基于WFT的直驱式波浪能发电系统自抗扰功率优化控制

黄俊豪，杨俊华，蔡浩然，林巧梅

（1.广东工业大学 自动化学院，广东 广州 510006；2.广州市市政工程设计研究总院有限公司，广东 广州510000；3.惠州工程职业学院 智能工程系，广东 惠州 516023）

0 引言

海洋波浪能具有清洁无污染、储量丰富、能量密度高等优点。据统计，海洋波浪能每年能够提供的电能超过2 TW，可满足目前全球的用电需求，所以波浪能发电技术发展潜力巨大[1]，[2]。

永磁直驱波浪能发电系统通过振荡浮子吸收波浪能，然后直接驱动电机将波浪能转换为电能，由于整个发电过程无机械传动装置，所以波浪能的转换效率较高[3]。提高波浪能捕获效率是波浪能发电的关键技术，当振荡浮子的运动速度和频率同外界波浪力的运动方向和频率一致时，振荡浮子和波浪会发生共振，此时波浪能捕获率和系统输出功率值最大[4]。

直驱式波浪能发电系统中的直线电机具有强耦合和强非线性的特点，电力电子器件会引起电流畸变及谐波分量，再加上输入海浪周期长和随机性强的特点，导致传统PID控制策略无法精确跟踪最大功率曲线[5]。根据振动浮子共振条件，文献[6]提出了阻尼力和刚度力的概念，通过分解q轴电流，结合PID控制器控制阻尼力与刚度力，并通过大电容平滑海浪不规则波动与噪音引起的功率波动，但该方案的电流分解过程繁复，实际应用操作难度大。通过对控制对象施加扰动，对比寻优，扰动观测法能有效提高波浪能捕获效率，优化发电系统的功率输出[7]，[8]。……