阵列式直驱波浪发电系统集中式模型预测控制方法

将多个波浪能发电装置组成阵列是大规模开发波浪能的发展趋势。对于阵列式直驱波浪发电系统,采取合适的能量优化控制方法能显著提升波浪能捕获效率。然而,由于阵列式系统存在浮子间的相互辐射作用,已有的集中式模型预测控制(MPC)面临在线计算量大、难以工程应用的困难,而将各浮子视作独立系统的分布式MPC则存在能量捕获效率的损失。对此,文中提出一种改进的集中式MPC方法,将优化区间与约束区间进行解耦,可在保障系统整体能量捕获效率的同时,大幅减少计算开销,提升系统的实时控制性能。通过仿真研究分析了约束区间解耦方法的性能,并在多种波浪工况条件下验证了所提出方法的有效性。

直驱式水轮机波能利用装置功率带宽设计方法研究

针对目前波能捕获装置普遍运行效率不高的情况,应用波能捕获装置控制系统虽然能够提高波能捕获效率,但是控制过程是非因果的,在控制算法实现上很难,而且装置执行机构也很难实现动作控制,所以控制过程往往难于实现。此处采用被动控制,基于功率带宽理论,通过优化设计直驱式水轮机波能捕获装置的流道形状和尺寸,在波浪的作用下,引起装置中水体的变化,从而引起装置水体质量与刚度的变化,改变了装置的固有频率,在引入计算装置固有频率的计算方法的情况下,可以确定装置的功率带宽范围。设计要点为所设计装置的功率带宽与海浪的能量谱的频率范围相适应,达到吸收大部分波浪谱中能量的目的。为了验证所提出的装置设计方法的正确性,通过物理模型试验进行了验证,并在时域和频域两个方面对试验结果进行了分析。