本發明屬于海洋能源利用技術領域，尤其涉及一種可變力矩式波浪能發電裝置輸入力矩的控制方法。

背景技術：

海洋波浪的波高、波長及其頻率變化具有隨機性，導致波浪中蘊藏的能量是不穩定，不連續的。這造成了大部分波浪能裝置轉化效率低，投入成本大等問題。為了提高波浪能轉化裝置的轉化效率，降低投資成本，一方面可從裝置的優化設計考慮，使裝置具有優良的水動力性能。如英國愛丁堡大學設計的“點頭鴨式”波浪能轉化裝置，中國中科院廣州能源所設計的“鷹式”波浪能轉化裝置，由于具有獨特的吸能結構，拓展了波浪能轉化頻帶寬度，因而提高了波浪能轉化效率。但上述波浪能裝置一旦制造完成后，其裝置的固有頻率就不再發生變化，影響了波浪能轉化效率的進一步提高。另一方面，相位控制（包括鎖存控制、頻率控制等）策略也被應用于波浪能轉化裝置中，使得裝置的固有頻率可以隨著波浪頻率變化，從而產生共振效應，擴大波浪能的轉化效率。但相位控制策略在應用過程中往往需要準確預測波浪的未來變化趨勢，因而在波浪能裝置實際運行時難以實現。

技術實現要素：

本發明針對上述現有技術存在的問題做出改進，即本發明所要解決的技術問題是提供一種可變力矩式波浪能發電裝置輸入力矩的控制方法，可隨波浪實時波況的變化而自適應調節波浪能的輸入力矩，從而改變裝置的固有頻率,進而提高波浪能捕獲效率。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種可變力矩式波浪能發電裝置輸入力矩的控制方法，所述可變力矩式波浪能發電裝置包括主筏體、多組振蕩浮子、多組浮子力臂、多組滑軌、多組電液推桿、多組曲柄搖桿裝置、多個支點、阻尼板、樁體，所述控制方法包括如下步驟：

獲取單位時間采樣波高值；

根據所述采樣波高值調整可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩。

進一步的，根據所述采樣波高值計算出可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能計算輸入力矩，并檢測可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩，當可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩不等于根據所述采樣波高值計算出可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能計算輸入力矩時，調整可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩，使其等于根據所述采樣波高值計算出可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能計算輸入力矩。

進一步的，調整可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩的具體步驟為：

（1）設定波高采樣時間間隔T，多組浮子力臂上滑軌長度為L；

（2）設定有功波浪能工作波高范圍，波高下限，波高上限；

（3）檢測采樣波高值h(i)，h(i)為所述第i個采樣波高值；

（4）判斷采樣波高值是否在有功波浪能工作波高范圍內，若不在有功波浪能工作波高范圍內，則停止可變力矩式波浪能發電裝置工作；

（5）若<h(i)<，根據實際波高計算電液推桿支點在滑軌上的位置，即可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能計算輸入力矩，計算公式：

；

（6）檢測電液推桿支點在滑軌上的實際位置，即可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩，若，則重復（3）~（5）步驟；

（7）若，調整電液推桿支點在滑軌上的實際位置，即調整可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩，使，再重復（3）~（6）步驟。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

（1）本發明可根據波浪波高和頻率的實時變化情況，主動改變電液推桿的支點位置，自適應調節波浪能實際輸入力矩，從而改變裝置的固有頻率，進而提高波浪能的轉化效率。

（2）本發明所提供的控制方法不需要預測未來波浪參數，容易在實際海洋環境中實現波浪能控制策略，獲得更高的能量轉化效率。

附圖說明

圖1為本發明的工作流程圖；

圖2 為可變力矩式波浪能發電裝置的構造示意圖。

其中，1-主筏體、2-振蕩浮子、3-浮子力臂、4-滑軌、5-電液推桿、6-曲柄搖桿裝置、7-支點、8-阻尼板、9-樁體。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下將結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

如圖1~2所示，一種可變力矩式波浪能發電裝置輸入力矩的控制方法，所述可變力矩式波浪能發電裝置包括主筏體1、多組振蕩浮子2、多組浮子力臂3、多組滑軌4、多組電液推桿5、多組曲柄搖桿裝置6、多個支點7、阻尼板8、樁體9，所述控制方法包括如下步驟：

獲取單位時間采樣波高值；

根據所述采樣波高值調整可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩。

進一步的，根據所述采樣波高值計算出可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能計算輸入力矩，并檢測可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩，當可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩不等于根據所述采樣波高值計算出可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能計算輸入力矩時，調整可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩，使其等于根據所述采樣波高值計算出可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能計算輸入力矩。

進一步的，調整可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩的具體步驟為：

（1）設定波高采樣時間間隔T，多組浮子力臂3上滑軌4長度為L；

（2）設定有功波浪能工作波高范圍，波高下限，波高上限；

（3）檢測采樣波高值h(i)，h(i)為所述第i個采樣波高值；

（4）判斷采樣波高值是否在有功波浪能工作波高范圍內，若不在有功波浪能工作波高范圍內，則停止可變力矩式波浪能發電裝置工作；

（5）若<h(i)<，根據實際波高計算電液推桿5支點7在滑軌4上的位置，即可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能計算輸入力矩，計算公式：

；

（6）檢測電液推桿5支點7在滑軌4上的實際位置，即可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩，若，則重復（3）~（5）步驟；

（7）若，調整電液推桿5支點7在滑軌4上的實際位置，即調整可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩，使，再重復（3）~（6）步驟。

本發明中，如圖2所示的可變力矩式波浪能發電裝置的構造示意圖，所述的主筏體1和多組振蕩浮子2均漂浮于海面上，阻尼板8位置在海面下，漂浮于海水中，主筏體1與阻尼板8通過樁體9固定相連，波高儀安裝于主筏體1的下部，用以獲取采樣波高值h(i)；所述的多組曲柄搖桿裝置6的一端分別安裝于主筏體1上，多組曲柄搖桿裝置6的另一端分別與多個支點7連接，所述多個支點7分別與多組電液推桿5固定連接，可滑動的安裝在多組浮子力臂3開設的滑軌4上，所述多組電液推桿5的另一端連接在主筏體1上；所述的多組浮子力臂3的內端固定安裝于主筏體1的艙壁上，多組浮子力臂3的外端分別固定安裝有一用于漂浮于海面上吸收波浪能量的多組振蕩浮子2上。當需要調整可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩，也就是電液推桿5支點7在滑軌4上的實際位置時，控制器按照保存在程序存儲器中的程序算法計算獲得電液推桿5的控制信號，驅動電液推桿5伸長和縮短，改變電液推桿5支點7在滑軌4的位置，進而改變可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能實際輸入力矩，使其等于根據所述采樣波高值計算出可變力矩式波浪能發電裝置的波浪能計算輸入力矩。

顯然，本領域的技術人員應該清楚，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，也可以分布在多個計算裝置上。進一步的，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。