技术
摘要：本发明实施例提供了一种波能集群发电直流微电网系统，其中，该系统包括负载单元、母线和至少一个微电网节点系统，微电网节点系统包括第一微电网子节点系统、通讯单元和第二微电网子节点系统，负载单元和微电网节点系统连接于母线;第一微电网子节点系统从通讯单元获取第二微电网子节点系统的状态信息，第二微电网子节点系统从通讯单元获取第一微电网子节点系统的状态信息;第一微电网子节点系统和第二微电网子节点系统根据所述状态信息，差额分配其自身的输出功率，且输出功率之和与负载单元的功率匹配。本发明实施例，能够在一定程度上促进波能集群发电的研究和验证，进而一定程度上促进了波能集群发电。
申请人 深圳大学
发明人 张博 饶武峰
发明背景
随着人类社会的发展，对能源的需求也随之增长，传统非再生能源的储备量也逐渐减少，同时传统非再生能源的使用对环境也带来了很多的环境污染，海洋波浪能作为一种可再生能源具有功率密度高、无污染、可预测和资源丰富等特点，通过进一步利用和开发海浪能源，能源危机和环境污染问题可以得到缓解。
目前国内外对波能发电研究主要基于对单台发电机本体与其电能输出的仿真分析和算例优化，不能满足波能集群发电的发展趋势。
发明内容
本发明实施例提供一种波能集群发电直流微电网系统及实验平台，能够在一定程度上促进波能集群发电的研究和验证，进而一定程度上促进了波能集群发电。
本发明实施例的第一方面提供了一种波能集群发电直流微电网系统，其特征在于，所述系统包括负载单元、通讯单元、母线和至少一个微电网节点系统，所述微电网节点系统包括第一微电网子节点系统和第二微电网子节点系统，所述负载单元和所述微电网节点系统连接于所述母线;
所述第一微电网子节点系统从所述通讯单元获取所述第二微电网子节点系统的状态信息，所述第二微电网子节点系统从所述通讯单元获取所述第一微电网子节点系统的状态信息;
所述第一微电网子节点系统和所述第二微电网子节点系统根据所述状态信息，差额分配所述第一微电网系统节点内各子系统的输出功率，并保证子系统输出功率总和匹配所述负载单元的功率。
过本发明提供的波能集群发电直流微电网系统，在该直流微电网系统中具有多个微电网节点系统，多个微电网节点系统相对于目前国内外对波能发电主要基于对单台发电机本体与其电能输出的研究，引入了多微电网节点系统，能够在一定程度上促进了波能集群发电。同时，微电网子节点系统通过微电网系统中的通讯单元可以相互获取每个微电网子节点系统的状态信息，并由该状态信息差额分配系统中第一微电网系统节点内各子系统的输出的功率，通过上述方式，微电网系统实现了分布式控制方法，由于采用分布式控制方法来控制多个微电网子节点系统的协调运行，在某个微电网子节点系统出现故障时不能正常工作时，其他子节点系统能够及时调整自身系统输出功率，可以保证整体微电网系统的平稳运行以及功率的合理分配，从而在一定程度上提升了微电网系统的稳定性，对波能集群发电的控制方法进行了研究，也能够在一定程度上促进波能集群发电。
结合本发明实施例的第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一微电网子节点系统包括：波能发电机、控制单元、储能单元、AC/DC整流器、DC/DC变流器、电压电流采集调理电路和开关驱动电路，所述控制单元用于通过接收所述电压电流采集调理电路反馈的DC/DC变流器信息并控制所述开关驱动电路，所述DC/DC变流器与所述电压电流采集调理电路相连接，所述DC/DC变流器与所述开关驱动电路相连接，所述DC/DC变流器与所述储能单元相连接，所述开关驱动电路与所述控制单元相连接，所述电压电流采集调理电路与所述控制单元相连接，所述波能发电机通过AC/DC整流器与所述DC/DC变流器相连接。
上述微电网子节点系统通过控制单元对电压电流采集调理电路和开关驱动电路的调节，进而对系统的发电功率、储能功率和负载功率三者之间进行平衡，使得系统能够正常的运行，同时，控制单元对系统整体的控制也能在一定程度上延长储能系统的使用寿命和系统的电能质量。
结合本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述波能发电机包括直驱式波能发电机，所述直驱式波能发电机用于通过海浪上下的往复运动直接驱动浮子和动子运行，产生频率和幅值均随动子速度变化的三相交变电流。
直驱式波能发电机通过海浪上下的往复运动直接驱动浮子和动子运动，可将波能可以直接转换为电能，简化了对波浪能的提取过程，能在一定程度上提升了波能转换效率，进而也能在一定程度上提升了微电网系统的发电效率。
结合本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述控制单元包括半实物仿真平台和嵌入式控制器，所述半实物仿真平台用于将产生的控制信号通过外部硬件接口输出到所述嵌入式控制器，所述嵌入式控制器用于输出占空比可变的高频PWM控制信号。
