1、當今世界正被能源問題嚴重困擾，減少溫室氣體的排放也已在全球范圍內(nèi)達成共識。目前，可再生清潔能源發(fā)展迅速，對于被海洋覆蓋的地球來說，海洋能源也在其中占據(jù)著重要位置，它令人興奮但技術發(fā)展尚未成熟，大多數(shù)發(fā)電裝置仍處于試驗探索階段，如何有效降低世界對化石燃料與天然氣的依賴、改變?nèi)藗兪褂脗鹘y(tǒng)能源的生活習慣日益重要。除此之外，不僅僅局限于對波浪能的捕獲，為達到更高的能源利用效率，世界范圍內(nèi)對于不穩(wěn)定電能的后處理方案與實時監(jiān)控技術都提出了更高的要求

2、，本文通過捕獲裝置關鍵部件設計、監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件設計和試驗研究三方面對波浪能發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)展開研究。
　　本文積極響應我國“十三五”規(guī)劃對可再生能源利用提出的新要求，以工程項目實際應用為出發(fā)點，以提高設備發(fā)電效率為目標，在對波浪能發(fā)電設備波浪吸收裝置機械結構學習了解的前提下，對發(fā)電設備的第一級能量捕獲裝置進行了優(yōu)化與創(chuàng)新設計，重點針對發(fā)電裝置中的第三級發(fā)電系統(tǒng)與電能后處理系統(tǒng)進行研究與設計，并對數(shù)據(jù)傳輸與監(jiān)測系統(tǒng)進行研究與搭建，以試驗

3、驗證設計的合理性與可行性，本文的主要研究內(nèi)容包括：
　　1）指出當前能源危機形勢，分析波浪能發(fā)電目前的主要技術難點，對波浪能捕獲機構進行研究，并提出本文在發(fā)電裝置的三個階段的具體研究內(nèi)容；
　　2）提出系統(tǒng)專用新型雙向發(fā)電葉輪與發(fā)電機結構設計方案，葉輪的設計思路來自于成熟的風力發(fā)電機設計理論和軸流泵葉輪設計理論，并測算出直徑622mm的葉輪設計數(shù)據(jù)；根據(jù)發(fā)電機的設計原理，結合波浪能的特點，設計出500W的細長型、集中繞組、少

4、槽多極的水下密封永磁發(fā)電機；
　　3）設計出配套的完整的電能后處理系統(tǒng)，從整流、Boost單元、鋰電池、DC/DC單元到逆變單元進行原理研究和設計，軟硬件結合，對系統(tǒng)CPU進行編程設計；采用占空比擾動的PID控制策略獲取葉輪最佳尖速比，發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能進行后處理以及其平穩(wěn)高效率利用；在Matlab/Simulink環(huán)境下仿真，將海水流速作為動力源輸入控制系統(tǒng)，最終獲得較高的獲能系數(shù)與在210V-220V左右穩(wěn)定的電壓，滿足電能后

5、處理的設計要求；
　　4)監(jiān)測系統(tǒng)通過 GPRS無線通信獲取發(fā)電設備電流、電壓、功率等數(shù)據(jù)，采用雙通道數(shù)據(jù)傳輸，通過CPU控制信息存儲器及中斷時間，并使用VB開發(fā)設計上位機軟件，與遠程設備實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋O(jiān)測功能；
　　5）搭建實驗室試驗系統(tǒng)，分別對葉輪、發(fā)電機以及電能控制系統(tǒng)進行搭建與實物試驗，獲得試驗數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析結論得出發(fā)電系統(tǒng)與其控制效果滿足海試要求；在設備海上試驗中，記錄相關實際試驗數(shù)據(jù)，通過對試驗過程中各項數(shù)據(jù)的分