_g=R_g-j\frac{K_g}{\omega }$其中，R_g为所述发电机等效阻抗中的电阻；K_g为所述发电机等效阻抗中的电容；根据波浪能发电系统的频域动态方程与所述发电机的反电磁力函数F_g(ω)的表达式，将波浪能发电系统输出有功功率P_g(ω)的表达式$\overline{P_g\left(\omega \right)}=-\mathrm{Re}[\frac{1}{\sqrt{2}}{F}_g\left(\omega \right).\frac{1}{\sqrt{2}}{\stackrel{·}{x}}^{*}\left(\omega \right)]$转化为P_g(ω)与二维变量组[R_g,K_g]的计算关系表达式：$\overline{P_g\left({\omega }_o\right)}=[1-|\frac{1-R_g-j(1-\frac{K_g}{1})}{1+R_g+j(1-\frac{K_g}{1})}{|}^2]$根据P_g(ω)与二维变量组[R_g,K_g]的数学关系绘制P_g(ω)与二维变量组[R_g,K_g]的关系曲线图；根据所述关系曲线图中曲线上各个点的斜率角将所述关系曲线图划分为多个不同区域，并确定各个不同区域的扰动步长；以浮子位移的平衡点对应的所述波浪能发电系统输出有功功率的值作为初始值，采用扰动观察法根据所述关系曲线图上所述各个区域对应的扰动步长，在R_g和K_g两个维度上施加交替扰动，直到获取所述波浪能发电系统的最大输出有功功率。