液壓式波浪能裝置發(fā)電控制策略試驗(yàn)研究

摘要：以一套含有多個(gè)發(fā)電機(jī)組的波浪能發(fā)電裝置液壓系統(tǒng)樣機(jī)為研究對(duì)象，介紹系統(tǒng)組成及運(yùn)行原理，并通過研發(fā)的液壓測(cè)試平臺(tái)對(duì)兩種發(fā)電控制策略開展試驗(yàn)研究。首先，對(duì)流量控制閥變開度發(fā)電控制策略開展試驗(yàn)，結(jié)果表明采用該策略可使輸出電壓在一段時(shí)間內(nèi)趨于穩(wěn)定，提高發(fā)電質(zhì)量，同時(shí)提出兩種基于液壓測(cè)試平臺(tái)獲取比例流量控制閥有效輸入電信號(hào)的方法。其次，通過在液壓系統(tǒng)樣機(jī)輸出端接入多個(gè)發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)梯度發(fā)電控制策略，數(shù)據(jù)結(jié)果證實(shí)可有效提高瞬時(shí)輸出功率，提升波浪能發(fā)電裝置在不同波況下的自適應(yīng)性，同時(shí)對(duì)在實(shí)海況中實(shí)現(xiàn)該控制策略的條件進(jìn)行初步討論。

關(guān)鍵詞：海洋能；波浪能；液壓系統(tǒng)；控制策略

中圖分類號(hào)：TK79文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

波浪能作為一種綠色、可持續(xù)開發(fā)利用的海洋能源越來越受關(guān)注，相關(guān)利用技術(shù)也相繼應(yīng)用于各類發(fā)電裝置中1]。按能量傳遞方式可將波浪能發(fā)電裝置分為液壓式和機(jī)械式。由于液壓系統(tǒng)對(duì)波浪能具有良好的吸收性能，因此被廣泛應(yīng)用于波浪能發(fā)電裝置中，如國(guó)外的Wavebob、Wavestar以及Pontoon Power Converter2，國(guó)內(nèi)的浮力擺式波浪能發(fā)電裝置3、鴨式波浪能發(fā)電裝置[4以及“萬山號(hào)”鷹式波浪能發(fā)電裝置[5等。

針對(duì)液壓式波浪能發(fā)電裝置的發(fā)電控制策略，一些學(xué)者開展了研究。葉寅等61通過設(shè)計(jì)增減液壓缸數(shù)目的自動(dòng)分級(jí)控制策略，使波浪能裝置根據(jù)波況自動(dòng)加減液壓負(fù)載，以提高波浪能裝置發(fā)電效率；王坤林等7針對(duì)液壓式發(fā)電裝置的恒電阻和恒轉(zhuǎn)速發(fā)電控制策略，建立仿真模型并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了液壓式波浪能發(fā)電裝置發(fā)電系統(tǒng)特性推理的正確性；張家明等[8采用液壓自調(diào)整發(fā)電策略，可依據(jù)當(dāng)前海況自動(dòng)調(diào)整蓄能器的蓄能釋放壓力和電磁閥組的開關(guān)控制策略，實(shí)現(xiàn)了波浪能發(fā)電裝置一種“間斷平穩(wěn)”的發(fā)電效果。

波浪能發(fā)電裝置的眾多液壓閥件中，流量控制閥是一個(gè)重要閥件，其可在發(fā)電過程中通過調(diào)整閥的開度（即閥口通流面積）調(diào)節(jié)輸出流量，進(jìn)而改變輸出電壓，保持其相對(duì)穩(wěn)定。同時(shí)，波浪能發(fā)電裝置實(shí)海況運(yùn)行時(shí)面臨多種波況，可考慮在能量輸出端接入多臺(tái)電機(jī)進(jìn)行梯度發(fā)電，以提升其在不同波況下的自適應(yīng)性。本文針對(duì)一套含有多個(gè)發(fā)電機(jī)組的波浪能發(fā)電裝置液壓系統(tǒng)樣機(jī)，通過自行研發(fā)的液壓測(cè)試平臺(tái)分別對(duì)流量控制閥變開度發(fā)電控制策略以及梯度發(fā)電控制策略開展試驗(yàn)研究，分析系統(tǒng)發(fā)電情況，以期為后續(xù)液壓式波浪能發(fā)電裝置的優(yōu)化提供試驗(yàn)支持。

1液壓系統(tǒng)運(yùn)行原理

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)液壓測(cè)試平臺(tái)和波浪能發(fā)電裝置液壓系統(tǒng)樣機(jī)如圖1所示。液壓系統(tǒng)運(yùn)行原理圖如圖2所示。該樣機(jī)主要由2支液壓缸、單向閥組、高壓蓄能器組、馬達(dá)控制閥組、3套馬達(dá)-發(fā)電機(jī)組（額定功率分別為0.5、1.0、2.0kW）、低壓蓄能器組及配套電控系統(tǒng)組成。2支液壓缸與測(cè)試平臺(tái)中的驅(qū)動(dòng)液壓缸剛性連接，可按一定周期、行程作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，為高壓蓄能器充液。當(dāng)系統(tǒng)壓力到達(dá)啟動(dòng)壓力值時(shí)，高壓蓄能器釋放高壓油，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。當(dāng)系統(tǒng)壓力降至停止壓力值時(shí)，發(fā)電機(jī)停止發(fā)電，高壓蓄能器重新進(jìn)入蓄能狀態(tài)。馬達(dá)-發(fā)電機(jī)組前端均配有普通手調(diào)式液壓流量控制閥，用以流量調(diào)節(jié)。系統(tǒng)啟停壓力值可在一定范圍內(nèi)設(shè)定，同時(shí)可根據(jù)試驗(yàn)需求指定任意發(fā)電機(jī)組參與試驗(yàn)。

2流量控制閥變開度發(fā)電控制策略試驗(yàn)

2.1確定流量控制閥可調(diào)節(jié)量

系統(tǒng)發(fā)電期間，如果用固定流量控制閥開度，隨著壓力的降低，輸出電壓將逐漸減小，穩(wěn)定性欠佳。如果在電壓減小過程中，實(shí)時(shí)調(diào)整流量控制閥開度，則輸出電壓將發(fā)生改變。為了探討發(fā)電期間流量控制閥開度對(duì)系統(tǒng)輸出電壓的影響，利用液壓測(cè)試平臺(tái)及波浪能發(fā)電裝置液壓系統(tǒng)樣機(jī)進(jìn)行流量控制閥變開度發(fā)電控制策略試驗(yàn)。本試驗(yàn)選擇額定功率為1.0kW的發(fā)電機(jī)作為波浪能發(fā)電裝置液壓系統(tǒng)的試驗(yàn)機(jī)組，設(shè)定系統(tǒng)啟停壓力分別為8.0、6.0 MPa。在正式試驗(yàn)前，大致確定流量控制閥旋轉(zhuǎn)手柄的實(shí)際可調(diào)整角度，即流量控制閥實(shí)際可調(diào)節(jié)量，為后續(xù)試驗(yàn)合理分配旋轉(zhuǎn)角度提供參考。具體方法是將流量控制閥調(diào)節(jié)成多個(gè)不同開度，并在系統(tǒng)壓力到達(dá)某壓力（本文為7.0 MPa）時(shí)停止驅(qū)動(dòng)液壓缸運(yùn)動(dòng)，分別進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)，觀察輸出電壓情況。如圖3所示，當(dāng)閥的開度為O？及O？時(shí)，系統(tǒng)輸出電壓已大致無差別，由此基本確定開度O？為該閥的最大開度，此時(shí)旋轉(zhuǎn)手柄的調(diào)整角度即對(duì)應(yīng)流量控制閥實(shí)際可調(diào)節(jié)量。

2.2試驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)果

為更好地對(duì)調(diào)節(jié)流量控制閥開度之后的液壓系統(tǒng)發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行研究，假定發(fā)電過程中能量輸入系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)處于解耦狀態(tài)，即不考慮發(fā)電過程中能量輸入端對(duì)液壓系統(tǒng)的影響。因此，當(dāng)系統(tǒng)壓力到達(dá)啟動(dòng)壓力值時(shí)，即停止液壓測(cè)試平臺(tái)驅(qū)動(dòng)液壓缸的運(yùn)動(dòng)。由于配置的流量控制閥可調(diào)節(jié)量有限，本試驗(yàn)集中在8.0～7.0 MPa區(qū)間內(nèi)對(duì)該閥進(jìn)行3次調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時(shí)間點(diǎn)分別為系統(tǒng)壓力處于7.7、7.4、7.1 MPa時(shí)。當(dāng)系統(tǒng)壓力依次到達(dá)上述壓力值時(shí)，關(guān)閉液壓馬達(dá)前端電磁換向閥，調(diào)節(jié)流量控制閥旋轉(zhuǎn)手柄，使其開度適度增大。每次調(diào)整后，重新開啟電磁換向閥進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)。

圖4中曲線1、2分別是流量控制閥開度固定和經(jīng)3次調(diào)節(jié)后，系統(tǒng)輸出電壓對(duì)比情況?？煽闯?，在8.0～7.0 MPa壓力區(qū)間內(nèi)，每次增大流量控制閥開度，系統(tǒng)輸出初始電壓相較于調(diào)整前均有一定幅度的提高，減緩了輸出電壓因壓力降低而逐漸減小的趨勢(shì)，使其穩(wěn)定在較高水平。在該壓力區(qū)間內(nèi)，輸出電壓受流量控制閥及系統(tǒng)壓力的共同影響。在發(fā)電期間前36秒內(nèi)，經(jīng)多次調(diào)節(jié)流量控制閥開度后的系統(tǒng)最大輸出電壓差值為6.4 V，相較于流量控制閥固定時(shí)的17.6 V最大輸出電壓差值，電壓變化幅度有一定程度的減小。同時(shí)，輸出電壓標(biāo)準(zhǔn)差也由原先的5.3降至調(diào)整流量控制閥后的2.3，說明輸出電壓的波動(dòng)性減小，穩(wěn)定性得到提高。經(jīng)過3次調(diào)節(jié)后，流量控制閥已無多余調(diào)節(jié)量，系統(tǒng)即在該閥最大開度情況下輸出電壓，直至壓力降到6.0 MPa。此時(shí)輸出電壓僅受系統(tǒng)壓力影響，無法繼續(xù)維持較高水平輸出。曲線2相比于曲線1發(fā)電時(shí)長(zhǎng)較短，這是由于蓄能器所儲(chǔ)存的油液體積一定而瞬時(shí)輸出流量變大。

表1為流量控制閥開度變化前后系統(tǒng)輸出電壓對(duì)比情況。由表1可知，在流量控制閥的調(diào)節(jié)能力范圍內(nèi)，適度增大該閥開度可有效提高發(fā)電質(zhì)量，系統(tǒng)輸出平均電壓、最小電壓以及130、140 V以上發(fā)電時(shí)長(zhǎng)均得到提高。

2.3獲取比例流量控制閥輸入電信號(hào)的方法

2.3.1基于系統(tǒng)壓力尋找合適的比例閥開度

試驗(yàn)中，流量控制閥為普通手調(diào)式液壓閥，無法連續(xù)、精確地調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量，導(dǎo)致輸出電壓出現(xiàn)波動(dòng)，人工調(diào)節(jié)也較為繁瑣。為了更簡(jiǎn)便、精確地實(shí)時(shí)控制流量控制閥開度，可采用比例流量控制閥代替手調(diào)式流量控制閥。比例閥通過輸入電信號(hào)無級(jí)調(diào)節(jié)節(jié)流口開度，可連續(xù)、精確控制系統(tǒng)輸出流量。有兩種通過液壓測(cè)試平臺(tái)獲取比例流量控制閥輸入電信號(hào)的方法。方法1是基于不同系統(tǒng)壓力尋找合適的比例閥開度，如圖5a所示。

首先，通過計(jì)算或試驗(yàn)得到系統(tǒng)輸出所需電壓對(duì)應(yīng)的流量值，并以此流量值為標(biāo)準(zhǔn)賦予其一個(gè)適當(dāng)大小的公差，即在該公差范圍內(nèi)的流量均可視為標(biāo)準(zhǔn)流量。然后，將工作壓力區(qū)間劃分為若干連續(xù)小區(qū)間，利用液壓測(cè)試平臺(tái)尋找各小區(qū)間內(nèi)系統(tǒng)輸出標(biāo)準(zhǔn)流量對(duì)應(yīng)的比例閥輸入電信號(hào)。之所以將標(biāo)準(zhǔn)流量值設(shè)置上下限以及將壓力區(qū)間進(jìn)行劃分，而非基于某個(gè)流量值及連續(xù)的壓力點(diǎn)尋找對(duì)應(yīng)比例閥開度，是因?yàn)椴ɡ四馨l(fā)電裝置在實(shí)海況運(yùn)行發(fā)電時(shí)，系統(tǒng)壓力、流量易受前端波況的影響產(chǎn)生波動(dòng)，再加上相應(yīng)傳感器測(cè)量精度影響，可能導(dǎo)致比例閥頻繁接收電信號(hào)而改變開度，這樣將不利于控制系統(tǒng)的可靠性及比例閥的使用壽命。系統(tǒng)發(fā)電過程中，若在當(dāng)前壓力區(qū)間內(nèi)，輸出流量未在標(biāo)準(zhǔn)流量范圍內(nèi)，則關(guān)閉電磁換向閥停止發(fā)電。對(duì)比例閥輸入的電信號(hào)值適當(dāng)修正，重新將蓄能器充液至該壓力區(qū)間上限，再次進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)。若輸出流量達(dá)到要求，則記錄下此時(shí)比例閥所輸入的電信號(hào)值，并對(duì)下一個(gè)壓力區(qū)間進(jìn)行重復(fù)發(fā)電試驗(yàn)，以建立數(shù)據(jù)庫(kù)。試驗(yàn)過程中，可對(duì)劃分的壓力區(qū)間合理調(diào)整，使輸出流量均在標(biāo)準(zhǔn)流量范圍內(nèi)。

2.3.2基于比例閥開度尋找對(duì)應(yīng)壓力區(qū)間

方法2為基于比例閥開度尋找對(duì)應(yīng)壓力區(qū)間，是逆向獲取比例閥有效輸入電信號(hào)的方法，如圖5b所示。當(dāng)比例閥輸入某一電信號(hào)值時(shí)，選擇合適的啟動(dòng)壓力值進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)，尋找輸出流量為標(biāo)準(zhǔn)流量時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓力區(qū)間，并賦予比例閥其他電信號(hào)值進(jìn)行相同試驗(yàn)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)。這樣，當(dāng)發(fā)電過程中系統(tǒng)壓力位于某個(gè)壓力區(qū)間內(nèi)時(shí)，便可找到相應(yīng)比例閥開度需輸入的電信號(hào)值，得到標(biāo)準(zhǔn)流量。比例閥電信號(hào)的選擇應(yīng)適當(dāng)多且連續(xù)，使相應(yīng)的各壓力區(qū)間覆蓋到整個(gè)系統(tǒng)工作壓力區(qū)間。需注意的是，當(dāng)比例閥開度較大時(shí)，所選取系統(tǒng)啟動(dòng)壓力值不宜過大，防止發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過其額定轉(zhuǎn)速。

3梯度發(fā)電控制策略試驗(yàn)

3.10.5和1.0 kW發(fā)電機(jī)梯度發(fā)電

波浪能發(fā)電裝置實(shí)海況運(yùn)行時(shí)，若某時(shí)段內(nèi)波況較佳，裝置前端能量源源不斷輸入，則電機(jī)可能處于連續(xù)發(fā)電狀態(tài)，系統(tǒng)壓力甚至逐漸增大。為了匹配波浪能發(fā)電裝置輸入端能量，可在能量輸出端再加入一個(gè)發(fā)電機(jī)組，并在系統(tǒng)到達(dá)某個(gè)壓力值時(shí)啟動(dòng)發(fā)電，共同輸出電能，這種發(fā)電策略即為梯度發(fā)電控制策略。該發(fā)電策略可使波浪能發(fā)電裝置適應(yīng)不同的海況，充分利用波浪能。為了驗(yàn)證該發(fā)電模式的可行性，利用液壓測(cè)試平臺(tái)對(duì)液壓系統(tǒng)樣機(jī)開展試驗(yàn)研究。在波浪能裝置實(shí)際運(yùn)行中，不同額定功率的發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)不同的啟停壓力值，具體啟停壓力值的確定需由發(fā)電機(jī)相關(guān)參數(shù)、液壓系統(tǒng)極限壓力及所處海域波況共同決定。

本試驗(yàn)主要是為了驗(yàn)證梯度發(fā)電模式的可行性，根據(jù)液壓系統(tǒng)的極限壓力、液壓測(cè)試平臺(tái)的實(shí)際工作能力，通過液壓測(cè)試平臺(tái)模擬一種較佳波況進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)中，設(shè)置額定功率0.5、1.0 kW發(fā)電機(jī)啟動(dòng)壓力值分別為7.0、7.5 MPa，停止壓力值分別為6.5、7.0 MPa，驅(qū)動(dòng)液壓缸運(yùn)行周期5 s，位移0.3 m。由圖6可知，在保持當(dāng)前驅(qū)動(dòng)液壓缸運(yùn)行速度不變的情況下，0.5 kW發(fā)電機(jī)處于連續(xù)發(fā)電狀態(tài)，而1.0 kW發(fā)電機(jī)處于間歇發(fā)電狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)壓力逐漸升至7.0 MPa時(shí)，0.5 kW發(fā)電機(jī)開始發(fā)電，此時(shí)壓力仍呈上升趨勢(shì)，表明油液輸入速度大于馬達(dá)消耗速度，油液呈凈流入狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)壓力升至7.5 MPa時(shí)，1.0kW發(fā)電機(jī)同時(shí)開始發(fā)電，此時(shí)壓力不再繼續(xù)上升而呈下降趨勢(shì)，表明油液輸入速度小于馬達(dá)消耗速度，油液呈凈流出狀態(tài)。在兩發(fā)電機(jī)共同作用下，系統(tǒng)壓力逐漸降至7.0 MPa，1.0kW發(fā)電機(jī)停止發(fā)電，此時(shí)系統(tǒng)重新開始升壓，如此循環(huán)往復(fù)。

整個(gè)發(fā)電周期內(nèi)，0.5 kW發(fā)電機(jī)輸出功率始終維持在約200 W，1.0 kW發(fā)電機(jī)的加入基本未對(duì)其功率輸出產(chǎn)生影響。兩發(fā)電機(jī)同時(shí)發(fā)電時(shí)，系統(tǒng)平均及最高輸出總功率分別為625、638 W，共同發(fā)電時(shí)長(zhǎng)約18s。通過采用梯度發(fā)電控制策略，即在系統(tǒng)壓力為7.5 MPa時(shí)，將1.0 kW發(fā)電機(jī)接入能量輸出端，系統(tǒng)輸出總功率由約200 W提高至638 W，輸入端能量得到更大程度的利用，改善了系統(tǒng)輸出端與輸入端能量的匹配性。若采用單臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)電策略，發(fā)電機(jī)輸出功率將不再提高，而輸入端能量仍在上升，能量利用率較低。

3.21.0和2.0 kW發(fā)電機(jī)梯度發(fā)電

圖7是對(duì)額定功率1.0、2.0 kW發(fā)電機(jī)采用梯度發(fā)電策略時(shí)系統(tǒng)發(fā)電情況。保持當(dāng)前驅(qū)動(dòng)液壓缸運(yùn)行速度不變，并設(shè)置2.0 kW發(fā)電機(jī)啟動(dòng)、停止壓力分別為8.0、7.5 MPa。與前一組試驗(yàn)類似，1.0 kW發(fā)電機(jī)處于連續(xù)發(fā)電狀態(tài)，而2.0kW發(fā)電機(jī)處于間歇發(fā)電狀態(tài)。當(dāng)兩發(fā)電機(jī)同時(shí)發(fā)電時(shí)，由于系統(tǒng)輸入功率一定而發(fā)電機(jī)總負(fù)載功率有較大提升，導(dǎo)致1.0kW發(fā)電機(jī)輸出功率出現(xiàn)快速下降現(xiàn)象，但系統(tǒng)輸出總功率仍有較大幅度的提高。1.0kW發(fā)電機(jī)單獨(dú)發(fā)電時(shí)，系統(tǒng)平均及最高輸出功率分別為478、499 W;兩發(fā)電機(jī)同時(shí)發(fā)電時(shí)，系統(tǒng)平均及最高輸出總功率分別為932、985W，共同發(fā)電時(shí)長(zhǎng)約9s。通過在系統(tǒng)壓力為8.0 MPa時(shí)，將2.0 kW發(fā)電機(jī)接入能量輸出端，系統(tǒng)輸出總功率由約500W提高至985 W。相比于第1組試驗(yàn)，輸出總功率數(shù)值及幅度有了更大程度的提高，說明第2組發(fā)電機(jī)組合顯然更適合本試驗(yàn)?zāi)M的波況。對(duì)實(shí)際的液壓式波浪能發(fā)電裝置而言，具體發(fā)電機(jī)組合及接入時(shí)間，可根據(jù)波浪能裝置所在海域波況、液壓系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)相關(guān)參數(shù)靈活制定，若試驗(yàn)條件允許，在海試前可通過液壓測(cè)試平臺(tái)開展試驗(yàn)研究確定。

3.3梯度發(fā)電控制策略實(shí)現(xiàn)條件

由上述2組試驗(yàn)結(jié)果可知，在液壓系統(tǒng)前端能量持續(xù)輸入的情況下，接入另一個(gè)發(fā)電機(jī)組共用該套液壓系統(tǒng)可有效提高整體瞬時(shí)輸出功率及能量利用率。共同發(fā)電期間，在不同功率組合形式下，原先發(fā)電機(jī)的功率輸出會(huì)受到接入發(fā)電機(jī)不同程度的影響，共同發(fā)電時(shí)長(zhǎng)也有所不同。需說明的是，在實(shí)海況中實(shí)現(xiàn)梯度發(fā)電控制策略有一定條件，除了波浪能發(fā)電裝置所處海域需擁有豐富的波浪能資源，還要求液壓缸缸徑大、行程大、數(shù)量多，以利于能量俘獲機(jī)構(gòu)在每個(gè)行程中盡可能多地為系統(tǒng)提供油液。同時(shí)，就中國(guó)波浪能資源而言，發(fā)電裝置中各發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)壓力值相差不宜過大，否則可能導(dǎo)致僅1臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)電的情況出現(xiàn)。事實(shí)上，為了實(shí)現(xiàn)梯度發(fā)電控制策略，在上述2組成驗(yàn)過程中進(jìn)行了多次發(fā)電機(jī)組的啟停壓力值的調(diào)整，可見實(shí)現(xiàn)該策略的條件較為嚴(yán)格。

4結(jié)論

1）波浪能發(fā)電裝置發(fā)電期間，通過逐步調(diào)節(jié)增大流量控制閥開度，可在一定時(shí)間內(nèi)保持輸出電壓相對(duì)穩(wěn)定，減緩電壓下降趨勢(shì)，提高發(fā)電質(zhì)量。

2）提出兩種基于液壓測(cè)試平臺(tái)建立比例流量控制閥有效輸入電信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，可為后續(xù)通過電信號(hào)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確控制流量控制閥開度提供思路。

3）在液壓系統(tǒng)前端輸入能量持續(xù)且大于后端能量輸出的情況下，發(fā)電期間系統(tǒng)壓力逐步增大，能量存在過剩情況。采用梯度發(fā)電控制策略，可提高瞬時(shí)輸出功率及能量利用率，提升發(fā)電裝置在實(shí)海況運(yùn)行時(shí)的自適應(yīng)性。

上述試驗(yàn)驗(yàn)證了對(duì)液壓式波浪能發(fā)電裝置采用流量控制閥變開度發(fā)電控制策略有利于保持輸出電壓的相對(duì)穩(wěn)定，同時(shí)驗(yàn)證了梯度發(fā)電控制策略的可行性及其對(duì)系統(tǒng)輸出功率的積極影響。未來相關(guān)發(fā)電裝置的研發(fā)設(shè)計(jì)中可考慮將兩種控制策略結(jié)合，以更科學(xué)地利用波浪能資源。

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EXPERIMENTAL STUDY ON POWER GENERATION CONTROLSTRATEGY OF HYDRAULIC WAVE ENERGY CONVERTER

Li Qiang，GuoYi，WangXiangnan，Jia Ning

（National Ocean Technology Center，Tianjin 300112，China）

Abstract：Taking the hydraulic system of a wave energy converter（WEC）with several generators as the research object，thecomposition and working principle of the hydraulic system are introduced，and the experimental study on two power generation controlstrategies are carried out through the self-made hydraulic test platform.The power generation control strategy of changing the opening offlow control valve is first tested.The results show that using this control strategy can stabilize the output voltage for a period of time andimprove the power generation quality.Two methods based on hydraulic test platform to obtain the ffective input electrical signal of theproportional flow control valve are also proposed.Secondly，the gradient power generation control strategy is realized by connectinggenerator sets to the output end of the hydraulic system.The data results confirm that the gradient power generation control strategy caneffectively improve the instantaneous output power and enhance the adaptability of the WEC under different wave conditions.Theconditions for realizing this control strategy in actual sea conditions are discussed preliminary.

Keywords：oceanenergy;waveenergy;hydraulicsystem;control strategy