基于模塊組合多電平變換器的陣列式波浪發(fā)電控制.pdf

1、海洋能是一種重要的可再生能源，我國是一個海洋大國，可以利用的海洋能非常豐富。海洋中波浪運動所蘊含的能量密度非常高，且波浪能轉換裝置（Wave Energy Converter，WEC）的理想產能時間可高達90％。雖然與風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等可再生能源發(fā)電相比，波浪能發(fā)電起步較晚，然而對于實現我國長期的可再生能源發(fā)展目標具有重要意義。
　　隨著波浪發(fā)電技術的日趨成熟，為了實現波浪發(fā)電的商業(yè)化和規(guī)?；?，陣列式波浪發(fā)電場的建立被提上了研

2、究日程，其優(yōu)勢是能大大節(jié)省系統(tǒng)系泊、電力傳輸和設備維護的成本，具有重要的理論和實際意義。對波浪發(fā)電場中的WEC單元進行合理的位置排布可以提高波浪發(fā)電場的發(fā)電能力。同時，還需對波浪發(fā)電陣列的電氣協(xié)調控制進行研究，使得波浪發(fā)電場能穩(wěn)定平滑地輸出電能。
　　本文針對陣列式波浪發(fā)電系統(tǒng)進行了深入研究，主要從以下幾方面展開工作：
　　（1）介紹了國內外波浪能發(fā)電的發(fā)展情況及研究成果，典型波浪能發(fā)電裝置和多自由度波浪能發(fā)電裝置的原理特點

3、，以及陣列式波浪發(fā)電的研究情況。
　?。?）研究陣列中波浪發(fā)電單元布局對陣列系統(tǒng)發(fā)電能力的影響。對陣列式波浪發(fā)電系統(tǒng)進行水動力建模，使用線性波浪理論推導WEC單元之間的水動力相互作用關系。應用MATLAB軟件對陣列系統(tǒng)的水動力進行分析和計算。采用拋物線交點法和差分進化算法對陣列系統(tǒng)中WEC單元位置進行優(yōu)化布局。
　?。?）采用模塊化多電平變換器（Modular Multilevel Converter, MMC）作為陣列式波

4、浪發(fā)電系統(tǒng)的并網逆變器，以提高系統(tǒng)的輸出電能質量和適應陣列系統(tǒng)容量的擴展。分別在abc坐標系和dq坐標系下建立MMC數學模型，研究其脈沖調制技術，分析MMC環(huán)流和子模塊電容電壓脈動的成分和產生機理。
　?。?）構建了陣列式波浪發(fā)電系統(tǒng)并網仿真模型，并設計了相應并網和直流電容電壓平衡控制器，采用直接環(huán)流抑制控制和基于PR（Proportional Resonance， PR）控制器對MMC內部的環(huán)流進行抑制，仿真結果驗證了所提出控制