CN108376980A - 波能集群发电直流微电网系统实验平台 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种波能集群发电直流微电网系统，其中，该系统包括负载单元、母线和至少一个微电网节点系统，微电网节点系统包括第一微电网子节点系统、通讯单元和第二微电网子节点系统，负载单元和微电网节点系统连接于母线；第一微电网子节点系统从通讯单元获取第二微电网子节点系统的状态信息，第二微电网子节点系统从通讯单元获取第一微电网子节点系统的状态信息；第一微电网子节点系统和第二微电网子节点系统根据所述状态信息，差额分配其自身的输出功率，且输出功率之和与负载单元的功率匹配。本发明实施例，能够在一定程度上促进波能集群发电的研究和验证，进而一定程度上促进了波能集群发电。

Description

波能集群发电直流微电网系统实验平台

技术领域

本发明涉及电网技术领域，具体涉及一种波能集群发电直流微电网系统实验平台。

背景技术

随着人类社会的发展，对能源的需求也随之增长，传统非再生能源的储备量也逐渐减少，同时传统非再生能源的使用对环境也带来了很多的环境污染，海洋波浪能作为一种可再生能源具有功率密度高、无污染、可预测和资源丰富等特点，通过进一步利用和开发海浪能源，能源危机和环境污染问题可以得到缓解。

目前国内外对波能发电研究主要基于对单台发电机本体与其电能输出的仿真分析和算例优化，不能满足波能集群发电的发展趋势。

发明内容

本发明实施例提供一种波能集群发电直流微电网系统及实验平台，能够在一定程度上促进波能集群发电的研究和验证，进而一定程度上促进了波能集群发电。

本发明实施例的第一方面提供了一种波能集群发电直流微电网系统，其特征在于，所述系统包括负载单元、通讯单元、母线和至少一个微电网节点系统，所述微电网节点系统包括第一微电网子节点系统和第二微电网子节点系统，所述负载单元和所述微电网节点系统连接于所述母线；

所述第一微电网子节点系统从所述通讯单元获取所述第二微电网子节点系统的状态信息，所述第二微电网子节点系统从所述通讯单元获取所述第一微电网子节点系统的状态信息；

所述第一微电网子节点系统和所述第二微电网子节点系统根据所述状态信息，差额分配所述第一微电网系统节点内各子系统的输出功率，并保证子系统输出功率总和匹配所述负载单元的功率。

通过本发明提供的波能集群发电直流微电网系统，在该直流微电网系统中具有多个微电网节点系统，多个微电网节点系统相对于目前国内外对波能发电主要基于对单台发电机本体与其电能输出的研究，引入了多微电网节点系统，能够在一定程度上促进了波能集群发电。同时，微电网子节点系统通过微电网系统中的通讯单元可以相互获取每个微电网子节点系统的状态信息，并由该状态信息差额分配系统中第一微电网系统节点内各子系统的输出的功率，通过上述方式，微电网系统实现了分布式控制方法，由于采用分布式控制方法来控制多个微电网子节点系统的协调运行，在某个微电网子节点系统出现故障时不能正常工作时，其他子节点系统能够及时调整自身系统输出功率，可以保证整体微电网系统的平稳运行以及功率的合理分配，从而在一定程度上提升了微电网系统的稳定性，对波能集群发电的控制方法进行了研究，也能够在一定程度上促进波能集群发电。

结合本发明实施例的第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一微电网子节点系统包括：波能发电机、控制单元、储能单元、AC/DC整流器、DC/DC变流器、电压电流采集调理电路和开关驱动电路，所述控制单元用于通过接收所述电压电流采集调理电路反馈的DC/DC变流器信息并控制所述开关驱动电路，所述DC/DC变流器与所述电压电流采集调理电路相连接，所述DC/DC变流器与所述开关驱动电路相连接，所述DC/DC变流器与所述储能单元相连接，所述开关驱动电路与所述控制单元相连接，所述电压电流采集调理电路与所述控制单元相连接，所述波能发电机通过AC/DC整流器与所述DC/DC变流器相连接。

上述微电网子节点系统通过控制单元对电压电流采集调理电路和开关驱动电路的调节，进而对系统的发电功率、储能功率和负载功率三者之间进行平衡，使得系统能够正常的运行，同时，控制单元对系统整体的控制也能在一定程度上延长储能系统的使用寿命和系统的电能质量。

结合本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述波能发电机包括直驱式波能发电机，所述直驱式波能发电机用于通过海浪上下的往复运动直接驱动浮子和动子运行，产生频率和幅值均随动子速度变化的三相交变电流。

直驱式波能发电机通过海浪上下的往复运动直接驱动浮子和动子运动，可将波能可以直接转换为电能，简化了对波浪能的提取过程，能在一定程度上提升了波能转换效率，进而也能在一定程度上提升了微电网系统的发电效率。

结合本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述控制单元包括半实物仿真平台和嵌入式控制器，所述半实物仿真平台用于将产生的控制信号通过外部硬件接口输出到所述嵌入式控制器，所述嵌入式控制器用于输出占空比可变的高频PWM控制信号。

结合本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式和第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述储能单元包括能量型储能器和功率型储能器，所述功率型储能器用于提供瞬时的大功率需求，所述能量型储能器用于提供持续的电流输入或输出。

通过使用能量型储能器和功率型储能器，能量型储能器能够提供持续的电流输入或输出，功率型储能器能够提供瞬时的大功率需求，同时使用能量型储能器和功率型储能器，两者可以互补使用，进而能够在一定程度上提升储能单元的稳定性，进而一定程度上提升了微电网系统的稳定性，同时互补使用也能一定程度上延长其各自的使用寿命。

结合本发明实施例第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述AC/DC整流器包括三相全桥不可控AC/DC整流器，所述三相全桥不可控AC/DC整流器用于将所述波能发电机输出的三相交变电流进行不可控整流后输出脉动直流电。

结合本发明实施例第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述DC/DC变流器包括第一子变流器、第二子变流器和第三子变流器，所述第一子变流器位于所述三相AC/DC整流器后端，用于将脉动直流电升压或降压；

所述第二子变流器位于所述储能单元之后，用于若所述母线电压高于预设值，所述第二子变流器工作于Buck模式，储能单元充电吸收功率，若所述母线电压低于预设值，所述第二子变流器工作于Boost模式，储能单元放电释放功率；

所述第三子变流器位于所述负载单元与所述母线之间，用于调节所述负载单元前端的电压，以接入各类对电压值要求不同的所述负载单元。

通过设置DC/DC变流器对储能单元的充放电进行管理，通过对母线电压的检测来改变工作模式来实现对充放电进行管理，在一定程度上提升了电网系统的智能化，在负载单元和母线之间设置DC/DC变流器调节负载单元的前端电压，使得系统能够搭载多个负载单元，一定程度上提升了系统的使用范围，进而在一定程度上提升了系统的实用性。

结合本发明实施例第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述电压电流采集调理电路用于采集所述DC/DC变流器输出端电压、所述DC/DC变流器中的电感的电流以及所述母线中的电压和电流，并将采集得到的信号发送到控制单元的外部硬件接口。

结合本发明实施例第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述开关驱动电路用于接收所述嵌入式控制器生成的PWM控制信号，并将所述控制信号转换为所述开关驱动电路的工作电压。

本发明实施例的二方面提供了一种波能集群发电直流微电网实验平台，所述平台包括第一方面和第一方面的任一种可能的实现方式所提供的微电网系统，所述平台用于研究直驱波能发电机MPPT控制、母线电压控制策略、负载功率分配的协调控制、微电网系统能量管理策略研究、波能发电的功率波动平抑研究、分布式储能的荷电状态均衡控制、直流微电网群协调控制及优化研究或区域波能集群发电与同步供电研究。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

可以看出，通过本发明实施例，通过本发明提供的波能集群发电直流微电网系统，在该直流微电网系统中具有多个微电网节点系统，多个微电网节点系统能够相对于目前国内外对波能发电研究基于对单台发电机本体与其电能输出的研究引入了多微电网节点系统，能够在一定程度上促进了波能集群发电。同时，微电网子节点系统通过微电网系统中的通讯单元可以相互获取每个微电网子节点系统的状态信息，并由该状态信息差额分配微电网系统节点内各子系统的输出功率，并保证子系统输出功率总和匹配系统中负载单元的功率，通过上述方式，微电网系统实现了分布式控制方法，由于采用分布式控制方法来控制多个微电网子节点系统的协调运行，在某个微电网子节点系统出现故障时不能正常工作时，可以保证整体微电网系统的平稳运行以及功率的合理分配，从而在一定程度上提升了微电网系统的稳定性，对波能集群发电的控制方法进行了研究，也能够在一定程度上促进波能集群发电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供了一种波能集群发电直流微电网系统的一种可能的拓扑结构的示意图；

图2为本发明实施例提供了图1中微电网子节点系统一种可能的结构示意图；

图3为本发明实施例提供了一种波能集群发电直流微电网系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本发明所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了更好的理解本发明的技术方案，下面先对本发明实施例提供的一种波能集群发电直流微电网系统进行简要介绍。请参阅图1，图1为本发明实施例提供了一种波能集群发电直流微电网系统的一种可能的拓扑结构的示意图。如图1所示，微电网系统包括：第一微电网节点系统、第二微电网节点系统、母线、第一负载单元、第二负载单元和第三负载单元。第一微电网节点系统包括第一微电网子节点系统和第二微电网子节点系统，第一微电网子节点系统和第二微电网子节点系统可以通过通讯单元获取对方的状态信息，即第一微电网子节点系统从通讯单元获取第二微电网子节点系统的状态信息，第二微电网子节点系统从通讯单元获取第一微电网子节点系统的状态信息，以第一微电网子节点系统为例，第一微电网子节点系统通过通讯单元获取到第二微电网子节点系统的状态信息后，在根据自身的状态信息差额的调节微电网系统中各子系统的输出功率，并保证子系统输出功率总和匹配负载单元的功率，因此在某个微电网子节点系统出现故障时不能正常工作时，可以保证整体微电网系统的平稳运行以及功率的合理分配，从而在一定程度上提升了微电网系统的稳定性，对波能集群发电的控制方法进行了研究，也能够在一定程度上促进波能集群发电。当然，微电网节点系统不仅仅包括两个微电网子节点系统，其可以具有多个微电网子节点系统，此处仅仅为举例说明。

可选的，一种波能集群发电直流微电网系统，该系统包括：负载单元、母线和至少一个微电网节点系统，所述微电网节点系统包括第一微电网子节点系统、通讯单元和第二微电网子节点系统，所述负载单元和所述微电网节点系统连接于所述母线；

所述第一微电网子节点系统从所述通讯单元获取所述第二微电网子节点系统的状态信息，所述第二微电网子节点系统从所述通讯单元获取所述第一微电网子节点系统的状态信息；

所述第一微电网子节点系统和所述第二微电网子节点系统根据所述状态信息，差额分配第一微电网子节点系统的输出功率和所述第二微电网子节点系统的输出功率，且所述第一微电网子节点系统的输出功率和所述第二微电网子节点系统的输出功率之和与所述负载单元的功率匹配。

通过本发明提供的波能集群发电直流微电网系统，在该直流微电网系统中具有多个微电网节点系统，多个微电网节点系统能够相对于目前国内外对波能发电研究基于对单台发电机本体与其电能输出的研究引入了多微电网节点系统，能够在一定程度上促进了波能集群发电。同时，微电网子节点系统通过微电网系统中的通讯单元可以相互获取每个微电网子节点系统的状态信息，并由该状态信息差额分配系统中负载单元的功率，通过上述方式，微电网系统实现了分布式控制方法，由于采用分布式控制方法来控制多个微电网子节点系统的协调运行，在某个微电网子节点系统出现故障时不能正常工作时，可以保证整体微电网系统的平稳运行以及功率的合理分配，从而在一定程度上提升了微电网系统的稳定性，对波能集群发电的控制方法进行了研究，也能够在一定程度上促进波能集群发电。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供了图1中微电网子节点系统一种可能的结构示意图。如图2所示，该系统包括：波能发电机207、控制单元201、储能单元206、AC/DC整流器205、DC/DC变流器204、电压电流采集调理电路202和开关驱动电路203，控制单元201用于通过接收电压电流采集调理电路202反馈的DC/DC变流器204信息并控制所述开关驱动电路203，DC/DC变流器204与电压电流采集调理电路202相连接，DC/DC变流器204与开关驱动电路203相连接，DC/DC变流器204与储能单元206相连接，开关驱动电路203与控制单元201相连接，电压电流采集调理电路202与控制单元201相连接，波能发电机207通过AC/DC整流器205与DC/DC变流器204相连接。

上述微电网子节点系统通过控制单元对电压电流采集调理电路和开关驱动电路的调节，进而对系统的发电功率、储能功率和负载功率三者之间进行平衡，使得系统能够正常的运行，同时，控制单元对系统整体的控制也能在一定程度上延长储能系统的使用寿命和系统的电能质量。

可选的，波能发电机例如可以是波能发电机包括直驱式波能发电机，直驱式波能发电机可以通过海浪上下的往复运动直接驱动浮子和动子运行，可将波能可以直接转换为电能，从而可以产生频率和幅值均随动子速度变化的三相交变电流。

可选的，控制单元包括半实物仿真平台和嵌入式控制器，半实物仿真平台用于将产生的控制信号通过外部硬件接口输出到所述嵌入式控制器，所述嵌入式控制器用于输出占空比可变的高频PWM控制信号。

可选的，半实物仿真平台例如可以是RT-LAB，嵌入式控制器例如可以是DSP28069。

可选的，储能单元例如可以是能量型储能器和功率型储能器，能量储能器例如可以是锂电池等，功率型储能器例如可以是超级电容等，能量型储能器能够提供持续的电流输入或输出，功率型储能器能够提供瞬时的大功率需求，同时使用能量型储能器和功率型储能器，两者可以互补使用，能够在一定程度上提升储能单元的稳定性，进而一定程度上提升了微电网系统的稳定性，同时互补使用也能一定程度上延长其各自的使用寿命。

可选的，AC/DC整流器包括三相全桥不可控AC/DC整流器，三相全桥不可控AC/DC整流器用于将所能发电机输出的三相交变电流进行不可控整流，然后输出脉动直流电。

可选的，DC/DC变流器包括第一子变流器、第二子变流器和第三子变流器，所述第一子变流器位于所述三相AC/DC整流器后端，用于将脉动直流电升压或降压；

第二子变流器位于储能单元之后，用于若所述母线电压高于预设值，第二子变流器工作于Buck模式，储能单元充电吸收功率，若母线电压低于预设值，第二子变流器工作于Boost模式，储能单元放电释放功率，通过设置DC/DC变流器对储能单元的充放电进行管理，通过对母线电压的检测来改变工作模式来实现对充放电进行管理，在一定程度上提升了电网系统的智能化；

第三子变流器位于负载单元与所述母线之间，用于负载单元前端的电压，以接入各类对电压值要求不同的所述负载单元，在负载单元和母线之间设置DC/DC变流器调节负载单元的前端电压，使得系统能够搭载多个负载单元，一定程度上提升了系统的使用范围，进而在一定程度上提升了系统的实用性。

可选的，电压电流采集调理电路用于采集DC/DC变流器输出端电压、DC/DC变流器中的电感的电流以及母线中的电压和电流，并将所述采集得到的信号发送到所述控制单元的外部硬件接口。可选的，开关驱动电路用于接收所述嵌入式控制器生成的PWM控制信号，将所述控制信号转换为所述开关驱动电路的工作电压，并控制DC/DC变流器的开断。

可选的，请参阅图3，图3为本发明实施例提供了一种波能集群发电直流微电网系统。如图3所示，该系统包括：第一微电网节点系统301、第二微电网节点系统302、母线316、第一直流负载317、第二直流负载318、第三直流负载322、第四直流负载324、第一交流负载321、第二交流负载326、第四DC/DC变流器319、第五DC/DC变流器323、第一DC/AC逆变器320和第二DC/AC逆变器325。

第一微电网节点系统301、第二微电网节点系统302、第一直流负载317、第三直流负载322、第四DC/DC变流器319、第五DC/DC变流器323、第一DC/AC逆变器320和第二DC/AC逆变器325连接到母线316，第二直流负载318与第四DC/DC变流器319相连接，第四直流负载324与第五DC/DC变流器323相连接，第一交流负载321与第一DC/AC逆变器320相连接，第二交流负载326与第二DC/AC逆变器325相连接，其中DC/AC逆变器用于将母线电压转变成交流电，从而接入交流负载或并入交流电网，其中，母线316可以由多条子母线构成，例如，第一微电网节点系统与一条子母线相连接，第二微电网节点系统与另外一条子母线相连接，且相邻两条子母线相互之间相连接，每条子母线上的电压可以是相同的，也可以是不同的。

第一微电网节点系统301包括：控制单元306、直驱波能发电机310、锂电池313、超级电容309、AC/DC整流器311、第一DC/DC变流器312、第二DC/DC变流器314、第三DC/DC变流器315、电压电流采集调理电308和开关驱动电路307。

控制单元306与电压电流采集调理电308和开关驱动电路307相连接，电压电流采集调理电308与第一DC/DC变流器312、第二DC/DC变流器314、第三DC/DC变流器315和母线316相连接，开关驱动电路307与第一DC/DC变流器312、第二DC/DC变流器314和第三DC/DC变流器315相连接，第一DC/DC变流器312和第三DC/DC变流器315相连接，锂电池313与第二DC/DC变流器314相连接，超级电309与第三DC/DC变流器315相连接，其中，电压电流采集调理电308电路与母线316相连接，即为可以对母线316的电压电流进行检测。

微电网节点系统，在嵌入式控制器的底层控制器实现，通过调节发电机功率(PG)、储能功率(PE)和负载功率(PL)之间的平稳来保持系统的稳定运行，即PG+PE＝PL，PE为正表示储能释放功率，PE为负表示吸收功率。当的直驱波能发电机功率较多时，完全能够满足负载的功率，第一DC/DC变流器工作在Buck模式，吸收冗余的功率，以维持母线电压稳定；直驱波能发电机功率较少时，不能够满足负载的功率，第一DC/DC变流器工作在Boost模式，补充差额的功率，维持母线电压稳定；当直驱波能发电机功率波动在负载允许的功率范围内，防止由测量误差引起的频繁切换以及减少开关工作造成的损耗，第一DC/DC变流器处于关断模式。微电网节点系统内的控制单元还能够根据蓄电池和超级电容的容量、端电压和电荷量等状态对锂电池和超级电容进行充放电管理，包括恒定功率、恒定电压和恒定电流充放电控制等等，从而可以延长储能系统的使用寿命，也能一定程度上保证系统的电能质量。

波能集群发电直流微电网系统，由多个微电网节点系统以及母线和负载组成，在半实物仿真平台(例如OP5600)的上层控制器实现，在一定区域内的多个邻近微电网节点系统利用通讯单元不断交互节点内的状态信息，状态信息例如可以是锂电池或超级电容中的荷电状态，直驱波能发电功率等。从而使得每个微电网节点系统可以根据自身的储能情况，差额承担负载功率。即区域波能充足，使得发电量高储能多的微电网节点系统承担较多的负载功率；区域波能较少，发电量不足的微电网节点系统承担较少的负载功率，最终使得各节点之间协调供电，并提供负载一个高质量的电能。同时，由于采用分布式控制方法来控制多个节点协调运行，某个节点出现故障时，系统仍能够保证整体微电网系统的平稳运行以及功率的合理分配，进而该系统能够一定程度上实现自我控制、保护和管理的自治系统。

一种波能集群发电直流微电网实验平台，该平台包括上述任一种波能集群发电直流微电网系统，该可以平台用于研究直驱波能发电机MPPT控制、母线电压控制策略、负载功率分配的协调控制、微电网系统能量管理策略研究、波能发电的功率波动平抑研究、分布式储能的荷电状态均衡控制、直流微电网群协调控制及优化研究或区域波能集群发电与同步供电研究，该实验平台通过提供上述功能，能够在一定程度上促进波能集群发电的研究和验证，进而一定程度上促进了波能集群发电。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为系统的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

所述集成的单元如果以软件程序模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该系统中的分布式控制的计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器、随机存取器、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种波能集群发电直流微电网系统，其特征在于，所述系统包括负载单元、母线和至少一个微电网节点系统，所述微电网节点系统包括第一微电网子节点系统、通讯单元和第二微电网子节点系统，所述负载单元和所述微电网节点系统连接于所述母线；

所述第一微电网子节点系统从所述通讯单元获取所述第二微电网子节点系统的状态信息，所述第二微电网子节点系统从所述通讯单元获取所述第一微电网子节点系统的状态信息；

所述第一微电网子节点系统和所述第二微电网子节点系统根据所述状态信息，差额分配第一微电网子节点系统的输出功率和所述第二微电网子节点系统的输出功率，且所述第一微电网子节点系统的输出功率和所述第二微电网子节点系统的输出功率之和与所述负载单元的功率匹配。

2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述第一微电网子节点系统包括：波能发电机、控制单元、储能单元、AC/DC整流器、DC/DC变流器、电压电流采集调理电路和开关驱动电路，所述控制单元用于通过接收所述电压电流采集调理电路反馈的DC/DC变流器信息并控制所述开关驱动电路，所述DC/DC变流器与所述电压电流采集调理电路相连接，所述DC/DC变流器与所述开关驱动电路相连接，所述DC/DC变流器与所述储能单元相连接，所述开关驱动电路与所述控制单元相连接，所述电压电流采集调理电路与所述控制单元相连接，所述波能发电机通过AC/DC整流器与所述DC/DC变流器相连接。

3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述波能发电机包括直驱式波能发电机，所述直驱式波能发电机用于通过海浪上下的往复运动直接驱动浮子和动子运行，产生频率和幅值均随动子速度变化的三相交变电流。

4.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述控制单元包括半实物仿真平台和嵌入式控制器，所述半实物仿真平台用于将产生的控制信号通过外部硬件接口输出到所述嵌入式控制器，所述嵌入式控制器用于输出占空比可变的高频PWM控制信号。

5.根据权利要求2或3所述系统，其特征在于，所述储能单元包括能量型储能器和功率型储能器，所述功率型储能器用于提供瞬时的大功率需求，所述能量型储能器用于提供持续的电流输入或输出。

6.根据权利要求5所述系统，其特征在于，所述AC/DC整流器包括三相全桥不可控AC/DC整流器，所述三相全桥不可控AC/DC整流器用于将所述波能发电机输出的三相交变电流进行不可控整流后输出脉动直流电。

7.根据权利要求6所述系统，其特征在于，所述DC/DC变流器包括第一子变流器、第二子变流器和第三子变流器，所述第一子变流器位于所述三相AC/DC整流器后端，用于将脉动直流电升压或降压；

所述第二子变流器位于所述储能单元之后，用于若所述母线电压高于预设值，所述第二子变流器工作于Buck模式，储能单元充电吸收功率，若所述母线电压低于预设值，所述第二子变流器工作于Boost模式，储能单元放电释放功率；

所述第三子变流器位于所述负载单元与所述母线之间，用于调节所述负载单元前端的电压，以接入各类对电压值要求不同的所述负载单元。

8.根据权利要求4所述系统，其特征在于，所述电压电流采集调理电路用于采集所述DC/DC变流器输出端电压、所述DC/DC变流器中的电感的电流以及所述母线中的电压和电流，并将所述采集得到的信号发送到所述控制单元的外部硬件接口。

9.根据权利要求4所述系统，其特征在于，所述开关驱动电路用于接收所述嵌入式控制器生成的PWM控制信号，并将所述控制信号转换为所述开关驱动电路的工作电压。

10.一种波能集群发电直流微电网实验平台，其特征在于，所述平台包括权利要求1-9任一项所述系统，所述平台用于研究直驱波能发电机MPPT控制、母线电压控制策略、负载功率分配的协调控制、微电网系统能量管理策略研究、波能发电的功率波动平抑研究、分布式储能的荷电状态均衡控制、直流微电网群协调控制及优化研究或区域波能集群发电与同步供电研究。