本书主要涵盖波能转换装置及波浪发电系统的结构原理、模型分析，以及相关控制系统的设计与应用等，并对波浪发电系统的最大波能捕获、多自由度波能转换装置设计、波浪发电机设计和阵列式波浪发电系统优化控制等关键技术进行了详细论述。全书力求贯彻理论与实际相结合的原则，既阐明基本概念和基本原理，也给出典型波浪发电系统设计与控制的具体过程，同时反映波浪发电系统设计与控制的新技术、新成果和实际应用的新动态，目的在于给广大波浪发电系统研究者提供一部技术较为全面、内容新颖的著作，并积极推进我国海上新能源的开发与利用。
本书可供从事波浪发电系统设计与控制的相关人员参考，也可作为高等院校电气工程与海洋科学等专业本科生、研究生的参考教材。

方红伟，副教授，硕士生导师，IEEE高级会员。2007年于天津大学获博士学位，2009年作为高级访问学者赴西班牙加泰罗尼亚理工大学学习交流。现任职于天津大学电气自动化与信息工程学院电气工程系，主要研究方向为电机设计与控制、新能源发电等。担任国家自然科学基金函评专家、科技部项目评审专家、天津市/北京市/浙江省科委项目函评专家、教育部学位与研究生教育评估工作平台评审专家等，《中国电机工程学报》、《电工技术学报》等期刊的审稿人。
作为项目负责人主持国家自然科学基金项目3项、天津市自然科学基金项目3项、教育部博士点基金项目1项、中国博士后科学基金面上项目1项、天津大学自主创新项目1项、天津大学研究生创新人才培养项目1项，并参与了10余项国家和省部级项目的工作。发表学术论文60余篇，其中SCI/EI检索46篇。以第一发明人获授权国家发明专利15项。作为主要参加者，曾获教育部科技进步奖一等奖和天津市科技进步奖一等奖等奖项。同时，获天津大学第六届“我心目中的十佳好导师”、天津大学本科毕业设计优秀指导教师等荣誉称号。

前言
第1章 绪论
1.1 波浪发电概述
1.1.1 波能的特点与分布
1.1.2 波浪发电发展历史
1.2 波能转换装置的种类
1.2.1 按安装形式分类
1.2.2 按安装位置分类
1.2.3 按能量传递方式分类
1.2.4 按波能吸收类型分类
1.2.5 按工作原理分类
1.3 波能转换装置锚泊系统
1.3.1 单元波能转换装置锚泊系统
1.3.2 波能转换装置阵列锚泊系统
1.4 波浪发电机的种类与性能
1.4.1 波浪发电机种类
1.4.2 波浪发电机性能
1.5 波浪发电控制技术
1.5.1 波能转换装置控制
1.5.2 波浪发电系统机械传动系统控制
1.5.3 波浪发电机变特性曲线控制
1.5.4 波浪发电并网控制
参考文献
第2章 波能转换装置的基本原理
2.1 波浪理论
2.1.1 微幅波理论
2.1.2 有限振幅波理论
2.2 浮子式波浪发电系统
2.2.1 数学模型
2.2.2 典型应用
2.3 鸭式波浪发电系统
2.3.1 数学模型
2.3.2 典型应用
2.4 聚波水库式波浪发电系统
2.4.1 数学模型
2.4.2 典型应用
2.5 截止式波浪发电系统
2.6 衰减式波浪发电系统
2.6.1 数学模型
2.6.2 典型应用
参考文献
第3章 浮子式波浪发电系统数学建模
3.1 浮子式波浪发电系统工作原理
3.1.1 浮子式波浪发电系统的机械原理
3.1.2 浮子式波能转换装置数学模型
3.1.3 浮子式波浪力的计算方法
3.2 浮子式波浪发电系统的受力分析
3.2.1 浮力
3.2.2 波浪压力
3.2.3 海水黏滞阻力
3.2.4 重力和系链拉力
3.2.5 缆绳张力
3.3 浮子式波浪发电系统的仿真分析
3.3.1 仿真参数
3.3.2 结果与分析
3.4 改进型浮子式波浪发电系统
3.4.1 浮子式波浪发电系统
3.4.2 传统结构波能转换装置
3.4.3 环形结构波能转换装置
3.5 环形波能转换装置的仿真分析
3.5.1 装置数学模型
3.5.2 结果与分析
3.6 质量可调浮子设计和调节方法
3.6.1 质量可调浮子设计
3.6.2 基于质量可调浮子的波浪发电系统
3.6.3 质量可调浮子的优化调节方法
3.7 质量可调浮子软件建模与仿真
3.7.1 质量可调浮子3D建模
3.7.2 质量可调浮子幅值响应分析
3.7.3 计算精度对比
参考文献
第4章 波浪发电系统的全电气化模拟
4.1 复振动和相量
4.2 机电相似性原理
4.3 波浪发电系统的电气化模拟
4.3.1 第一类电气化模拟
4.3.2 二类电气化模拟
4.3.3 机械元件的电气化模拟
4.4 波浪发电系统的全电气化
4.4.1 系统建模
4.4.2 系统对应的电路模型
4.4.3 缆绳的电气化模拟分析
4.4.4 全系统的完整电气化模拟电路
4.4.5 系统特性分析
4.5 波浪发电系统全电气化模拟仿真
4.5.1 控制器设计
4.5.2 参数计算
4.5.3 正弦波浪下的系统响应
4.6 基于质量可调浮子的直驱式波浪发电系统全电气化模拟
4.6.1 系统的电气化模拟
4.6.2 系统仿真
4.7 全电气化波浪发电实验系统
4.7.1 实验室级模拟电路
4.7.2 实验系统平台
参考文献
第5章 波浪发电机设计
5.1 波浪发电机研究现状
5.2 低速永磁同步波浪发电机
5.2.1 电磁设计
5.2.2 有限元分析
5.3 永磁同步直线波浪发电机
5.3.1 电磁设计
5.3.2 优化设计
5.3.3 有限元分析
5.4 双转子永磁同步波浪发电机
5.4.1 电磁设计
5.4.2 有限元分析
5.5 磁性齿轮复合多端口波浪发电机
5.5.1 电磁设计
5.5.2 有限元分析
参考文献
第6章 波浪发电系统的最大波能捕获与稳定控制
6.1 开关磁阻电机动态参考电流最大波能捕获控制
6.1.1 最大波能捕获控制方法
6.1.2 波能捕获装置力分析
6.1.3 控制策略与仿真验证
6.2 基于混合储能的系统稳定控制
6.2.1 波浪发电混合储能系统拓扑结构
6.2.2 混合储能系统充放电控制策略
6.2.3 混合储能协调控制算法
6.2.4 波浪发电混合储能系统仿真研究
6.3 波浪发电系统的比例谐振控制
6.3.1 比例谐振控制原理
6.3.2 比例谐振控制仿真
6.4 无功补偿对波浪发电系统稳定性的影响
6.4.1 TCSC对波浪发电系统的潮流控制作用
6.4.2 TCSC对波浪发电系统的暂态稳定影响
参考文献
第7章 多自由度波浪发电系统
7.1 概述
7.1.1 多自由度波浪发电简介
7.1.2 多自由度波浪发电的研究现状
7.1.3 多自由度波浪发电的难点与机遇
7.2 多自由度波能转换装置
7.2.1 液压式多自由度波能转换装置
7.2.2 压电式多自由度波能转换装置
7.3 多自由度波浪发电系统建模
7.3.1 坐标系的选择
7.3.2 浮