波浪能是一种清洁可再生的新能源,能量密度大、可开发前景广阔,可在未来新能源发电中担任重要角色,在世界能源结构向低碳转型的过程中起到至关重要的作用。但波浪运动无序、随机、时变,传统控制方法控制下的波浪发电系统效率低下、不稳定性,难以商业化发展。本文以直驱式波浪发电系统作为研究对象,提出以优化系统功率控制、实现MPPT控制为目的方案。根据牛顿第二定律和等效电路原理,分析浮子受力情况,获得波浪能最优捕获条件和系统最优负载公式,结合永磁直线电机数学模型,得出最大波浪能捕获对应的控制期望。传统BP神经网络、粒子群优化算法应用于直驱式波浪发电系统功率优化,易陷入局部最优,提出纵横交叉算法方案。通过纵、横交叉算子自动寻优功能,跟踪系统共振条件下的q轴电流与电机电磁力并获得其最优值,实现系统功率优化控制。分析波能转换装置水动力方程,确定最大波能功率下的最优电磁力输出,并以此为波浪发电系统的控制目标;利用以Clark-Park坐标变换为基础的空间矢量调制电流控制,实现整个系统控制。采用反步滑模变结构控制策略,结合速度外环控制、电流内环控制以及李雅普诺夫函数,针对不规则、随机多干扰实际海况,降低反步法对系统参数依赖并削减滑模变结构中的抖振现象,提高了系统稳定性、抗干扰性,优化系统期待电流跟踪,实现最优功率状态跟踪控制。基于Matlab/Simulink的环境仿真,结果表明,在不规则海浪输入环境下,基于纵横交叉算法的控制方法能有效提高系统波能捕获效率及功率输出。反步滑模控制方案能够在不规则波浪输入情况下,实现波浪发电系统的最大波能捕获控制,相较于传统PI控制,有着更为优越的控制性能。