[发明专利]一种基于移动平均分析模型的海洋波浪发电装置控制方法

说明书

本发明公开了一种基于移动平均分析模型的海洋波浪发电装置控制方法，首先利用带有数据存储功能的传感器，采集并存储海洋波浪波高的历史值和当前值；然后，通过建立移动平均分析模型，在分析海洋波浪波高的历史值和当前值的基础上，预测未来一段时间内的海洋波浪波高；最后，根据预测值，进行海洋波浪发电装置运动状态的优化控制，从而提高海洋波浪发电装置把波浪能转换成电能的效率。

技术领域

本发明公开了一种基于移动平均分析模型的海洋波浪发电装置控制方法，属于数据分析和控制领域。

背景技术

海洋波浪发电装置的作用是把海洋波浪能转换成电能，然后向海上平台和偏远岛屿上的用电设备进行供电，或者进行远距离并网输电。在较少的资金投入的情况下，如何能够最大化地把海洋波浪能转换成电能，成为当前海洋波浪发电技术领域的热门问题。根据能量传递和机械振荡理论，只有海洋波浪发电装置的运行频率与海洋波浪的运行频率达到共振的条件下，才能够最大化地把海洋波浪能转换成电能。因此，根据海洋波浪波高的历史值和当前值，进行未来某一时间段内的海洋波浪波高计算分析，并在此基础上，进行海洋波浪发电装置的优化控制，显得尤为重要。

通常情况下，计算分析未来某一时间段内的海洋波浪波高数据序列，主要有一种方法，具体是：在海洋波浪发电装置的波前某一距离点装设波高传感器采集装置，在采集到当前位置的波高之后，根据波高传感器采集装置与海洋波浪发电系统之间的距离和波浪向前传播的速度，进而对海洋波浪发电系统实施优化控制，从而使海洋波浪发电系统与当前海洋波浪波高的运行频率达到共振；针对该方法，需要在海洋中独立地安装波高传感器采集装置，不仅增加了安装工程的实施费用，也降低了海洋波浪面积的利用效率，尤其是针对大规模的海洋波浪发电阵列而言。

发明内容

技术问题：本发明提供一种能够准确地实施海洋波浪发电装置的优化控制，使海洋波浪发电装置的运行效率最大化的基于移动平均分析模型的海洋波浪发电装置控制方法，

技术方案：本发明的基于移动平均分析模型的海洋波浪发电装置控制方法，包括以下步骤：

步骤1：根据海洋波浪的运动频率大小，选取数据序列个数N，并利用传感器采集和存储海洋波浪波高的历史值和当前值，得到数据序列X(N)；

步骤2：对步骤1得到的数据序列X(N)进行差分运算；

步骤3：对数据序列X(N)进行标准化处理，并对标准化处理后的数据序列，进行相关性分析；

步骤4：建立移动平均分析模型，并基于该模型预测未来某一段时间内的海洋波浪波高；

步骤5：根据步骤4计算得到的未来某一段时间内的海洋波浪波高数值，采用锁存控制法，对海洋波浪发电装置进行优化控制。

进一步的，本发明方法中，所述步骤1中采用的传感器对于海洋波浪波高的采集频率不低于30赫兹。

进一步的，本发明方法中，所述步骤2中根据下式进行差分运算：

H(n)＝X(n)-X(n-1)

其中n＝1，2，Λ，N表示数据序列的个数，H(n)为差分运算的结果，X(n)为第n个数据序列，X(n-1)为第n-1个数据序列。

进一步的，本发明方法中，所述步骤3中根据下式对数据序列X(N)进行标准化处理：

B(n)＝(H(n)-Ux)/m

其中，B(n)为标准化处理结果，U_x是数据序列的平均值，H(n)为差分运算的结果，

进一步的，本发明方法中，所述步骤3中采用耶尔-瓦克尔方程组进行相关性分析。

进一步的，本发明方法中，所述步骤4中根据下式计算未来某一时间段内的海洋波浪波高：