CN114123350A - 一种波浪能发电的快速限功率控制系统和方法 - Google Patents
一种波浪能发电的快速限功率控制系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114123350A CN114123350A CN202111395391.8A CN202111395391A CN114123350A CN 114123350 A CN114123350 A CN 114123350A CN 202111395391 A CN202111395391 A CN 202111395391A CN 114123350 A CN114123350 A CN 114123350A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- inverter
- voltage
- power generation
- rotating speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 97
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- 108010001267 Protein Subunits Proteins 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
- H02J3/466—Scheduling the operation of the generators, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a given demand
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/66—Regulating electric power
- G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/007—Control circuits for doubly fed generators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
本申请实施例公开了一种波浪能发电的快速限功率控制系统和方法，所述系统包括：背靠背逆变器、转速电压电流传感器和中央控制单元；背靠背逆变器用于将波浪能发电装置产生的电能转换成稳定可靠的三相电，包括：AC/DC变换器、DC/AC逆变器和稳压电容；转速电压电流传感器用于获取波浪能发电装置的转速，逆变器中的关键电压、电流信号，并为中央控制单元提供数据；中央控制单元根据转速、电压、电流传感器获得的转速、电压、电流信号，对逆变器进行快速限功率控制。本申请实施例可实现限功率的快速控制，兼顾稳定性和经济效益，为波浪能发电系统提供了新的限功率控制方案。
Description
技术领域
本申请实施例涉及波浪能发电技术领域，具体涉及一种波浪能发电的快速限功率控制系统和方法。
背景技术
能源是国民经济发展和人民生活水平提高的重要物质基础，世界范围内的能源短缺和环境污染已成为制约人类社会可持续发展的两大重要因素，大力发展新的可替代能源已成为当务之急；研究及实验结果表明，海洋里的波浪能，是一种具有一定周期性、可预测性的能源，利用其周期性及可预测性，波浪能发电具有充分的清洁性、绝对的安全性、资源的相对广泛性和充足性、长寿性和免维护性等其它常规能源所不具备的优点，显示出无比广阔的发展空间和应用前景。
波浪能发电的输出特性为典型的非线性特征，与波浪能涨落、周期等有关；为了在动态环境条件下获得更多的电能，一般采用最大功率点跟踪控制技术(Maximum PowerPoint Tracking，MPPT)，完成波浪能最大发电效能控制。然而为了满足各个地区对新能源发电的要求，尤其在电网调度、功率因数限制、功率限制、电压超限等诸多过程及要求下，波浪能发电系统并非始终工作在最大功率点。从表面上看，这些限制因素影响了投资收益，事实上，却是为了保证电网稳定、或满足负载需求、甚至是偶尔需要通过限功率保证系统正常工作的必要手段。
目前，该技术领域尚缺乏一种兼顾控制速度和动态响应的快速限功率控制方法。
发明内容
为此，本申请实施例提供一种波浪能发电的快速限功率控制系统和方法，通过快速限功率控制，进行限功率控制，具有良好的动态响应特性。
为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种波浪能发电的快速限功率控制系统，所述系统包括：背靠背逆变器、转速电压电流传感器和中央控制单元；其中，
所述背靠背逆变器用于将波浪能发电装置所产生的电能转换成三相电，包括：AC/DC变换器、DC/AC逆变器和稳压电容；
所述转速电压电流传感器用于为中央控制单元提供所述背靠背逆变器中的电压、电流信号和波浪能发电装置的转速信号；
所述中央控制单元的输入端与所述转速电压电流传感器的输出端连接，所述中央控制单元的输出端接入背靠背逆变器的驱动电路；所述中央控制单元根据所述转速电压电流传感器反馈的转速、电压、电流信号，在限功率工况下，通过功率环对所述背靠背逆变器进行快速限功率控制。
可选地，所述AC/DC变换器、所述稳压电容、所述DC/AC逆变器依次并联，所述AC/DC变换器输入端并联于所述波浪能发电装置的输出端，所述DC/AC逆变器输出三相电，用于并网或为负荷供电。
可选地，所述中央控制单元控制所述AC/DC变换器进行波浪能发电装置的转速控制及输出电压等级的转换，在正常工况下，AC/DC变换器满足最大功率点跟踪MPPT控制。
可选地，所述AC/DC变换器采用桥式逆变器电路、两电平拓扑、T型三电平拓扑或I型三电平拓扑。
可选地，所述中央控制单元控制所述DC/AC逆变器将波浪能发电装置产生的交流功率转换为直流功率，所述DC/AC逆变器满足直流母线电压Vbus电压环和逆变输出电流Ig电流环控制。
可选地，所述中央控制单元，包括：信号接收子单元、控制决策子单元、决策输出子单元；
所述信号接收子单元接收所述转速电压电流传感器传送过来的模拟信号，并进行模数转换；所述控制决策子单元对信号接收子单元得到的数字信号进行处理，得到所述背靠背逆变器的决策信号；所述决策输出子单元用于向所述背靠背逆变器输出控制决策子单元的决策信号。
可选地，在限功率工况下，所述中央控制单元通过功率环对所述背靠背逆变器进行快速限功率控制，包括以下步骤：
通过MPPT算法计算得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref1；
通过功率环，获得限功率控制下的转速参考值ωS_ref2；
比较MPPT算法计算得到转速参考值ωS_ref1和限功率控制下的转速参考值ωS_ref2，通过转速选择环节，得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref＝min{ωS_ref1,ωS_ref2}；
波浪能发电装置转速参考值ωS_ref和实际转速ωS经转速控制环节得到控制信号，实现波浪能发电装置的转速控制，同时经AC/DC电路输出直流母线电压Vbus。
可选地，所述通过功率环，获得限功率控制下的转速参考值ωS_ref2，具体包括以下步骤：
根据逆变输出电压Vg、输出电流Ig，经有功计算环节得到功率P；
比较功率P和限功率Pref，取较小值，经有功控制环节得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref2。
根据本申请实施例的第二方面，提供了一种波浪能发电的快速限功率控制方法，用于控制一系统，该系统包括：背靠背逆变器、转速电压电流传感器和中央控制单元，背靠背逆变器包括：AC/DC变换器、DC/AC逆变器和稳压电容，在限功率工况下，通过功率环对背靠背逆变器进行快速限功率控制。
可选地，所述在限功率工况下，通过功率环对背靠背逆变器进行快速限功率控制，包括以下步骤：通过MPPT算法计算得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref1；
通过功率环，获得限功率控制下的转速参考值ωS_ref2；
比较MPPT算法计算得到转速参考值ωS_ref1和限功率控制下的转速参考值ωS_ref2，通过转速选择环节，得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref＝min{ωS_ref1,ωS_ref2}；
波浪能发电装置转速参考值ωS_ref和实际转速ωS经转速控制环节得到控制信号，实现波浪能发电装置的转速控制，同时经AC/DC电路输出直流母线电压Vbus。
可选地，所述通过功率环，获得限功率控制下的转速参考值ωS_ref2，具体包括以下步骤：
根据逆变输出电压Vg、输出电流Ig，经有功计算环节得到功率P；
比较功率P和限功率Pref，取较小值，经有功控制环节得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref2。
可选地，所述中央控制单元控制所述AC/DC变换器进行波浪能发电装置的转速控制及输出电压等级的转换，在正常工况下，AC/DC变换器满足MPPT控制。
可选地，所述中央控制单元控制所述DC/AC逆变器将波浪能发电装置产生的交流功率转换为直流功率，所述DC/AC逆变器满足直流母线电压Vbus电压环和逆变输出电流Ig电流环控制。
可选地，所述直流母线电压Vbus电压环和逆变输出电流Ig电流环控制实现步骤包括：
根据直流母线电压参考值Vbus_ref和直流母线电压实际值Vbus经电压控制环节得到逆变输出电流参考值Iref；
根据逆变输出电流参考值和逆变输出电流实际值经电流控制环节得到DC/AC电路驱动信号；
驱动信号控制DC/AC逆变器的逆变输出电流Ig。
根据本申请实施例的第三方面，提供了一种设备，所述设备包括：数据采集装置、处理器和存储器；所述数据采集装置用于采集数据；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于执行一个或多个程序指令，用以执行第二方面任一项所述的方法。
根据本申请实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于执行如第二方面任一项所述的方法。
综上所述，本申请实施例提供了一种波浪能发电的快速限功率控制系统和方法，具有如下有益效果：
(1)采用波浪能功率环进行限功率控制，具有良好的动态响应特性；在需要限功率的工况下，实现限功率控制，在正常工况下，实现最大功率点跟踪(MPPT)控制；该系统兼顾稳定性和经济效益；
(2)AC/DC电路、DC/AC电路分别进行转速控制及电压电流双闭环控制，具有良好的动态、稳态电压电流特性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本申请实施例提供的一种波浪能发电的快速限功率控制系统示意图；
图2为本申请另一实施例提供的一种波浪能发电的快速限功率控制系统示意图；
图3为本申请实施例提供的转速电压电流传感器结构示意图；
图4为本申请实施例提供的中央控制单元结构示意图；
图5为本申请实施例提供的AC/DC及波浪能发电装置的转速闭环组成示意图；
图6为本申请实施例提供的波浪能发电装置功率环组成示意图；
图7为本申请实施例提供的DC/AC逆变器的电压电流双闭环组成示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
图1示出了本申请实施例提供的一种波浪能发电的快速限功率控制系统，所述系统包括：背靠背逆变器、转速电压电流传感器和中央控制单元；
所述背靠背逆变器用于将波浪能发电装置所产生的电能转换成三相电，包括：AC/DC变换器、DC/AC逆变器和稳压电容；
所述转速电压电流传感器用于为中央控制单元提供所述背靠背逆变器中的电压、电流信号和波浪能发电装置的转速信号；
所述中央控制单元的输入端与所述转速电压电流传感器的输出端连接，所述中央控制单元的输出端接入背靠背逆变器的驱动电路；所述中央控制单元根据所述转速电压电流传感器反馈的转速、电压、电流信号，在限功率工况下，通过功率环对所述背靠背逆变器进行快速限功率控制。
在一种可能的实施方式中，所述AC/DC变换器、所述稳压电容、所述DC/AC逆变器依次并联，所述AC/DC变换器输入端并联于所述波浪能发电装置的输出端，所述DC/AC逆变器输出三相电，用于并网或为负荷供电。
在一种可能的实施方式中，所述中央控制单元控制所述AC/DC变换器进行波浪能发电装置的转速控制及输出电压等级的转换，在正常工况下，AC/DC变换器满足最大功率点跟踪MPPT控制。
在一种可能的实施方式中，所述AC/DC变换器采用桥式逆变器电路、两电平拓扑、T型三电平拓扑或I型三电平拓扑。
在一种可能的实施方式中，所述中央控制单元控制所述DC/AC逆变器将波浪能发电装置产生的交流功率转换为直流功率，所述DC/AC逆变器满足直流母线电压Vbus电压环和逆变输出电流Ig电流环控制。
在一种可能的实施方式中，所述中央控制单元，包括：信号接收子单元、控制决策子单元、决策输出子单元；
所述信号接收子单元接收所述转速电压电流传感器传送过来的模拟信号，并进行模数转换；所述控制决策子单元对信号接收子单元得到的数字信号进行处理，得到所述背靠背逆变器的决策信号；所述决策输出子单元用于向所述背靠背逆变器输出控制决策子单元的决策信号。
在一种可能的实施方式中，在限功率工况下，所述中央控制单元通过功率环对所述背靠背逆变器进行快速限功率控制，包括以下步骤：
通过MPPT算法计算得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref1；
通过功率环，获得限功率控制下的转速参考值ωS_ref2；
比较MPPT算法计算得到转速参考值ωS_ref1和限功率控制下的转速参考值ωS_ref2，通过转速选择环节，得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref＝min{ωS_ref1,ωS_ref2}；
波浪能发电装置转速参考值ωS_ref和实际转速ωS经转速控制环节得到控制信号，实现波浪能发电装置的转速控制，同时经AC/DC电路输出直流母线电压Vbus。
在一种可能的实施方式中，所述通过功率环，获得限功率控制下的转速参考值ωS_ref2，具体包括以下步骤：
根据逆变输出电压Vg、输出电流Ig，经有功计算环节得到功率P；
比较功率P和限功率Pref，取较小值，经有功控制环节得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref2。
图2为本申请实施例提供的快速限功率控制系统的结构框图；包括：背靠背逆变器1，转速电压电流传感器2，中央控制单元3；其中，所述背靠背逆变器1的输入端为波浪能发电装置的输出端，输出端为三相交流电流或并入电网，所述背靠背逆变器将波浪能发电装置产生的电能转换成稳定可靠的三相电，使波浪能发电装置满足供电、并网要求；
所述转速电压电流传感器2输入端为背靠背逆变器1电路中电压、电流探头，输出端为中央控制单元3，所述转速电压电流传感器负责为中央控制单元实时提供系统电路中的关键电压、电流信号和波浪能发电装置的转速信号；
所述中央控制单元3输入端接入转速电压电流传感器2的输出端，输出端接入背靠背逆变器1的驱动电路，所述中央控制单元根据转速电压电流传感器反馈的电压、电流信号，实现背靠背逆变器快速限功率控制逆变功能。
如图2所示，所述背靠背逆变器1，包括：AC/DC变换器11、DC/AC逆变器12、稳压电容13。其中，AC/DC变换器11、稳压电容13、DC/AC逆变器12依次并联，AC/DC变换器11输入端并联于波浪能发电装置的输出端，DC/AC逆变器12输出三相电，实现并网或为负荷供电。
所述中央控制单元3控制所述AC/DC变换器11进行波浪能发电装置的转速控制及输出电压等级的转换，在正常工况下，AC/DC变换器11满足最大功率点跟踪MPPT控制。可选地，所述AC/DC变换器11采用桥式逆变器电路、两电平拓扑、T型三电平拓扑或I型三电平拓扑。
所述中央控制单元3控制所述DC/AC逆变器12将波浪能发电装置产生的交流功率转换为直流功率，所述DC/AC逆变器12满足直流母线电压Vbus电压环和逆变输出电流Ig电流环双闭环控制。
图3为本申请实施例提供的转速电压电流传感器结构示意图；所述转速电压电流传感器2，包括：转速传感器21、电压探头22、电流探头23、信号等级变换电路24。其中，电压探头22和电流探头23对DC/DC变换器11输入端、DC/AC逆变器12输入端T1和输出端T2进行采样，获得波浪能发电装置的输出电压VS、输出电流IS，直流母线电压Vbus，逆变输出电压Vg、输出电流I等电气信号；信号等级变换电路23将初始采样获得的电气信号进行电压等级转换，转换后的电气信号更适用于中央控制单元3处理。
图4为本申请实施例提供的中央控制单元结构示意图；所述中央控制单元3，包括：信号接收子单元31、控制决策子单元32决策输出子单元33。其中，信号接收子单元31接收信号等级变换电路23传送过来的模拟信号，并进行模数转换；控制决策子单元32对信号接收子单元31得到的数字信号进行处理判断，得出背靠背逆变器1的控制决策，即功率开关器件的驱动信号；决策输出子单元33向背靠背逆变器1输出控制子单元32的决策信号。
图5为本申请实施例提供的AC/DC及波浪能发电装置的转速闭环组成示意图；在限功率工况下，所述中央控制单元通过功率环对所述背靠背逆变器进行快速限功率控制，具体包括以下步骤：
步骤1：MPPT算法获得波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref1；
步骤2：通过功率环，获得限功率控制下的转速参考值ωS_ref2；
步骤3：比较ωS_ref1及ωS_ref2，经转速选择环节，得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref＝min{ωS_ref1,ωS_ref2}；
步骤4：波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref和波浪能发电装置的实际转速ωS经转速控制得到AC/DC及波浪能发电装置的控制信号，并输出直流母线电压Vbus。
图6为本申请实施例提供的波浪能发电装置功率环组成示意图；所述通过功率环，获得限功率控制下的转速参考值ωS_ref2，具体实现步骤包括：
步骤21：采样逆变输出电压Vg、输出电流Ig；
步骤22：经有功计算环节得到功率P；
步骤23：比较功率P和限功率Pref，经有功控制环节得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref2。
图7为本申请实施例提供的DC/AC逆变器的电压电流双闭环组成示意图；所述逆变电路DC/AC逆变器的电压、电流双闭环控制实现步骤包括：
步骤31：直流母线电压参考值Vbus_ref和直流母线电压实际值Vbus经电压控制环节得到逆变输出电流参考值Iref；
步骤32：逆变输出电流参考值Iref和逆变输出电流实际值Ig经电流控制环节得到DC/AC电路驱动信号；
步骤33：驱动信号控制DC/AC逆变器的逆变输出电流Ig。
根据本申请实施例提供的具体实施例，采用波浪能功率环进行限功率控制，具有良好的动态响应特性；在需要限功率的工况下，实现限功率控制，在其它工况下，实现最大功率点跟踪(MPPT)控制；该系统兼顾稳定性和经济效益。AC/DC电路、DC/AC电路分别进行转速控制及电压电流双闭环控制，具有良好的动态、稳态电压电流特性。
综上所述，本申请实施例公开了一种波浪能发电的快速限功率控制系统，背靠背逆变器用于将波浪能发电装置产生的电能转换成稳定可靠的三相电，包括：AC/DC变换器、DC/AC逆变器和稳压电容；转速电压电流传感器用于获取波浪能发电装置的转速，逆变器中的关键电压、电流信号，并为中央控制单元提供数据；中央控制单元根据转速、电压、电流传感器获得的转速、电压、电流信号，对逆变器进行快速限功率控制。该系统可实现限功率的快速控制，同时可在限功率范围内实现波浪能发电的最大功率点追踪控制，兼顾稳定性和经济效益，为波浪能发电系统提供了新的限功率控制方案。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种波浪能发电的快速限功率控制方法，用于控制一系统，该系统包括：背靠背逆变器、转速电压电流传感器和中央控制单元，背靠背逆变器包括：AC/DC变换器、DC/AC逆变器和稳压电容，在限功率工况下，通过功率环对背靠背逆变器进行快速限功率控制。
本实施例的系统与上述各实施例的快速限功率控制系统结构相同，这里不再赘述。
在一种可能的实施方式中，所述在限功率工况下，通过功率环对背靠背逆变器进行快速限功率控制，包括以下步骤：
通过MPPT算法计算得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref1；
通过功率环，获得限功率控制下的转速参考值ωS_ref2；
比较MPPT算法计算得到转速参考值ωS_ref1和限功率控制下的转速参考值ωS_ref2，通过转速选择环节，得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref＝min{ωS_ref1,ωS_ref2}；
波浪能发电装置转速参考值ωS_ref和实际转速ωS经转速控制环节得到控制信号，实现波浪能发电装置的转速控制，同时经AC/DC电路输出直流母线电压Vbus。
在一种可能的实施方式中，所述通过功率环，获得限功率控制下的转速参考值ωS_ref2，具体包括以下步骤：
根据逆变输出电压Vg、输出电流Ig，经有功计算环节得到功率P；
比较功率P和限功率Pref，取较小值，经有功控制环节得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref2。
在一种可能的实施方式中，所述中央控制单元控制所述AC/DC变换器进行波浪能发电装置的转速控制及输出电压等级的转换，在正常工况下，AC/DC变换器满足最大功率点跟踪MPPT控制。
在一种可能的实施方式中，所述中央控制单元控制所述DC/AC逆变器将波浪能发电装置产生的交流功率转换为直流功率，所述DC/AC逆变器满足直流母线电压Vbus电压环和逆变输出电流Ig电流环控制。
在一种可能的实施方式中，所述直流母线电压Vbus电压环和逆变输出电流I电流环控制实现步骤包括：
根据直流母线电压参考值Vbus_ref和直流母线电压实际值Vbus经电压控制环节得到逆变输出电流参考值Iref；
根据逆变输出电流参考值Iref和逆变输出电流实际值Ig经电流控制环节得到DC/AC电路驱动信号；
驱动信号控制DC/AC逆变器的逆变输出电流Ig。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种设备，所述设备包括：数据采集装置、处理器和存储器；所述数据采集装置用于采集数据；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于执行一个或多个程序指令，用以执行所述的方法。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于执行所述的方法。
本说明书中上述方法的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
虽然本申请提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。
上述实施例阐明的单元、装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种波浪能发电的快速限功率控制系统，其特征在于，所述系统包括：背靠背逆变器、转速电压电流传感器和中央控制单元；其中，
所述背靠背逆变器用于将波浪能发电装置所产生的电能转换成三相电，包括：AC/DC变换器、DC/AC逆变器和稳压电容；
所述转速电压电流传感器用于为中央控制单元提供所述背靠背逆变器中的电压、电流信号和波浪能发电装置的转速信号；
所述中央控制单元的输入端与所述转速电压电流传感器的输出端连接，所述中央控制单元的输出端接入背靠背逆变器的驱动电路；所述中央控制单元根据所述转速电压电流传感器反馈的转速、电压、电流信号，在限功率工况下，通过功率环对所述背靠背逆变器进行快速限功率控制。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述AC/DC变换器、所述稳压电容、所述DC/AC逆变器依次并联，所述AC/DC变换器输入端并联于所述波浪能发电装置的输出端，所述DC/AC逆变器输出三相电，用于并网或为负荷供电。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中央控制单元控制所述AC/DC变换器进行波浪能发电装置的转速控制及输出电压等级的转换，在正常工况下，AC/DC变换器满足MPPT控制。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述AC/DC变换器采用桥式逆变器电路、两电平拓扑、T型三电平拓扑或I型三电平拓扑。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中央控制单元控制所述DC/AC逆变器将波浪能发电装置产生的交流功率转换为直流功率，所述DC/AC逆变器满足直流母线电压Vbus电压环和逆变输出电流Ig电流环控制。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中央控制单元，包括：信号接收子单元、控制决策子单元、决策输出子单元；
所述信号接收子单元接收所述转速电压电流传感器传送过来的模拟信号，并进行模数转换；所述控制决策子单元对信号接收子单元得到的数字信号进行处理，得到所述背靠背逆变器的决策信号；所述决策输出子单元用于向所述背靠背逆变器输出控制决策子单元的决策信号。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述在限功率工况下，所述中央控制单元通过功率环对所述背靠背逆变器进行快速限功率控制，包括以下步骤：
通过MPPT算法计算得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref1；
通过功率环，获得限功率控制下的转速参考值ωS_ref2；
比较MPPT算法计算得到转速参考值ωS_ref1和限功率控制下的转速参考值ωS_ref2，通过转速选择环节，得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref＝min{ωS_ref1,ωS_ref2}；
波浪能发电装置转速参考值ωS_ref和实际转速ωS经转速控制环节得到控制信号，实现波浪能发电装置的转速控制，同时经AC/DC电路输出直流母线电压Vbus。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述通过功率环，获得限功率控制下的转速参考值ωS_ref2，具体包括以下步骤：
根据逆变输出电压Vg、输出电流Ig，经有功计算环节得到功率P；
比较功率P和限功率Pref，取较小值，经有功控制环节得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref2。
9.一种波浪能发电的快速限功率控制方法，用于控制一系统，该系统包括：背靠背逆变器、转速电压电流传感器和中央控制单元，背靠背逆变器包括：AC/DC变换器、DC/AC逆变器和稳压电容，其特征在于，在限功率工况下，通过功率环对背靠背逆变器进行快速限功率控制。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在限功率工况下，通过功率环对背靠背逆变器进行快速限功率控制，包括以下步骤：
通过MPPT算法计算得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref1；
通过功率环，获得限功率控制下的转速参考值ωS_ref2；
比较MPPT算法计算得到转速参考值ωS_ref1和限功率控制下的转速参考值ωS_ref2，通过转速选择环节，得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref＝min{ωS_ref1,ωS_ref2}；
波浪能发电装置转速参考值ωS_ref和实际转速ωS经转速控制环节得到控制信号，实现波浪能发电装置的转速控制，同时经AC/DC电路输出直流母线电压Vbus。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述通过功率环，获得限功率控制下的转速参考值ωS_ref2，具体包括以下步骤：
根据逆变输出电压Vg、输出电流Ig，经有功计算环节得到功率P；
比较功率P和限功率Pref，取较小值，经有功控制环节得到波浪能发电装置的转速参考值ωS_ref2。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述中央控制单元控制所述AC/DC变换器进行波浪能发电装置的转速控制及输出电压等级的转换，在正常工况下，AC/DC变换器满足MPPT控制。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述中央控制单元控制所述DC/AC逆变器将波浪能发电装置产生的交流功率转换为直流功率，所述DC/AC逆变器满足直流母线电压Vbus电压环和逆变输出电流Ig电流环控制。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述直流母线电压Vbus电压环和逆变输出电流Ig电流环控制实现步骤包括：
根据直流母线电压参考值Vbus_ref和直流母线电压实际值Vbus经电压控制环节得到逆变输出电流参考值Iref；
根据逆变输出电流参考值和逆变输出电流实际值经电流控制环节得到DC/AC电路驱动信号；
驱动信号控制DC/AC逆变器的逆变输出电流Ig。
15.一种设备，其特征在于，所述设备包括：数据采集装置、处理器和存储器；
所述数据采集装置用于采集数据；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于执行一个或多个程序指令，用以执行如权利要求9至14任一项所述的方法。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于执行如权利要求9至14任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111395391.8A CN114123350A (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 一种波浪能发电的快速限功率控制系统和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111395391.8A CN114123350A (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 一种波浪能发电的快速限功率控制系统和方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114123350A true CN114123350A (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=80440006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111395391.8A Pending CN114123350A (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 一种波浪能发电的快速限功率控制系统和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114123350A (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113644695A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-11-12 | 艾伏新能源科技(上海)股份有限公司 | 一种针对光伏并网系统的快速限功率控制系统 |
-
2021
- 2021-11-23 CN CN202111395391.8A patent/CN114123350A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113644695A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-11-12 | 艾伏新能源科技(上海)股份有限公司 | 一种针对光伏并网系统的快速限功率控制系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Fast model predictive control for multilevel cascaded H-bridge STATCOM with polynomial computation time | |
| Zhong et al. | Control of power inverters in renewable energy and smart grid integration | |
| Hojabri et al. | An overview on current control techniques for grid connected renewable energy systems | |
| Han et al. | Stability analysis of digital-controlled single-phase inverter with synchronous reference frame voltage control | |
| Dumitru et al. | Modeling and simulation of renewable hybrid power system using matlab/simulink environment | |
| Gao et al. | Efficient power flow algorithm for AC/MTDC considering complementary constraints of VSC's reactive power and AC node voltage | |
| Plakhtii et al. | Improving the harmonic composition of output voltage in multilevel inverters under an optimum mode of amplitude modulation | |
| Swaminathan et al. | Investigations of microgrid stability and optimum power sharing using robust control of grid tie pv inverter | |
| CN114188913B (zh) | 直流融冰装置的控制方法、装置及控制器 | |
| Boopathi et al. | Control techniques for renewable energy integration with shunt active filter: a review | |
| Abdelsalam et al. | Wind energy conversion system based on open‐end winding three‐phase PMSG coupled with ac− dc buck‐boost converter | |
| Hassine et al. | Model based predictive control strategies for wind turbine system based on PMSG | |
| CN114123350A (zh) | 一种波浪能发电的快速限功率控制系统和方法 | |
| Wang et al. | Implementation of virtual synchronous generator with an Improved Hardware Structure in PV-based microgrids | |
| CN109962490B (zh) | 一种发电系统的功率调度控制方法 | |
| Sahoo et al. | Multi‐mode control and operation of a self‐sufficient multi‐microgrid system | |
| Lukačević et al. | Impact of optimal ESS allocation in IEEE 24-test bus system on total production cost | |
| Chowdhury et al. | Modified virtual oscillator based operation of grid forming converters with single voltage sensor | |
| Caballero Morilla et al. | Active and reactive power control strategy for grid-connected six-phase generator by using multi-modular matrix converters | |
| Efe et al. | A novel approach to power flow analysis for grid connected micro grid | |
| Niroomand et al. | High‐performance control system for grid‐tied ESSs | |
| Yang et al. | An Improved Constant Power Generation Algorithm for Photovoltaic Systems | |
| Boukadoum et al. | †Fuzzy Logic Control Based Matrix Converter for Improvement Output Current Waveforms based Wind Turbine System†| |
| Qu et al. | Design and simulation of three-level SVPWM based on FPGA | |
| Das et al. | Analysis and control of boost inverter for fuel cell applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |