CN115030858A - 基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，集中控制子系统经多个分布式海流能水轮机液压传控发电子系统与外接电网连接；集中控制子系统根据海流流速和流向参数，基于集群智能优化方法的集中控制策略将海流能水轮机的叶尖速比参数输出至多个分布式海流能水轮机液压传控发电子系统中，多个分布式海流能水轮机液压传控发电子系统通过海流能水轮机上游自由水流流速及海流能水轮机半径的倒数及其叶轮旋转速度进行比例积分PI控制实现最大功率点跟踪控制，利用液压二次换能实现变速恒频液压发电。本发明实现高效高质量利用海流能进行可再生能源发电。

Description

基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统
技术领域
本发明属于可再生能源发电技术领域，具体涉及一种基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统。
背景技术
随着世界能源需求量的不断上升，化石燃料作为主要能源满足主要需求，化石燃料使用量占一次能源结构的80％以上，但从长期来看化石燃料的存储确实是有限的，而且化石燃料燃烧产生的碳排放量正加速气候变暖等气候变化问题。为了解决未来可能面临的化石燃料枯竭问题，保障国家能源安全，发达国家正制订使用可再生新能源替代化石燃料的方案。
海洋蕴藏着巨大的能量，研究开采海洋可再生能源的新技术是非常值得的。海洋可再生能源MRE(Marine Renewable Energy)主要包括海流能、潮流能、潮汐能、波浪能、温差能、盐差能和生物能等。海洋能具有可再生性，取之不尽、用之不竭，环境友好，是一种优质能源。海洋能利用的方式主要是发电。我国海洋资源蕴藏量丰富，具有很好的开发前景。面临的技术挑战之一就是如何可持续性地、可靠地、高效地利用海洋能。
海流能作为海洋能中蕴藏量最大分布最广泛而受到更多关注。其特点是稳定但变化有规律，具有可持续性、稳定性、可预测性、储量丰富、能源密度高等有点。
沿海地区用电规模庞大，对电力需求旺盛，电力供需比较紧张，甚至出现限电时长进一步扩大的现象。另外，随着国家对海洋探测的“多元化、立体化、实时化”的发展趋势，区域海洋观测系统被广泛应用并得到不断完善。由于岛屿离大陆偏远，物资短缺，无法进行电力供应，目前只能依靠柴油发电机为主供电，其他风电、光伏、波浪发电作为辅助。岛上装置异常耗电，现有的发电模式远远不能满足用电需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，通过对分布式海流能水轮机进行集群智能优化方法控制，最大功率跟踪控制，液压驱动变速恒频高质量发电，解决供电需求。
本发明采用以下技术方案：
基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，包括基于海流流速流向参数集群智能优化方法的集中控制子系统，集中控制子系统经多个分布式海流能水轮机液压传控发电子系统与外接电网连接；集中控制子系统根据海流流速和流向参数，基于集群智能优化方法的集中控制策略将海流能水轮机的叶尖速比参数输出至多个分布式海流能水轮机液压传控发电子系统中，多个分布式海流能水轮机液压传控发电子系统通过海流能水轮机上游自由水流流速及海流能水轮机半径的倒数及其叶轮旋转速度进行比例积分PI控制实现最大功率点跟踪控制，利用液压二次换能实现变速恒频液压发电。
具体的，集中控制子系统包括触发器，触发器根据海流流速流向参数，通过集群智能优化方法输出海流能水轮机叶尖速比参数，叶尖速比参数经信号调度模块输出为优化后叶尖速比参数。
具体的，基于海流流速流向参数集群智能优化方法具体为：
生成一个侦察蜂的初始种群并初始化；记录海流能水轮机的最佳解决方案位置；在最佳解决方案的邻近区域内搜索新的解决方案；根据概率值评估选择一个搜索位置，在新的解决方案和最佳解决方案之间应用贪婪选择过程，并记住最终的最佳解决方案；循环以上步骤，直到满足收敛标准或达到最大迭代次数后，从局部最优解中得到全局最优解，获得最佳解决方案。
进一步的，基于海流流速流向参数集群智能优化方法采用人工蜂群算法。
具体的，分布式海流能水轮机液压传控发电子系统包括最大功率跟踪控制模块，最大功率跟踪控制模块经电源转换控制模块与电源接口模块的控制端连接，电源接口模块的输入端经永磁同步发电机和液压二次换能系统与海流能水轮机连接，电源接口模块的输出端经变压转换装置与外接电网连接；最大功率跟踪控制模块根据海流能水轮机的叶尖速比参数输出信号至电源转换控制模块，电源转换控制模块通过脉冲信号输出值控制电源接口模块实现对海流能水轮机转速控制。
进一步的，每个海流能水轮机与对应的液压二次换能系统同轴驱动连接。
进一步的，每个液压二次换能系统与对应的永磁同步发电机同轴驱动连接。
进一步的，液压驱动控制模块采用定量液压泵，采用柔性介质进行能量传递。
进一步的，永磁同步发电机包括定子三相对称交流绕组和转子无励磁绕组，转子无励磁绕组采用永磁材料，在原动机拖动下建立主磁场，主磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组，感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势，用于提供交流电源。
进一步的，电源接口模块为全功率变频器。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，设置了集中控制子系统和多个分布式海流能水轮机液压传控发电子系统，集中控制子系统根据海流流速和流向参数，基于集群智能优化方法的集中控制策略获得最优海流能水轮机的叶尖速比参数，多个分布式海流能水轮机液压传控发电子系统通过海流能水轮机上游自由水流流速及海流能水轮机半径的倒数及其叶轮旋转速度进行比例积分PI控制实现最大功率点跟踪控制，利用液压二次换能实现变速恒频液压发电。
进一步的，集中控制子系统触发器根据海流流速流向参数，通过集群智能优化方法输出海流能水轮机叶尖速比参数，叶尖速比参数经信号调度模块输出为优化后叶尖速比参数，这样可以实现海流能数据的实施采集为后续集群智能优化控制策略提供数据。
进一步的，海流流速流向参数集群智能优化可以实现以减小尾流损失为目标的分布式海流能轮水机全局优化。
进一步的，基于海流流速流向参数集群智能优化方法采用人工蜂群算法可以实现基于群智能的全局优化，本发明采用人工蜂群算法主要实现在考虑优化全局发电总量的分布式海流能水轮机布局优化。
进一步的，最大功率跟踪控制模块经电源转换控制模块与电源接口模块的控制端连接，电源接口模块的输入端经永磁同步发电机和液压二次换能系统与海流能水轮机连接，电源接口模块的输出端经变压转换装置与外接电网连接；最大功率跟踪控制模块根据海流能水轮机的叶尖速比参数输出信号至电源转换控制模块，电源转换控制模块通过脉冲信号输出值控制电源接口模块实现对海流能水轮机转速控制设置的目的是为了实现海流能水轮机最大功率跟踪控制，进而实现发电机组最大总发电量。
进一步的，每个海流能水轮机与对应的液压二次换能系统同轴驱动连接设置的目的是为了实现水轮机转动转矩的最大能量转化，同轴驱动连接减少机械效率损失。
进一步的，每个液压二次换能系统与对应的永磁同步发电机同轴驱动连接设置的目是为了减小每个液压二次换能系统与对应的永磁同步发电机之间转矩传输效率损失。
进一步的，液压驱动控制模块采用定量液压泵好处是结构紧凑，性能可靠且成本低，采用柔性介质进行能量传递设置的好处是能够实现能量柔性传输，避免非定常海流流动造成的压力脉动而影响发电质量。
进一步的，永磁同步发电机依靠定子三相对称交流绕组中通以交流电流来建立旋转磁场，定子绕组可以保证，当其通以三相交流电流时，其所建立的旋转磁场接近正弦波形以及由该旋转磁场在绕组本身中所感应的电动势是对称的。转子无励磁绕组没有铜损和铁损，无需直流励磁电源、集电环和电刷装置，结构简单,且运行可靠，功率密度和效率高。
进一步的，电源接口模块为全功率变频器，为整体系统提供恒定电压和频率恒定的发电性能，传动系统效率高，系统局部负荷率显著改善，通过对全功率变频器进行控制，可以实现对发电机转速和转矩的精确调节。
综上所述，本发明通过集群智能优化方法集中控制策略对分布式海流能水轮机进行减小尾流损失的发电功率优化，利用液压二次换能实现变速恒频高质量发电，并基于最大功率跟踪点控制算法实现最大发电功率，可以实现外接电网连接。通过对海流能高效利用，对发展海洋强国和海洋可再生能源发电有非常重要的意义和战略价值。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明分布式海流能水轮机集群智能优化方法控制发电系统的原理图。
其中：1.海流能水轮机；2.液压驱动控制系统；3.永磁同步发电机；4.电源接口模块；5.变压转换装置；6.外接电网；7.电源转换控制模块；8.最大功率跟踪控制模块。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
海流能可以提供源源不断、可持续稳定的动能，但海流能流动是一种非定常流体流动。海流能流速流向随时间不断变化，利用多个海流能水轮机即分布式海流能水轮机系统进行海流动能捕获，实现海流能转换为水轮机旋转动能，但分布式海流能水轮机存在尾流效应，严重影响后排海流能水轮机的能量捕获，海流能水轮机叶轮叶尖速比成为影响尾流效应的关键因素。同时，由于海流能流流速流向的非定常特性，导致海流能水轮机叶轮转速无法恒定，影响发电系统高质量恒频发电。另外，单个海流能水轮机发电功率制约分布式海流能水轮机发电系统总体发电功率。本发明提供了一种基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，通过集群智能优化方法例如人工蜂群算法(Artificial BeeColony)ABC算法，对海流能水轮机叶轮叶尖速比进行优化，减小因多排海流能水轮机造成尾流效应导致的发电功率损失，通过把最佳叶尖速比作为最大功率跟踪点方法控制模块的输入参数，实现单个海流能水轮机最大功率控制，同时利用液压驱动控制系统与海流能水轮机进行连接实现海流能水轮机的变速恒频高质量发电，利用永磁同步发电机PMSG实现高效率高功率发电，并通过变压转换装置与外接电网进行连接，实现高效发电。
请参阅图1，本发明一种基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，包括基于海流流速流向参数集群智能优化方法的集中控制子系统m和对应的多个分布式海流能水轮机液压传控发电子系统OCT-n，利用分布式的海流能水轮机实现海流能的高效捕获，通过集中控制子系统对海流流速、流向参数进行判断，基于集群智能优化方法的集中控制策略输出海流能水轮机叶尖速比参数λi，i＝1,2,3...，经信号调度模块输出优化后的叶尖速比参数
Figure BDA0003645794390000071
优化后的叶尖速比参数
Figure BDA0003645794390000072
输入分布式海流能水轮机液压传控发电子系统，利用分布式海流能水轮机液压传控发电子系统中的最大功率跟踪控制模块8进行电源转换控制，利用液压二次换能实现变速恒频液压发电，通过变压转换装置实现永磁同步发电机发电与外接电网连接。
利用分布式的海流能水轮机实现海流能的高效捕获，通过集中控制子系统m对海流流速、流向参数进行判断，海流流速流向参数通过触发器开始执行，通过判断是否具有后排海流能水轮机来执行是否考虑尾流效应影响，基于集群智能优化方法的集中控制策略输出海流能水轮机叶尖速比参数λi，i＝1,2,3...，经信号调度模块输出优化后的叶尖速比参数
Figure BDA0003645794390000081
优化后的叶尖速比参数
Figure BDA0003645794390000082
输入分布式海流能水轮机液压传控发电子系统，整个过程为集中控制策略。。
集群智能优化方法采用基于群里搜索的快速收敛遗传算法，包括但不局限于人工蜂群算法(Artificial Bee Colony)ABC算法。ABC算法是一种基于群体的搜索算法，它模仿了蜜蜂觅食行为，用来寻找最大发电量最优解，具体如下：
首先，生成一个侦察蜂的初始种群；对于海流能水轮机场的情况，它由二维向量组成，在允许的范围内随机生成；初始化后，海流能水轮机的发电量是为每个解决方案估计的，记录最佳解决方案位置；
接下来，雇佣蜜蜂阶段开始；
受雇的蜜蜂在初始解决方案的邻近区域内搜索新的解决方案；
下一步，围观蜜蜂阶段。
围观的蜜蜂从最后记忆的位置开始，对新的解决方案进行搜索，每只围观的蜜蜂根据概率值来概率性地评估选择一个搜索位置。
为此，可以使用基于概率的选择技术，如轮盘法。
再次，在新的解决方案和估计最佳解决方案之间应用贪婪选择过程，并记住最终最佳解决方案；
上述循环重复进行，直到满足收敛标准或达到最大迭代次数。
ABC算法优化的结果被用来制定研究案例风场的集中控制策略。
分布式海流能水轮机液压传控发电子系统包括海流能水轮机1、液压驱动控制系统2、永磁同步发电机3、电源接口模块4、变压转换装置5、最大功率跟踪控制模块8和电源转换控制模块7。
分布式海流能水轮机液压传控发电子系统分别通过多个海流能水轮机1实现对海流能的高效捕获，每个海流能水轮机1与对应的液压二次换能系统2同轴驱动，液压二次换能系统2与永磁同步发电机3同轴驱动，永磁同步发电机3通过变压转换装置5连接外接电网6实现供电；电源转换控制模块7以最大功率跟踪控制模块8输出的信号为输入并通过脉冲信号输出值控制电源接口模块4实现对海流能水轮机1转速控制；将基于集群智能优化方法输出的叶尖速比优化参数即水轮机叶尖速比
Figure BDA0003645794390000091
输入到最大功率跟踪控制模块8，最大功率跟踪控制模块8通过海流能水轮机1上游自由水流流速U及海流能水轮机1半径的倒数及其叶轮旋转速度进行比例积分PI控制实现最大功率点跟踪控制，具有响应快，实现简单，效率高的优点。
海流能水轮机1包括叶片和轮毂，叶片数量多为3个，叶片固定于轮毂，叶片截面为翼型截面，通过翼型升力使得海流能水轮机旋转。
海流能通过分布式的海流能水轮机1后，流速下降，海流能动能转换为海流能水轮机1的旋转机械能，叶片驱动轮毂旋转，轮毂与海流能水轮机驱动轴同轴传动，海流能水轮机1的驱动轴与液压驱动控制系统2的液压泵输入轴通过弹性连接装置同轴驱动。
液压驱动控制模块2包括定量液压泵，通过定量液压泵实现液压传动控制，液压驱动控制模块2的泵端输入轴与海流能水轮机1的输出轴同轴驱动。
液压驱动控制模块2采用柔性介质进行能量传递，可以吸收负载冲击，实现无级调速，满足了海流能发电系统柔性传动和电能频率过程控制的需要即保证同步发电机转速恒定来实现电能恒频。
永磁同步发电机3包括定子三相对称交流绕组和转子无励磁绕组，两个绕组采用内置式进行连接，稳态和动态性能都较好，永磁同步发电机依靠定子三相对称交流绕组中通以交流电流来建立旋转磁场，旋转的永磁转子在转子与定子的气隙形成一个随时间变化的磁通。这个通量在定子绕组端子上产生交流电压，从而形成用于发电的基础；永磁同步发电机3的铁芯表面装有永磁体，采用高性能的永磁材料，通过合理的电极设计优化电极磁路，提高功率密度。
电源接口模块4为全功率变频器，全功率变频器通过变压转换装置5与外接电网6相联，实现交流电压转变为直流电压，再逆变为频率和幅值及相位与外接电网6一致的交流电源电压。
最大功率跟踪控制模块8用于实现在海流速度在未达到额定工况下最大化捕获海流的能量，从而提高发电量，本发明通过叶尖速比法来实现最大功率跟踪控制。
最大功率跟踪控制模块8以叶尖速比参数
Figure BDA0003645794390000101
作为输入，i＝1,2,3...n，海流能水轮机1下游的海流流速流向信息与优化后的叶尖速比参数
Figure BDA0003645794390000102
耦合海流能水轮机转速Ω并通过比例积分算法进行最大功率跟踪控制，然后将该信号作为参考信号反馈至电源转换控制模块7，电源转换控制模块7输出脉冲信号至电源接口，再利用叶轮实际转速的反馈信号实现叶轮转速的控制。
本发明一种基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统的工作原理如下：
利用海流流速流向参数作为触发条件开始集中控制策略，通过判断是否具有后排海流能水轮机；
如果具有后排海流能水轮机，考虑尾流效应造成的发电功率损失，通过集群智能优化方法，对海流能水轮机叶轮叶尖速比进行优化，减小因多排海流能水轮机造成尾流效应导致的发电功率损失，并将优化后的参数输入到信号调度，输出为最优化叶尖速比
Figure BDA0003645794390000103
如果不具有后排海流能水轮机，将优化水轮机叶轮叶尖速比输入到信号调度模块，输出最优化叶尖速比
Figure BDA0003645794390000104
集群智能优化方法为每个受到后排水轮机尾流效应影响的海流能水轮机分配最优叶尖速比，优化目标函数为尾流效应影响最小；
通过集中控制策略输出的最优化叶尖速比
Figure BDA0003645794390000105
作为分布式海流能水轮机液压传控发电子系统中最大功率跟踪控制MPPT模块的输入参数；
通过海流能水轮机对非定常海流能进行高效捕获，将海流能动能转换为海流能水轮机的旋转机械能，海流能水轮机与液压传控系统定量液压泵同轴驱动，定量液压泵泵驱动变量液压马达，液压传控系统将旋转机械能二次转换为可柔性调节的液压能，液压传控系统变量液压马达与永磁同步发电机PMSG同轴驱动，将液压能转换为电能，永磁同步发电机PMSG与电源接口相联，电源接口通过变压转换装置与外接电网进行联结，输出电能；
为了实现最大功率跟踪控制，进行发电产量最大化优化，最优化叶尖速比
Figure BDA0003645794390000111
与海流能流速以及海流能水轮机转速通过比例积分算法进行最大功率跟踪控制MPPT模块以实现发电最大功率，最大功率跟踪控制MPPT模块同时把信号传输至电源转换控制模块，电源转换控制模块把脉冲信号传递至电源接口实现对发电功率跟踪控制。
通过集中控制策略实现分布式海流水轮机对海流能的高效捕获及变速恒频液压发电，实现了能量的多次转换，能量转换过程为：海流能—>机械能—>液压能—>机械能—>电能。
基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统提出一种新的阵列风电场控制策略，其主要目标是减少尾流损失，从而提高总发电量，通过为一个9涡轮阵列海流能水轮机集群智能优化策略仿真研究得到，通过集群智能优化策略可以实现分布式海流能水轮机的年发电量增量达3.7％。
综上所述，本发明一种基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，对分布式海流水轮机叶尖速比进行尾流效应最小发电量最大的叶轮叶尖速比优化，通过分布式海流能水轮机液压传控发电子系统通过多个分布式海流能水轮机进行海流能量捕获，通过多组液压驱动系统实现二次能量转换及变速恒频控制，通过多组永磁同步发电机PMSG及电源接口、变压转换装置实现与外接电网相联，通过多组最大功率跟踪控制MPPT模块实现最大功率优化。本发明实现了分布式海流能水轮机叶尖速比最优化控制、发电总量最大化、变速恒频高质量恒频发电的目的。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，其特征在于，包括基于海流流速流向参数集群智能优化方法的集中控制子系统，集中控制子系统经多个分布式海流能水轮机液压传控发电子系统与外接电网连接；集中控制子系统根据海流流速和流向参数，基于集群智能优化方法的集中控制策略将海流能水轮机的叶尖速比参数输出至多个分布式海流能水轮机液压传控发电子系统中，多个分布式海流能水轮机液压传控发电子系统通过海流能水轮机上游自由水流流速及海流能水轮机半径的倒数及其叶轮旋转速度进行比例积分PI控制实现最大功率点跟踪控制，利用液压二次换能实现变速恒频液压发电。
2.根据权利要求1所述的基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，其特征在于，集中控制子系统包括触发器，触发器根据海流流速流向参数，通过集群智能优化方法输出海流能水轮机叶尖速比参数，叶尖速比参数经信号调度模块输出为优化后叶尖速比参数。
3.根据权利要求1所述的基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，其特征在于，基于海流流速流向参数集群智能优化方法具体为：
生成一个侦察蜂的初始种群并初始化；记录海流能水轮机的最佳解决方案位置；在最佳解决方案的邻近区域内搜索新的解决方案；根据概率值评估选择一个搜索位置，在新的解决方案和最佳解决方案之间应用贪婪选择过程，并记住最终的最佳解决方案；循环以上步骤，直到满足收敛标准或达到最大迭代次数后，从局部最优解中得到全局最优解，获得最佳解决方案。
4.根据权利要求3所述的基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，其特征在于，基于海流流速流向参数集群智能优化方法采用人工蜂群算法。
5.根据权利要求1所述的基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，其特征在于，分布式海流能水轮机液压传控发电子系统包括最大功率跟踪控制模块(8)，最大功率跟踪控制模块(8)经电源转换控制模块(7)与电源接口模块(4)的控制端连接，电源接口模块(4)的输入端经永磁同步发电机(3)和液压二次换能系统(2)与海流能水轮机(1)连接，电源接口模块(4)的输出端经变压转换装置(5)与外接电网(6)连接；最大功率跟踪控制模块(8)根据海流能水轮机的叶尖速比参数输出信号至电源转换控制模块(7)，电源转换控制模块(7)通过脉冲信号输出值控制电源接口模块(4)实现对海流能水轮机(1)转速控制。
6.根据权利要求5所述的基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，其特征在于，每个海流能水轮机(1)与对应的液压二次换能系统(2)同轴驱动连接。
7.根据权利要求5所述的基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，其特征在于，每个液压二次换能系统(2)与对应的永磁同步发电机(3)同轴驱动连接。
8.根据权利要求5所述的基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，其特征在于，液压驱动控制模块(2)采用定量液压泵，采用柔性介质进行能量传递。
9.根据权利要求5所述的基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，其特征在于，永磁同步发电机(3)包括定子三相对称交流绕组和转子无励磁绕组，转子无励磁绕组采用永磁材料，在原动机拖动下建立主磁场，主磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组，感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势，用于提供交流电源。
10.根据权利要求5所述的基于集群智能优化的分布式海流能水轮机控制发电系统，其特征在于，电源接口模块(4)为全功率变频器。
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