CN115875183A - 一种波浪能发电系统及发电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及波浪能发电领域，尤其涉及一种波浪能发电系统及发电控制方法，波浪能发电系统包括：浪涌感知单元，用以将海浪的机械能转化为浮子的第一运动；传动单元，用以限定浮子在第一方向的运动以将浮子的第一运动转化为第一规则运动，并将浮子的第一规则运动转化为用以发电的第二规则运动；发电单元，用以利用第二规则运动产生的机械能进行发电；海浪监测单元，用以按设定的采集周期检测浪涌感知单元所处海域的海浪参数；调谐控制单元，用以根据海浪参数确定发电单元的理论电能存储量，并在调整调谐开启条件根据浮子振动频率与当前海面海浪频率的差值与预设频率差值的比对结果确定对传动单元的调节方式，本发明提高了波浪能发电效率。

Description

一种波浪能发电系统及发电控制方法

技术领域

本发明涉及波浪能发电领域，尤其涉及一种波浪能发电系统及发电控制方法。

背景技术

中国专利公开号CN111219285B公布了一种波浪能发电装置，包括：支撑桩；平台，安装在支撑桩上；棘轮机构，包括棘轮一、棘轮二、棘轮三和棘轮四，棘轮一和棘轮二相互连接，轮齿朝向相反；棘轮三和棘轮四相互连接，轮齿的朝向相反；棘轮一和棘轮三轮齿的朝向相同；随动机构，包括随动板和随动杆，随动板转动安装在平台上，随动杆包括第一杆和第二杆，第一杆与随动板转动连接，第二杆设置在棘轮一和棘轮三之间，可与棘轮一轮齿和棘轮三轮齿啮合；转轮，包括轮盘、轮轴和沿轮盘设置的轮齿，轮齿与棘轮二和棘轮四轮齿啮合；发电机，与转轮轮轴连接。由此可见，所述一种波浪能发电装置存在以下问题：无法根据实际海面波浪情况对发电装置的工作参数进行对应调节导致发电效率差。

发明内容

为此，本发明提供一种波浪能发电系统及发电控制方法，用以克服现有技术中无法根据海面波浪实际数据确定发电装置的参数使得海浪利用效率低并导致发电效率和发电量低的问题。

为实现上述目的，本发明一方面提供一种波浪能发电系统，包括：

浪涌感知单元，其通过利用海浪的机械能带动设置在海面的浮子进行运动以将海浪的机械能转化为浮子的第一运动；

传动单元，其与所述浪涌感知单元相连，用以限定浮子在第一方向的运动以将浮子的第一运动转化为第一规则运动，并将所述浮子的第一规则运动转化为用以发电的第二规则运动，以及，通过设置有调整第一规则运动与第二规则运动之间转化参数的机构以使浮子的第一规则运动的运动周期降低；

发电单元，其与所述传动单元相连，用以利用所述第二规则运动产生的机械能进行发电；

海浪监测单元，其用以按设定的采集周期检测所述浪涌感知单元所处海域的海浪参数；

调谐控制单元，其分别与所述浪涌感知单元、所述传动单元、海浪监测单元以及所述发电单元相连，用以根据所述海浪参数确定发电单元的理论电能存储量，并在调谐开启条件下根据浮子振动频率与当前海面海浪频率的差值与预设频率差值的比对结果确定对传动单元的调节方式，以及，在浪高调谐条件下根据当前海浪高度调节所述浮子与海浪接触的接触面的角度以提高第一规则运动的机械能；

其中，所述第一运动为无规则运动，所述第一规则运动为往复运动，所述第二规则运动用以驱动所述发电单元进行发电，所述调谐开启条件为判定所述波浪能发电系统的发电量不符合标准，所述海浪参数包括海面海浪周期和浪高。

进一步地，所述传动单元包括：

第一传动杆，其一端与所述浪涌感知单元相连，用以限定浮子在所述第一方向的运动以将浮子的第一运动转化为第一规则运动；

传动铰链，其与第一传动杆远离所述浪涌感知单元的一端相连，用以将所述浮子的第一规则运动转化为用以发电的第二规则运动；

第二传动杆，其一端与所述传动铰链相连，且其另一端与所述发电单元相连，用以将所述第二规则运动产生的机械能传送至发电单元；

缓冲装置，其与所述第一传动杆相连并位于所述传动铰链与所述浮子之间，用以通过改变与浮子之间的相对距离调整浮子第一规则运动的振动频率；

所述第一运动方向为沿所述第一传动杆的长度方向。

进一步地，所述浮子与所述第一传动杆之间通过角度调整组件相连，角度调整组件通过调节浮子与第一传动杆的角度以改变浮子与海平面的相对角度，并且，浮子内部设有光伏光栅振动传感器，用以检测浮子的振动频率。

另一方面，本发明提供一种使用上述波浪能发电系统的发电控制方法，包括：

调谐控制单元周期性地将发电单元的实际电能存储量与理论电能存储量进行比对以判定波浪能发电系统的发电量是否符合标准；

调谐控制单元在波浪能发电系统的发电量不符合标准时，根据浮子振动频率与当前海面海浪频率的差值确定是否对缓冲装置的位置进行调节；

调谐控制单元在判定无需对缓冲装置进行调节时根据海浪高度与预设海浪高度的比对结果判定是否对浮子的浪涌迎接面的角度进行调节；

所述调谐控制单元在工作检测条件下根据单个电能检测周期中发电单元的实际电能存储量Q与理论电能存储量进行比对以判定波浪能发电系统的发电量是否符合标准，调谐控制单元将理论电能存储量记为Q0，其中，0＜Q0；

若Q≤Q0，所述调谐控制单元判定所述波浪能发电系统的发电量不符合标准；

若Q0＜Q，所述调谐控制单元判定所述波浪能发电系统的发电量符合标准；

其中，所述工作检测条件为所述波浪能发电系统运行。

进一步地，所述调谐控制单元中理论电能存储量Q0根据海浪表征参数S确定，其中，Q0＝U×S×β，

，其中，Ya为当前海面海浪周期在电能检测周期内的平均值，α1为周期特征系数，Yb为当前海面平均浪高，α2为浪高特征系数，β为电能转换系数，U为电能检测周期，0＜α2＜α1，0＜β，0＜U；

其中，所述海面海浪周期为浮子内光栅光伏振动传感器每次检测到振动的间隔时长。

进一步地，所述调谐控制单元在第一分析条件下计算浮子振动频率Ka与当前海面海浪频率Kb的差值K并将K与预设频率差值进行比对以确定对所述缓冲装置的调节方式，设定，K＝Kb-Ka，调谐控制单元设有第一预设频率差值K1和第二预设频率差值K2，其中，K1＜0＜K2；

若K≤K1，所述调谐控制单元判定采用第一滑动调节方式调整所述缓冲装置的位置；

若K1＜K≤K2，所述调谐控制单元判定无需调整所述缓冲装置的位置；

若K2＜K，所述调谐控制单元判定采用第二滑动调节方式调整所述缓冲装置的位置；

其中，所述第一分析条件为所述调谐控制单元判定所述波浪能发电系统的发电量不符合标准；

所述调谐控制单元在第一滑动调节条件下计算第一周期参考比值B，设定B＝Ya/T，其中，T为浮子振动周期，调谐控制单元判定调节电子滑块向第一预设方向移动x1位移，设定x1＝B/B0×δ×x0；

所述调谐控制单元在第二滑动调节条件下计算第二周期参考比值B，设定B＝T/Ya，调谐控制单元判定调节电子滑块向第二预设方向移动x2位移，设定x2＝B/B0×δ×x0；

其中，X0为位移基值，B0为预设参考比值，δ为位移转换系数，0＜x0,0＜B0,0＜δ，所述第一预设方向为远离浮子的方向，所述第二预设方向与所述第一预设方向相反，所述第一滑动调节条件为K≤K1，所述第二滑动调节条件为K2＜K。

进一步地，所述调谐控制单元在第二分析条件下将海浪高度H与预设海浪高度进行比对以判定是否对浮子的浪涌迎接面的角度进行调节，所述调谐控制单元设有第一预设海浪高度H1，其中，0＜H1；

若H≤H1，所述调谐控制单元判定无需对浮子顶部的角度调整组件进行调节；

若H1＜H，所述调谐控制单元判定需对浮子顶部的角度调整组件进行调节，所述调谐控制单元使用γ控制所述角度调整组件将靠近海浪方向的长度调小至L，设定L＝L0×γ，其中，γ为角度调整组件调节系数，γ＝（H²-H1²）×ζ，ζ为转换系数，0＜ζ；

所述第二分析条件为所述调谐控制单元判定无需对所述缓冲装置的位置进行调节，所述长度为所述浮子的浪涌迎接面靠近海浪方向的一侧距第一传动杆之间的垂直距离。

进一步地，所述调谐控制单元在第三分析条件下检测单个补偿周期内当前环境的海浪表征参数平均值Sa并计算Sa与S的差值△S，调谐控制单元将△S与预设表征参数差值进行比对以判定是否对浮子顶部的浪涌迎接面的角度进行二次调节，设定，

，其中，Si为一个补偿周期内第i次检测到的海浪特征参数，n为一个补偿周期内海浪特征参数的检测总次数，设定△S＝S-Sa，所述调谐控制单元设有第一预设表征参数差值△S1、第二预设表征参数差值△S2，其中，△S1＜0＜△S2；

若△S≤△S1，所述调谐控制单元判定海浪的机械能呈上升趋势并使用Ω1将靠近海浪方向的角度调整组件长度调高至L’，设定L’＝L×Ω1；

若△S1＜△S≤△S2，所述调谐控制单元判定海浪的机械能变化趋势符合标准无须对浮子顶部的角度调整组件进行二次调节；

若△S2＜△S，所述调谐控制单元判定海浪的机械能变化趋势呈下降趋势并使用Ω2将靠近海浪方向的角度调整组件长度调低至L’，设定L’＝L×Ω2；

所述第三分析条件为所述调谐控制单元对浮子的浪涌迎接面角度调节完成，所述补偿周期的时长小于所述电能检测周期。

进一步地，所述调谐控制单元在第四分析条件下重新检测发电单元在单个电能检测周期储存的电能存储量Q’与并将Q’与理论电能存储量进行比对以判定所述波浪能发电系统是否符合标准；

若所述波浪能发电系统发电量符合标准，所述调谐控制单元根据当前海面海浪周期与当前海面海浪周期在电能检测周期内的平均值Ya的差值对电能检测周期进行调节；

若所述波浪能发电系统发电量不符合标准，所述调谐控制单元发出故障检测的提醒信息；

所述第四分析条件为所述调谐控制单元对是否对浮子的浪涌迎接面角度进行二次调节的判定完成。

进一步地，所述调谐控制单元在第五分析条件下根据当前海面海浪周期Ya’并计算其与Ya的差值△Ya，设定△Ya＝Ya-Ya’，调谐控制单元将△Ya与预设周期差值进行比对以判定是否对电能检测周期Tz进行调节，所述调谐控制单元设有第一预设标准周期差值△Y1、第二预设标准周期差值△Y2、第一周期调节系数μ1和第二周期调节系数μ2，其中，0＜Tz，0＜△Y1＜△Y2，1＜μ1＜μ2；

若△Ya≤△Y1，所述调谐控制单元判定无需对电能检测周期进行调节；

若△Y1＜△Ya≤△Y2，所述调谐控制单元判定使用μ1将电能检测周期调节为Tz’，设定Tz’＝Tz×μ1；

若△Y2＜△Ya，所述调谐控制单元判定使用μ2将电能检测周期调节为Tz’，设定Tz’＝Tz×μ2；

所述第五分析条件为所述调谐控制单元判定所述波浪能发电系统的发电量符合标准。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，根据发电系统所处海域的海浪参数判定理论电能存储量，并根据单个电能检测周期中发电单元的实际电能存储量与理论电能存储量进行比对以判定所述波浪能发电系统发电量是否符合标准，并在发电量不符合标准时根据浮子振动频率与当前海面海浪频率的差值与预设频率差值进行比对以确定对所述缓冲装置的调节方式，并且根据海浪高度H与预设海浪高度进行比对以判定是否对浮子的浪涌迎接面的角度进行调节，使得浮子的振动频率与海面波浪频率接近，进而提高了对海浪机械能的转化利用率，进一步提高了本发明的波浪能发电效率。

进一步地，所述调谐控制单元中理论电能存储量Q0根据海浪表征参数S确定，根据实际海面参数对理论电能储存量进行判定，使得判定标准更加符合实际情况，进而提高了对海浪机械能的转化利用率，进一步提高了本发明的波浪能发电效率。

进一步地，所述调谐控制单元在第一分析条件下计算浮子振动频率Ka与当前海面海浪频率Kb的差值K并将K与预设频率差值进行比对以确定对所述缓冲装置的调节方式，通过改变缓冲装置的位置以使得浮子的振动频率进行改变，进而提高了对海浪机械能的转化利用率，进一步提高了本发明的波浪能发电效率。

进一步地，所述调谐控制单元在第二分析条件下将海浪高度H与预设海浪高度进行比对以判定是否对浮子的浪涌迎接面的角度进行调节，降低了海浪机械能的损耗率，进而提高了对海浪机械能的转化利用率，进一步提高了本发明的波浪能发电效率。

附图说明

图1为本发明实施例所述波浪能发电系统的连接关系图；

图2为本发明实施例所述波浪能发电系统结构示意图；

图3为本发明实施例所述缓冲装置的结构示意图；

图中：浮子1，发电单元2，第一传动杆3，传动铰链4，第二传动杆5，缓冲装置6，角度调整组件7。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本发明的描述中，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图3所示，本发明提供一种波浪能发电系统，包括：

浪涌感知单元，其通过利用海浪的机械能带动设置在海面的浮子1进行运动以将海浪的机械能转化为浮子1的第一运动；

传动单元，其与所述浪涌感知单元相连，用以限定浮子1在第一方向的运动以将浮子1的第一运动转化为第一规则运动，并将所述浮子1的第一规则运动转化为用以发电的第二规则运动，以及，通过设置有调整第一规则运动与第二规则运动之间转化参数的机构以使浮子1的第一规则运动的运动周期降低；

发电单元2，其与所述传动单元相连，用以利用所述第二规则运动产生的机械能进行发电；

例如在实施中，所述发电单元2包括与第二传动杆5相连的双向液压缸，用以将第二规则运动产生的机械能转化为液压能，并通过蓄能器对能量蓄集，蓄能器与液压马达相连，用以将液压能转化为液压马达的机械能，液压马达与发电机相连用以将液压马达的机械能转换为电能。

海浪监测单元，其用以按设定的采集周期检测所述浪涌感知单元所处海域的海浪参数；

调谐控制单元，其分别与所述浪涌感知单元、所述传动单元、海浪监测单元以及所述发电单元2相连，用以根据所述海浪参数确定发电单元2的理论电能存储量，并在调谐开启条件下根据浮子1振动频率与当前海面海浪频率的差值与预设频率差值的比对结果确定对传动单元的调节方式，以及，在浪高调谐条件下根据当前海浪高度调节所述浮子1与海浪接触的接触面的角度以提高第一规则运动的机械能；

其中，所述第一运动为无规则运动，所述第一规则运动为往复运动，所述第二规则运动用以驱动所述发电单元2进行发电，所述调谐开启条件为判定所述波浪能发电系统的发电量不符合标准，所述海浪参数包括海面海浪周期和浪高。

具体而言，所述传动单元包括：

第一传动杆3，其一端与所述浪涌感知单元相连，用以限定浮子1在第一方向的运动以将浮子1的第一运动转化为第一规则运动；

传动铰链4，其与第一传动杆3远离所述浪涌感知单元的一端相连，用以将所述浮子1的第一规则运动转化为用以发电的第二规则运动；

第二传动杆5，其一端与所述传动铰链4相连，且其另一端与所述发电单元2相连，用以将所述第二规则运动产生的机械能传送至发电单元2；

缓冲装置6，其与所述第一传动杆3相连并位于所述传动铰链4与所述浮子1之间，用以通过改变与浮子1之间的相对距离调整浮子1第一规则运动的振动频率；

所述缓冲装置6包括一压缩弹簧且压缩弹簧顶部设有移动滑扣，缓冲装置6底部连接有移动滑块，通过与固定设置的电子滑轨相连以进行水平位移；

所述第一运动方向为沿所述第一传动杆3的长度方向。

具体而言，所述浮子1与所述第一传动杆3之间通过角度调整组件7相连，角度调整组件7通过调节浮子1与第一传动杆3的角度以改变浮子1与海平面的相对角度，并且，浮子1内部设有光伏光栅振动传感器，用以检测浮子1的振动频率。

作为可实施的技术方案，所述角度调整组件7包括一链条收缩装置，其顶部与所述第一传动杆3相连，链条收缩装置内设有若干旋转滑轮，且每个旋转滑轮底部均连接有链条，链条另一端与所述浮子1顶部相连，用以通过控制单一旋转滑轮转动控制对应链条长度，实现调整第一传动杆与浮子之间角度的目的。

一种使用所述的波浪能发电系统的发电控制方法，包括：

调谐控制单元周期性地将发电单元2的实际电能存储量与理论电能存储量进行比对以判定波浪能发电系统的发电量是否符合标准；

调谐控制单元在波浪能发电系统的发电量不符合标准时，根据浮子1振动频率与当前海面海浪频率的差值确定是否对缓冲装置6进行调节以及缓冲装置6的具体调节方式；

调谐控制单元在判定无需对缓冲装置6进行调节时根据海浪高度与预设海浪高度的比对结果判定是否对浮子1的浪涌迎接面的角度进行调节。

具体而言，所述调谐控制单元在工作检测条件下根据单个电能检测周期中发电单元的实际电能存储量Q与理论电能存储量进行比对以判定波浪能发电系统的发电量是否符合标准，调谐控制单元将理论电能存储量记为Q0，其中，0＜Q0；

若Q≤Q0，所述调谐控制单元判定所述波浪能发电系统的发电量不符合标准；

若Q0＜Q，所述调谐控制单元判定所述波浪能发电系统的发电量符合标准；

其中，所述工作检测条件为所述波浪能发电系统运行。

具体而言，所述调谐控制单元中理论电能存储量Q0根据海浪表征参数S确定，其中，Q0＝U×S×β，

，其中，Ya为当前海面海浪周期在电能检测周期内的平均值，α1为周期特征系数，Yb为当前海面平均浪高，α2为浪高特征系数，β为电能转换系数，U为电能检测周期，α2＝0.4，α1＝0.6，β＝0.8，U＝60min；

其中，所述海面海浪周期为所述浮子1内所述光栅光伏振动传感器每次检测到振动的间隔时长。

具体而言，所述调谐控制单元在第一分析条件下计算浮子1振动频率Ka与当前海面海浪频率Kb的差值K并将K与预设频率差值进行比对以确定对所述缓冲装置6的调节方式，设定，K＝Kb-Ka，调谐控制单元设有第一预设频率差值K1和第二预设频率差值K2，其中，K1＝-1，K2＝1；

若K≤K1，所述调谐控制单元判定采用第一滑动调节方式调整所述缓冲装置6的位置；

若K1＜K≤K2，所述调谐控制单元判定无需调整所述缓冲装置6的位置；

若K2＜K，所述调谐控制单元判定采用第二滑动调节方式调整所述缓冲装置6的位置；

其中，所述第一分析条件为所述调谐控制单元判定所述波浪能发电系统的发电量不符合标准；

所述调谐控制单元在第一滑动调节条件下计算第一周期参考比值B，设定B＝Ya/T，其中，T为浮子1振动周期，调谐控制单元判定调节电子滑块向第一预设方向移动x1位移，设定x1＝B/B0×δ×x0；

所述调谐控制单元在第二滑动调节条件下计算第二周期参考比值B，设定B＝T/Ya，调谐控制单元判定调节电子滑块向第二预设方向移动x2位移，设定x2＝B/B0×δ×x0；

其中，X0为位移基值，B0为预设参考比值，δ为位移转换系数，x0＝10cm,0B0＝2,δ＝0.8，所述第一预设方向为远离浮子1的方向，所述第二预设方向与所述第一预设方向相反，所述第一滑动调节条件为K≤K1，所述第二滑动调节条件为K2＜K。

具体而言，所述调谐控制单元在第二分析条件下将海浪高度H与预设海浪高度进行比对以判定是否对浮子1的浪涌迎接面的角度进行调节，所述调谐控制单元设有第一预设海浪高度H1，其中，H1＝1米；

若H≤H1，所述调谐控制单元判定无需对浮子1顶部的角度调整组件7进行调节；

若H1＜H，所述调谐控制单元判定需对浮子1顶部的角度调整组件7进行调节，所述调谐控制单元使用γ控制所述角度调整组件7将靠近海浪方向的长度调小至L，设定L＝L0×γ，其中，γ为角度调整组件7调节系数，γ＝（H²-H1²）×ζ，ζ为转换系数，ζ＝0.7；

所述第二分析条件为所述调谐控制单元判定无需对所述缓冲装置6的位置进行调节，所述长度为所述浮子1的浪涌迎接面靠近海浪方向的一侧距所述第一传动杆3之间的垂直距离。

作为可实施的技术方案，所述第一预设海浪高度的具体数值根据波浪能发电系统所处区域的每日的实际海浪平均高度情况进行设定。

具体而言，所述调谐控制单元在第三分析条件下检测单个补偿周期内当前环境的海浪表征参数平均值Sa并计算Sa与S的差值△S，调谐控制单元将△S与预设表征参数差值进行比对以判定是否对浮子1顶部的浪涌迎接面的角度进行二次调节，设定，

，其中，Si为一个补偿周期内第i次检测到的海浪特征参数，n为一个补偿周期内海浪特征参数的检测总次数，设定△S＝S-Sa，所述调谐控制单元设有第一预设表征参数差值△S1、第二预设表征参数差值△S2，其中，△S1＝-1.5，△S2＝1.5；

若△S≤△S1，所述调谐控制单元判定海浪的机械能呈上升趋势并使用Ω1将靠近海浪方向的角度调整组件7长度调高至L’，设定L’＝L×Ω1；

若△S1＜△S≤△S2，所述调谐控制单元判定海浪的机械能变化趋势符合标准无须对浮子1顶部的角度调整组件7进行二次调节；

若△S2＜△S，所述调谐控制单元判定海浪的机械能变化趋势呈下降趋势并使用Ω2将靠近海浪方向的角度调整组件7长度调低至L’，设定L’＝L×Ω2；

所述第三分析条件为所述调谐控制单元对浮子1的浪涌迎接面角度调节完成，所述补偿周期的时长小于所述电能检测周期。

其中，用户能够根据发电需求对第一预设表征参数差值以及第二预设表征参数差值的具体数值在不违反本技术方案的原则下进行设定。

具体而言，所述调谐控制单元在第四分析条件下重新检测发电单元在单个电能检测周期储存的电能存储量Q’与并将Q’与理论电能存储量进行比对以判定所述波浪能发电系统是否符合标准；

若所述波浪能发电系统发电量符合标准，所述调谐控制单元根据当前海面海浪周期与当前海面海浪周期在电能检测周期内的平均值Ya的差值对电能检测周期进行调节；

若所述波浪能发电系统发电量不符合标准，所述调谐控制单元发出故障检测的提醒信息；

所述第四分析条件为所述调谐控制单元对是否对浮子1的浪涌迎接面角度进行二次调节的判定完成。

具体而言，所述调谐控制单元在第五分析条件下根据当前海面海浪周期Ya’并计算其与Ya的差值△Ya，设定△Ya＝Ya-Ya’，调谐控制单元将△Ya与预设周期差值进行比对以判定是否对电能检测周期Tz进行调节，所述调谐控制单元设有第一预设标准周期差值△Y1、第二预设标准周期差值△Y2、第一周期调节系数μ1和第二周期调节系数μ2，其中，0＜Tz，0＜△Y1＜△Y2，1＜μ1＜μ2；

若△Ya≤△Y1，所述调谐控制单元判定无需对电能检测周期进行调节；

若△Y1＜△Ya≤△Y2，所述调谐控制单元判定使用μ1将电能检测周期调节为Tz’，设定Tz’＝Tz×μ1；

若△Y2＜△Ya，所述调谐控制单元判定使用μ2将电能检测周期调节为Tz’，设定Tz’＝Tz×μ2；

所述第五分析条件为所述调谐控制单元判定所述波浪能发电系统的发电量符合标准。

所述波浪能发电系统的工作过程为：浮子1漂浮在海面上，利用海浪的机械能进行振荡，并由于第一传动杆3的约束，浮子1做往复运动，并带动第一传动杆3运动，第一传动杆3将机械能通过传动铰链4传递至第二传动杆5以使第二传动杆5进行第二规则运动，第二传动杆5将机械能传递至发电单元2中的双向液压缸，用以将第二规则运动产生的机械能转化为液压能，并通过蓄能器对能量蓄集，蓄能器与液压马达相连，用以将液压能转化为液压马达的机械能，液压马达与发电机相连用以将液压马达的机械能转换为电能；

对于同一海面位置而言，由于海浪的在一天的不同时刻的浪高、浪涌周期存在差异，因此，将浮子与第一传动杆3的运动周期调整至与海浪周期相一致，能够最大限度的利用海浪的机械能，利用每一次浪涌的势能推动第二传动杆5进行发电，进一步的，海浪的浪高在每次浪涌时由于存在由远至近移动至浮子1的现象，将浮子1的浪涌迎接面调整至与海平面成设定的角度，海浪克服浮子的阻力更低，使浮子1可利用的海浪机械能增加。

实施例：在本实施例中，发电单元2一个电能检测周期中发电单元的实际电能存储量Q＝80度，此时，Q0＝90度，Q＜Q0，所述调谐控制单元判定所述波浪能发电系统的发电量不符合标准，在本实施例中浮子1振动频率Ka＝2次/s，海面海浪频率Kb＝0.5次/s，K＝-1.5，此时K＜K1，所述调谐控制单元判定采用第一滑动调节方式调整所述缓冲装置6的位置，在本实施例中，海浪高度H＝0.8米，此时，H＜H1，所述调谐控制单元判定无需对浮子1顶部的角度调整组件7进行调节，所述调谐控制单元在第三分析条件下计算得到单个补偿周期内当前环境的海浪表征参数平均值Sa与S的差值△S＝1，此时，△S1＜△S≤△S2，所述调谐控制单元判定海浪的机械能变化趋势符合标准无须对浮子1顶部的角度调整组件7进行二次调节。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种波浪能发电系统，其特征在于，包括：

浪涌感知单元，其通过利用海浪的机械能带动设置在海面的浮子进行运动以将海浪的机械能转化为浮子的第一运动；

传动单元，其与所述浪涌感知单元相连，用以限定浮子在第一方向的运动以将浮子的第一运动转化为第一规则运动，并将所述浮子的第一规则运动转化为用以发电的第二规则运动，以及，通过设置有调整第一规则运动与第二规则运动之间转化参数的机构以使浮子的第一规则运动的运动周期降低；

发电单元，其与所述传动单元相连，用以利用所述第二规则运动产生的机械能进行发电；

海浪监测单元，其用以按设定的采集周期检测所述浪涌感知单元所处海域的海浪参数；

调谐控制单元，其分别与所述浪涌感知单元、所述传动单元、海浪监测单元以及所述发电单元相连，用以根据所述海浪参数确定发电单元的理论电能存储量，并在调谐开启条件下根据浮子振动频率与当前海面海浪频率的差值与预设频率差值的比对结果确定对传动单元的调节方式，以及，在浪高调谐条件下根据当前海浪高度调节所述浮子与海浪接触的接触面的角度以提高第一规则运动的机械能；

其中，所述第一运动为无规则运动，所述第一规则运动为往复运动，所述第二规则运动用以驱动所述发电单元进行发电，所述调谐开启条件为判定所述波浪能发电系统的发电量不符合标准，所述海浪参数包括海面海浪周期和浪高。

2.根据权利要求1所述的波浪能发电系统，其特征在于，所述传动单元包括：

第一传动杆，其一端与所述浪涌感知单元相连，用以限定浮子在所述第一方向的运动以将浮子的第一运动转化为第一规则运动；

传动铰链，其与第一传动杆远离所述浪涌感知单元的一端相连，用以将所述浮子的第一规则运动转化为用以发电的第二规则运动；

第二传动杆，其一端与所述传动铰链相连，且其另一端与所述发电单元相连，用以将所述第二规则运动产生的机械能传送至发电单元；

缓冲装置，其与所述第一传动杆相连并位于所述传动铰链与所述浮子之间，用以通过改变与浮子之间的相对距离调整浮子第一规则运动的振动频率；

所述第一运动方向为沿所述第一传动杆的长度方向。

3.根据权利要求2所述的波浪能发电系统，其特征在于，所述浮子与所述第一传动杆之间通过角度调整组件相连，角度调整组件通过调节所述浮子与第一传动杆的角度以改变浮子与海平面间的相对角度，并且，浮子内部设有光伏光栅振动传感器，用以检测浮子的振动频率。

4.一种使用权利要求1至3中任一权利要求所述的波浪能发电系统的发电控制方法，其特征在于，包括：

调谐控制单元周期性地将发电单元的实际电能存储量与理论电能存储量进行比对以判定波浪能发电系统的发电量是否符合标准；

调谐控制单元在波浪能发电系统的发电量不符合标准时，根据浮子振动频率与当前海面海浪频率的差值确定是否对缓冲装置的位置进行调节；

调谐控制单元在判定无需对缓冲装置进行调节时根据海浪高度与预设海浪高度的比对结果判定是否对浮子的浪涌迎接面的角度进行调节；

所述调谐控制单元在工作检测条件下根据单个电能检测周期中发电单元的实际电能存储量Q与理论电能存储量进行比对以判定波浪能发电系统的发电量是否符合标准，调谐控制单元将理论电能存储量记为Q0，其中，0＜Q0；

若Q≤Q0，所述调谐控制单元判定所述波浪能发电系统的发电量不符合标准；

若Q0＜Q，所述调谐控制单元判定所述波浪能发电系统的发电量符合标准；

其中，所述工作检测条件为所述波浪能发电系统运行。

5.根据权利要求4所述的发电控制方法，其特征在于，所述调谐控制单元中理论电能存储量Q0根据海浪表征参数S确定，其中，Q0＝U×S×β，

，其中，Ya为当前海面海浪周期在电能检测周期内的平均值，α1为周期特征系数，Yb为当前海面平均浪高，α2为浪高特征系数，β为电能转换系数，U为电能检测周期，0＜α2＜α1，0＜β，0＜U；

其中，所述海面海浪周期为浮子内光栅光伏振动传感器每次检测到振动的间隔时长。

6.根据权利要求5所述的发电控制方法，其特征在于，所述调谐控制单元在第一分析条件下计算浮子振动频率Ka与当前海面海浪频率Kb的差值K并将K与预设频率差值进行比对以确定对所述缓冲装置的调节方式，设定，K＝Kb-Ka，调谐控制单元设有第一预设频率差值K1和第二预设频率差值K2，其中，K1＜0＜K2；

若K≤K1，所述调谐控制单元判定采用第一滑动调节方式调整所述缓冲装置的位置；

若K1＜K≤K2，所述调谐控制单元判定无需调整所述缓冲装置的位置；

若K2＜K，所述调谐控制单元判定采用第二滑动调节方式调整所述缓冲装置的位置；

其中，所述第一分析条件为所述调谐控制单元判定所述波浪能发电系统的发电量不符合标准；

所述调谐控制单元在第一滑动调节条件下计算第一周期参考比值B，设定B＝Ya/T，其中，T为浮子振动周期，调谐控制单元判定调节电子滑块向第一预设方向移动x1位移，设定x1＝B/B0×δ×x0；

所述调谐控制单元在第二滑动调节条件下计算第二周期参考比值B，设定B＝T/Ya，调谐控制单元判定调节电子滑块向第二预设方向移动x2位移，设定x2＝B/B0×δ×x0；

其中，X0为位移基值，B0为预设参考比值，δ为位移转换系数，0＜x0,0＜B0,0＜δ，所述第一预设方向为远离浮子的方向，所述第二预设方向与所述第一预设方向相反，所述第一滑动调节条件为K≤K1，所述第二滑动调节条件为K2＜K。

7.根据权利要求6所述的发电控制方法，其特征在于，所述调谐控制单元在第二分析条件下将海浪高度H与预设海浪高度进行比对以判定是否对浮子的浪涌迎接面的角度进行调节，所述调谐控制单元设有第一预设海浪高度H1，其中，0＜H1；

若H≤H1，所述调谐控制单元判定无需对浮子顶部的角度调整组件进行调节；

若H1＜H，所述调谐控制单元判定需对浮子顶部的角度调整组件进行调节，所述调谐控制单元使用γ控制所述角度调整组件将靠近海浪方向的长度调小至L，设定L＝L0×γ，其中，γ为角度调整组件调节系数，γ＝（H²-H1²）×ζ，ζ为转换系数，0＜ζ；

所述第二分析条件为所述调谐控制单元判定无需对所述缓冲装置的位置进行调节，所述长度为所述浮子的浪涌迎接面靠近海浪方向的一侧距第一传动杆之间的垂直距离。

8.根据权利要求7所述的发电控制方法，其特征在于，所述调谐控制单元在第三分析条件下检测单个补偿周期内当前环境的海浪表征参数平均值Sa并计算Sa与S的差值△S，调谐控制单元将△S与预设表征参数差值进行比对以判定是否对浮子顶部的浪涌迎接面的角度进行二次调节，设定，

，其中，Si为一个补偿周期内第i次检测到的海浪特征参数，n为一个补偿周期内海浪特征参数的检测总次数，设定△S＝S-Sa，所述调谐控制单元设有第一预设表征参数差值△S1、第二预设表征参数差值△S2，其中，△S1＜0＜△S2；

若△S≤△S1，所述调谐控制单元判定海浪的机械能呈上升趋势并使用Ω1将靠近海浪方向的角度调整组件长度调高至L’，设定L’＝L×Ω1；

若△S1＜△S≤△S2，所述调谐控制单元判定海浪的机械能变化趋势符合标准无须对浮子顶部的角度调整组件进行二次调节；

若△S2＜△S，所述调谐控制单元判定海浪的机械能变化趋势呈下降趋势并使用Ω2将靠近海浪方向的角度调整组件长度调低至L’，设定L’＝L×Ω2；

所述第三分析条件为所述调谐控制单元对浮子的浪涌迎接面角度调节完成，所述补偿周期的时长小于所述电能检测周期。

9.根据权利要求8所述的发电控制方法，其特征在于，所述调谐控制单元在第四分析条件下重新检测发电单元在单个电能检测周期储存的电能存储量Q’与并将Q’与理论电能存储量进行比对以判定波浪能发电系统的发电量是否符合标准；

若所述波浪能发电系统的发电量符合标准，所述调谐控制单元根据当前海面海浪周期与当前海面海浪周期在电能检测周期内的平均值Ya的差值对电能检测周期进行调节；

若所述波浪能发电系统的发电量不符合标准，所述调谐控制单元发出故障检测的提醒信息；

所述第四分析条件为所述调谐控制单元对是否对浮子的浪涌迎接面角度进行二次调节的判定完成。

10.根据权利要求9所述的发电控制方法，其特征在于，所述调谐控制单元在第五分析条件下根据当前海面海浪周期Ya’并计算其与Ya的差值△Ya，设定△Ya＝Ya-Ya’，调谐控制单元将△Ya与预设周期差值进行比对以判定是否对电能检测周期Tz进行调节，所述调谐控制单元设有第一预设标准周期差值△Y1、第二预设标准周期差值△Y2、第一周期调节系数μ1和第二周期调节系数μ2，其中，0＜Tz，0＜△Y1＜△Y2，1＜μ1＜μ2；

若△Ya≤△Y1，所述调谐控制单元判定无需对电能检测周期进行调节；

若△Y1＜△Ya≤△Y2，所述调谐控制单元判定使用μ1将电能检测周期调节为Tz’，设定Tz’＝Tz×μ1；

若△Y2＜△Ya，所述调谐控制单元判定使用μ2将电能检测周期调节为Tz’，设定Tz’＝Tz×μ2；

所述第五分析条件为所述调谐控制单元判定所述波浪能发电系统的发电量符合标准。

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