海洋能源转换器声发射的分析与控制
系统与控制
2026-04-14 v2 系统与控制
信号处理
摘要
环境许可证是海洋可再生能源商业化部署的关键瓶颈。本研究提出了一种控制工程框架，用于在不影响项目可行性的前提下减缓潮流电转换器的声学风险。采用MATLAB/Simulink构建潮流电转换器模型，评估两种不同的减缓层级：（1）结构性修改，比较齿轮感应发电机与直驱永磁同步发电机；（2）运行控制，分析换频和最大功率点跟踪系数调谐的影响。结果表明，降低换频无效，仅能显著增加功率电子损耗（增加2000%以上），而声学效益微乎其微。相反，直驱永磁同步发电机结构显著降低声压水平，有效消除机械声波。对于现有齿轮系统，通过降低最大功率点跟踪系数1.2倍可减少超过临时阈值位移限制的概率，从而降低对海洋哺乳动物的影响，同时仅导致3.58%的能量产出损失。这些发现提出了分层减缓策略：对于声学敏感场所，选择直驱拓扑结构；在关键生物迁徙期间，利用最大功率点跟踪系数进行功率削减作为瞬时运行模式。
引用
@article{arxiv.2509.08656,
title = {Analysis and Control of Acoustic Emissions from Marine Energy Converters},
author = {Jiaqin He and Max Malyi and Jonathan Shek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.08656},
year = {2026}
}
备注
A major revision, reframed as an engineering study of acoustic emissions with environmental compliance as a constraint. Methods, results, and discussion substantially expanded, figures updated. Supersedes the review oriented presentation in the previous version