1.一种用于满足交直流独立供电的波浪能发电系统,其特征在于:所述波浪能发电系统包括波浪能捕获驱动装置(1)、永磁同步发电机(2)、机侧变流器(3)、储能系统(5)、直流负荷(6)、直流光伏系统(7)、网侧变流器(8)和交流负荷(9);所述波浪能捕获驱动装置(1)驱动永磁同步发电机(2)运行发电;所述机侧变流器(3)的交流侧与永磁同步发电机(2)的定子输出侧连接,机侧变流器(3)用于控制永磁同步发电机(2)的定子电流;所述机侧变流器(3)与网侧变流器(8)的直流侧互联;所述储能系统(5)、直流负荷(6)和直流光伏系统(7)并联接入机侧变流器(3)与网侧变流器(8)之间;所述网侧变流器(8)的交流侧为就地的交流负荷(9)提供交流母线;所述网侧变流器(8)、直流光伏系统(7)和储能系统(5)均就近与各类用电场景中的交直流负荷就地部署;机侧变流器(3)运行时,无功电流的指令目标Isd_ref设定为0;波浪能发电系统中预先设定控制目标与控制逻辑,实现波浪能的最大能量捕获与交直流多样负荷持续可靠供电,无需额外的能量管理调度系统的运行控制,降低系统运行管理难度,适于在海洋偏远地区的独立供电运行;具体的:所述机侧变流器(3)运行于P/Q模式,控制永磁同步发电机(2)的定子电流,实现对波浪能的最大能量捕获;所述永磁同步发电机(2)运行于MPPT模式;所述储能系统(5)中,蓄电池组并联接入BUCK-BOOST双向斩波器的低压侧;所述BUCK-BOOST双向斩波器的高压侧并联接入直流母线,蓄电池组通过BUCK-BOOST双向斩波器进行充放电控制,蓄电池组经BUCK-BOOST型双向斩波器控制运行于恒电压输出模式,控制机侧变流器(3)与网侧变流器(8)之间直流母线(4)电压的稳定,保障机侧变流器(3)与网侧变流器(8)的稳定运行以及直流负荷(6)的可靠供电;所述网侧变流器(8)运行于V/F模式,输出幅值、频率稳定的三相电压,保障交流负荷(9)的稳定运行;所述直流光伏系统(7)运行于最大能量捕获模式;所述机侧变流器和网侧变流器均采用三相半桥VSR结构,所述三相半桥VSR结构进行整流状态、逆变状态的转换及直流侧电压、交流侧有功/无功功率的快速精确控制。
2.根据权利要求1所述的一种用于满足交直流独立供电的波浪能发电系统,其特征在于:所述波浪能捕获驱动装置(1)、永磁同步发电机(2)以及机侧变流器(3)均安置于波浪能发电装置的本体装置中。
3.根据权利要求1所述的一种用于满足交直流独立供电的波浪能发电系统,其特征在于:所述机侧变流器(3)与网侧变流器(8)的直流侧通过直流母线(4)互联;所述储能系统(5)、直流负荷(6)并联接入直流母线(4)。
4.根据权利要求3所述的一种用于满足交直流独立供电的波浪能发电系统,其特征在于:所述机侧变流器(3)与网侧变流器(8)之间的直流母线(4)采用海底电缆。
5.根据权利要求3所述的一种用于满足交直流独立供电的波浪能发电系统,其特征在于:所述直流光伏系统(7)与储能系统(5)和直流负荷(6)并联接入直流母线(4)。
6.根据权利要求1所述的一种用于满足交直流独立供电的波浪能发电系统,其特征在于:所述机侧变流器(3)和网侧变流器(8)均采用三相半桥VSR结构。
7.根据权利要求6所述的一种用于满足交直流独立供电的波浪能发电系统,其特征在于:所述三相半桥VSR结构包括第一功率开关管(G1)、第二功率开关管(G2)、第三功率开关管(G3)、第四功率开关管(G4)、第五功率开关管(G5)、第六功率开关管(G6);第一续流二极管(D1)、第二续流二极管(D2)、第三续流二极管(D3)、第四续流二极管(D4)、第五续流二极管(D5)、第六续流二极管(D6);直流滤波电容(C1);以及第一交流三相滤波电感(L1)、第二交流三相滤波电感(L2)、第三交流三相滤波电感(L3);所述第一功率开关管(G1)、第三功率开关管(G3)和第五功率开关管(G5)的漏极均接到直流侧直流滤波电容(C1)的正极;所述第一功率开关管(G1)、第三功率开关管(G3)和第五功率开关管(G5)的源极分别与第二功率开关管(G2)、第四功率开关管(G4)和第六功率开关管(G6)的漏极相连接;所述第二功率开关管(G2)、第四功率开关管(G4)和第六功率开关管(G6)的源极均接到直流侧直流滤波电容(C1)的负极;所述第一续流二极管(D1)、第三续流二极管(D3)、第五续流二极管(D5)、第二续流二极管(D2)、第四续流二极管(D4)和第六续流二极管(D6)分别反并联在第一功率开关管(G1)、第三功率开关管(G3)、第五功率开关管(G5)、第二功率开关管(G2)、第四功率开关管(G4)和第六功率开关管(G6)的漏--源极之间;所述第一交流三相滤波电感(L1)、第二交流三相滤波电感(L2)、第三交流三相滤波电感(L3)为交流侧滤波电感;所述第一功率开关管(G1)、第二功率开关管(G2)、第三功率开关管(G3)、第四功率开关管(G4)、第五功率开关管(G5)、第六功率开关管(G6)的通断控制,用于实现所述三相半桥VSR结构整流状态、逆变状态的转换及直流侧电压、交流侧有功/无功功率的控制。
8.根据权利要求5所述的一种用于满足交直流独立供电的波浪能发电系统,其特征在于:所述储能系统(5)采用蓄电池组储能,蓄电池组并联接入BUCK-BOOST双向斩波器的低压侧,BUCK-BOOST双向斩波器的高压侧并联接入直流母线,蓄电池组通过BUCK-BOOST双向斩波器进行充放电控制。
9.根据权利要求8所述的一种用于满足交直流独立供电的波浪能发电系统,其特征在于:所述BUCK-BOOST双向斩波器包括储能电感(L4)、第七功率开关管(G7)、第八功率开关管(G8)和第七续流二极管(D7)、第八续流二极管(D8);蓄电池组的正极经储能电感(L4)接到第七功率开关管(G7)的漏极和第八功率开关管(G8)的源极;所述第七功率开关管(G7)的源极接入蓄电池组的负极,第八功率开关管(G8)的漏极接入直流母线(4);所述第七续流二极管(D7)、第八续流二极管(D8)分别反并联到第七功率开关管(G7)、第八功率开关管(G8)的漏--源极之间;所述第七功率开关管(G7)及第八功率开关管(G8)的通断控制,用于实现能量在低压侧与高压侧之间的双向调节。
10.根据权利要求8或9所述的一种用于满足交直流独立供电的波浪能发电系统,其特征在于:所述储能系统(5)中,BUCK-BOOST双向斩波器的控制逻辑为:将来源于直流母线(4)的电压采样值Udc与直流母线(4)的电压控制目标Udc_ref进行比较,通过PI环节得到BUCK-BOOST双向斩波器的电感电流控制目标值,经过实际电感电流i L 的比较,再经PI环节,得到相应的脉冲信号;得到的脉冲信号输送至BUCK-BOOST双向斩波器的功率开光管,进而实现对直流母线电压的恒定控制。
11.根据权利要求1-9任一所述的一种用于满足交直流独立供电的波浪能发电系统,其特征在于:所述机侧变流器(3)的运行控制逻辑为:采用dq旋转坐标系下的有功、无功解耦控制算法,将永磁同步发电机(2)的实时转速n与最大能量捕获所需的转速目标值n_ref进行比较,通过PI环节,得到有功电流指令目标Isq_ref,结合无功电流的指令目标Isd_ref,分别通过PI环节,计算得出旋转坐标系下的电压的控制目标值Vsd_ref和Vsq_ref,经过Park矩阵变换,计算出两相静止坐标系下的电压控制目标,再通过SVPWM信号调制算法得到脉冲信号,输出至机侧变流器(3)中的功率开关管中,对永磁同步发电机(2)设定转速目标值n_ref的跟踪,实现波浪能的最大能量捕获。
12.根据权利要求1-9任一所述的一种用于满足交直流独立供电的波浪能发电系统,其特征在于:所述网侧变流器(8)的运行控制逻辑为:网侧变流器(8)运行V/F模式,控制系统实时采样网侧变流器(8)输出的三相交流电压值,经与三相交流电压目标值的比较后,经PI环节,得到输出电流在两相旋转坐标系下的控制目标值,再经PI环节以及SVPWM信号调制算法得到脉冲信号,进而输出至网侧变流器(8)中的功率开关管中,产生幅值、频率稳定的三相电压,保障交流负荷的用电需求。
13.一种权利要求1所述的用于满足交直流独立供电的波浪能发电系统的运行控制方法,其特征在于:所述方法包括:所述波浪能捕获驱动装置(1)驱动永磁同步发电机(2)运行发电;所述机侧变流器(3)运行于MPPT模式,控制永磁同步发电机(2)的定子电流,实现对波浪能的最大能量捕获;机侧变流器(3)运行时,无功电流的指令目标Isd_ref设定为0;所述储能系统(5)中,蓄电池组经BUCK-BOOST型双向斩波器控制运行于恒电压输出模式,控制机侧变流器(3)与网侧变流器(8)之间直流母线(4)电压的稳定,保障机侧变流器(3)与网侧变流器(8)的稳定运行以及直流负荷(6)的可靠供电;所述网侧变流器(8)运行于V/F模式,输出幅值、频率稳定的三相电压,保障交流负荷(9)的稳定运行;波浪能发电系统中预先设定控制目标与控制逻辑,实现波浪能的最大能量捕获与交直流多样负荷持续可靠供电。