摘要：波浪能是海洋能的一種，是清潔能源，中國波浪能的理論儲量為7000萬千瓦左右。波浪能發電裝置，先將波浪通過機械液壓裝置，轉換成動能，通過傳動機構帶動發電機發電。該發電機發出的電能需要通過電能變換系統，實現海上到岸上的電能傳輸，進而實現儲能并網發電。以DSP為核心控制單元，設計了海上升壓變換裝置和岸上的儲能及能量管理裝置。

　　關鍵詞：波浪能;升壓;儲能;能量管理

　　波浪能發電電能變換系統在系統中起著重要作用。一方面需要對發電機輸出的電壓進行升壓傳輸;另一方面，波浪能本身是不穩定的，波浪比較小的時候，甚至都不足以提供整個系統的輔助電能，所以需要儲能，需要電能變換系統效率高。系統控制器根據前級機械裝置的功率，通過能量管理裝置對波浪能發電的并網功率進行控制。本文對海上升壓儲能變換器及水上能量管理單元的硬件、軟件進行設計。

　　1硬件電路設計

　　海上升壓變換器分為兩級升壓。第一級升壓對發電機輸出的交流電進行整流并做功率因數校正，同時對電池B1進行充電。第二級升壓將電池電壓升高到1000V，實現遠電能距離傳輸。第一級升壓電路的輸入是發電機，發電機轉速是變化的，電壓也是從0開始上升到額定值的，不需要軟起電路。第二級升壓電路的輸入是電池，為了避免閉合電池開關K1時候二極管D6過流損壞，設計了由K1、K2、R1組成的軟起切換電路。先閉合開關K2，待電容C2的電壓與電池電壓接近了，再閉合K1斷開K2，由電阻R1進行限流，從而實現軟啟動。

　　由Buck變換器和并網逆變器組成。Buck變換器將海上傳輸過來的1000V高壓變換成并網逆變器可以承受的電壓，并接受主控計算機的指令，實現對并網功率的實現。并網逆變器選用成熟的光伏并網逆變器，工作穩定可靠。

　　2軟件設計

　　一級升壓限流充電變換器軟件設計。一級升壓限流充電變換器軟件主要實現的功能有對發電機輸出的電能進行功率因數校正，同時對蓄電池進行充電，與液壓控制器進行RS485Modbus通信，實時接收液壓控制器的充電電流參數。二級升壓變換器軟件設計。二級升壓變換器主要實現升壓傳輸，軟件需要實現Boost電路的數字控制，采用電流內環、電壓外環的雙閉環串級控制系統。能量管理變換器軟件設計。能量管理變換器軟件實現的主要功能有實現Buck變換器的雙閉環控制，與主控計算機進行RS485Modbus通信，對Buck電路的輸出功率進行控制。

　　能量管理變換器和主控計算機的Modbus數據幀格式。最大功率點的電壓與接收到的功率成正比。增加功率控制環，實際功率小于接收到的功率則電流給定限值增加，Buck電壓上升，光伏逆變器的輸出功率也上升;反之實際功率大于接收到的功率則電流給定限值減小，Buck電壓下降，光伏并網逆變器的輸出功率也下降。

　　3樣機實驗及工程經驗

　　只做了一臺額定功率為2kW的實驗樣機。控制芯片采用TI的TMS320F28335。在實驗室波浪模擬裝置上實驗，系統能正常給蓄電池充電，實現高壓傳輸，并穩定并網發電。在海邊進行了實際工況實驗，實際工況下，波浪能具有周期長、電壓波動大的特點，需要盡可能吸收波浪能到蓄電池中，維持系統待機、不宕機，對系統運行參數做了多次迭代優化。

　　電力論文范例：基于單片機的光伏追日系統設計

　　4結束語

　　本文為波浪能發電裝置的電能變換系統及其數字控制提供了一個設計參考，實際證明該方案穩定可靠，系統能穩定發電，并且系統待機功耗小。可以為波浪能發電系統的后續研究提供實際經驗，具有參考價值。

　　參考文獻

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　　作者：尹玲