振荡扑翼波浪能发电装置系统建模与仿真

为了实现波浪能的采集与高效转换,提出一种振荡扑翼波浪能发电装置,通过采集机构、液压转换系统和电能变换及储能系统将随机波浪能转换为稳定的电能。基于扑翼与波浪耦合受力分析,设计波浪能采集机构方案;为了能量高效转换和保证液压系统稳定性,创成一种含多腔液压缸的液压转换系统;根据储能单元的额定电能需求,进行电能变换及储能系统方案设计与元件参数计算;基于多能域键合图理论和AMESim仿真软件,建立包括机-液-电的整体虚拟样机仿真模型;搭建仿振荡扑翼波浪能发电装置试验平台,模拟规则波浪进行试验,验证系统的有效性。研究结果表明,在三级海况和四级海况下振荡扑翼波浪能发电装置发电效率分别可以达到61.5%和66.2%,能够有效采集波浪能,实现电能的稳定输出并储存到蓄电池中。试验结果证明了振荡扑翼波浪能发电装置工作原理和参数设计的合理性。研究结果为波浪能发电装置的设计与开发提供了理论基础与参考。     

新型波浪能发电平台的设计

论文针对波浪能发电的特征,提出了一种新型的波浪能发电方法,对发电装置进行了设计。通过对海洋环境的研究,对波浪能发电装置所处的载体平台进行了设计,给出了新型波浪能发电平台的总体设计。论文通过对非工况下该发电平台发电效率的计算,对其应用前景进行了评估。     

波浪能发电系统

海浪总是周而复始、昼夜不停地拍击着海岸，其中所蕴藏的波浪能是一种取之不尽的可再生能源。为了简便有效地利用这一能源，俄罗斯科研人员不久前研制出了一种原理简单、成本较低的实验型波浪能发电系统。[第一段]     

IPS波浪发电实验模型的建立

波浪能是取之尽的清洁可再生能源。我国海岸线漫长,海域辽阔,波浪能的蕴藏非常丰富,对波浪能发电的研究有很好的实用价值。开关磁阻发电机具有重量轻,易维护,能量转换效率高,可控参数多、可控性好的特点,比较适合应用于波浪发电 领域。介绍了利用开关磁阻发电机为能量转换器的IPS波浪能发电系统实验模型的组成与设计。该系统为研究基于开关磁阻发电机的IPS波浪能发电系统的控制、能源的变换和利用、整流与逆变、蓄电池的智能充放电等课题提供了实验平台。最后,利用该模型得出了一些初步实验结果。     

四浮子振荡扑翼波浪能发电装置设计与研究

为了实现波浪能的高效采集与稳定的电能输出，提出一种浮子半径为2.5 m的四浮子振荡扑翼波浪能发电装置的设计方案。基于多腔油缸液压转换系统，创成一种多腔油缸液压转换与合并系统，确定了系统的组成及工作原理，以及采集机构、液压转换与合并系统各元件参数。运用AQWA仿真扑翼角位移响应，AMESim搭建采集机构、多腔油缸液压转换与合并和电能变换与储能系统仿真模型，搭建仿振荡扑翼波浪能发电装置试验平台，模拟规则波浪进行试验与仿真研究。研究结果表明：在三、四级波浪作用下，四浮子振荡扑翼波浪能发电系统能够稳定工作，其蓄电池组平均输入功率分别为46.5 kW与56.5 kW,总容量为300 Ah的蓄电池组分别需要1.42 h与1.17 h充满；试验验证了四浮子振荡扑翼波浪能发电装置发电原理的合理性和可行性，研究成果为阵列式波浪能发电装置的开发与研究奠定了理论基础。     

筏式液压波浪发电装置系统仿真实现

针对海洋波浪能资源利用,设计一种大型筏式液压波浪发电装置,介绍了该装置的总体结构及其液压发电系统组成,利用AMESim与Simulink分别建立其液压与发电控制系统仿真模型,通过AMEsim与Simulink联合仿真使得该类复杂的波浪能发电系统的计算机仿真实现及设计方案可行性验证成为可能,从而对关键设计参数进行优化,并根据我国近海波浪特征,使系统各参数达到最优匹配性,开发一种适合于我国近海应用的筏式波浪发电装置。     

基于STM32的波浪能发电装置远程监测系统

针对波浪能发电装置的监测需求,结合波浪能发电装置的工作环境,设计了一个基于STM32的波浪能发电装置远程监测系统,该监测系统包括数据采集处理模块、数据远程传输模块以及数据监控终端三部分。数据监控终端通过数据远程传输模块与数据采集处理模块建立通信,数据监控终端向数据采集处理模块发送查询信息,数据采集处理模块将监测数据按照Modbus通信协议打包,通过数据远程传输模块发送至数据监控终端。实验结果表明,该监测系统运行可靠,可以满足发电装置远程监测的需要。     

波浪能捕获及发电装置研究进展与技术分析

针对目前波浪能发电成本高、结构复杂、能量转换效率低等问题,对波浪能发电的基本原理、新型发电装置及相关新技术进行了研究。具体对直线电磁型、压电型和电活性聚合物型波浪能发电装置进行了总结和分析,探究了点吸式、振荡水柱式、振荡摇摆式和筏式等波浪能捕获装置的工作原理、优缺点、适用场合和应用前景,特别对新型的波浪能发电技术—介电弹性体发电机进行了分析和探究;同时对波浪能发电技术的进一步发展提出了建议。研究结果表明,对比其他方式的波浪能捕获装置,基于介电弹性体的波浪能装置发电成本更低,结构更加简单,能量转换效率更高。     

波浪能发电半物理仿真试验技术研究

波浪能发电装置下海部署前评估其发电系统性能对装置的研发至关重要.目前评估方式主要有计算机仿真和实验室水池试验或者海试.计算机仿真依赖于精确的数学模型,实验室水池测试和海试耗资大,且小模型物理试验有时难以准确反映原型的实际情况.为了解决这一问题,研究一套能模拟波浪作用的半物理仿真试验平台,通过在仿真回路中接入真实的发电系统,并设计一套液压驱动系统实时复现波浪作用下浮子的运动,无需实验室水池或者海试便可实现装置下海部署前对其发电系统性能进行测试.为验证半物理仿真试验方案的可行性,以中国典型海况为例,以筏式波浪能发电装置为研究对象,设计制造出半物理仿真试验平台.在此基础上,研究液压驱动系统的跟踪性能和发电系统的性能.结果表明,所设计的液压驱动系统能很好地复现波浪作用下两筏体间的相对纵摇运动,半物理仿真试验平台的测试结果能较好地反映发电系统的性能.研究成果为模拟波浪能发电和评估其发电系统性能提供一种相对廉价又有效的试验方式.     

波浪能发电装置功率特性现场测试分析方法研究

随着我国波浪能发电装置研发的迅速发展,多批波浪能发电装置均已开始投入实海况运行,提出系统可靠的波浪能发电装置功率特性评价方法日益迫切。参考国际电工委员会发布的波浪能发电装置功率特性测试规程,围绕波浪能发电装置运行特点以及测试海域实际海况测量情况,提出包括准备阶段、测试阶段、数据处理阶段以及功率特性分析阶段的完整的波浪发电装置标准化测试系统。应用提出的测试方法,对我国自主研发的"万山号"波浪能发电装置及布放海域进行波浪能发电装置功率特性测试,测试结果验证了方法的可行性,为波浪发电装置技术创新打下了基础,为波浪能发电装置功率特性的评估提供了技术支持。     

摆式海洋波浪能量转换原理与应用

摆式海洋波浪能量转换装置具有转换效率高、成本较低等优点,将会越来越多地用于发电系统并接入电网。该文介绍摆式海洋波浪能发电装置的基本原理,综述国内外几种典型的摆式波浪发电装置及其运行情况,包括日本推摆式波浪发电装置、中国大管岛悬挂摆式波浪发电装置、芬兰WaveRoller海浪发电机和英国WRASPA波浪发电装置等的液压转换原理和特点。     

波浪能发电装置及其液压系统研究现状和发展前景

波浪能是品质最高的海洋能,是一种取之不竭的清洁能源,随着能源危机和各种环境问题的出现,世界各大国已争相进入了对波浪能进行开发利用的时代。对波浪能发电装置的原理及分类进行了简要介绍,研究了波浪能发电装置普遍使用的液压系统转换装置及其仿真技术研究现状,并对波浪能及波浪能发电装置液压系统及其仿真技术的发展前景进行了展望。     

基于北斗系统的浪流发电装置及监测系统设计

因海洋能不稳定、难以实现独立或并网供电,上海海洋大学将波浪能和潮流能进行耦合发电,成功研制出具有原创性的浪流一体化柔性浪轮式发电装置,发电装置远离海岸且海洋环境恶劣无人值守,应用导航系统进行实时定位及监控十分必要。分析了北斗卫星导航系统在海洋监测中运用的必要性,设计了基于北斗系统的浪流发电实时监测系统及通讯系统。实际应用表明北斗卫星导航系统以其高精度、高接收率、全天候、具备短报文通信功能等特点,在海洋能发电实时监测中有着不可替代的优势。     

基于北斗系统的浪流发电装置及监测系统设计CSCD

因海洋能不稳定、难以实现独立或并网供电,上海海洋大学将波浪能和潮流能进行耦合发电,成功研制出具有原创性的浪流一体化柔性浪轮式发电装置,发电装置远离海岸且海洋环境恶劣无人值守,应用导航系统进行实时定位及监控十分必要。分析了北斗卫星导航系统在海洋监测中运用的必要性,设计了基于北斗系统的浪流发电实时监测系统及通讯系统。实际应用表明北斗卫星导航系统以其高精度、高接收率、全天候、具备短报文通信功能等特点,在海洋能发电实时监测中有着不可替代的优势。     

波浪能多腔油缸液压转换系统设计与研究

以振荡扑翼波浪能发电装置的液压转换系统为研究对象,设计一种含有多腔油缸的液压转换系统,将波浪能转换为可利用的机械能。以波浪能高效采集和液压转换系统稳定输出为原则,设计一种多腔油缸并确定液压转换系统的组成及各元件的具体参数。针对不同海况,通过改变电磁阀换挡策略,实现对波浪能的采集,调节蓄能器的个数和预充压力使液压系统高、低管路的压力保持稳定,通过液压马达能够稳定输出机械能。运用AMESim仿真平台搭建采集机构和液压转换系统模型,模拟3级、4级和5级海况下采集机构的运动响应作为系统输入,分析液压转换系统的有效性、输出稳定性和转换效率。仿真结果验证,所设计的液压转换系统通过改变电磁阀换挡策略,能够实现对波浪能的高效采集,并有效提高液压转换系统的稳定性和转换效率。为振荡扑翼波浪能发电装置的液压转换系统的开发与研究奠定了理论基础。     

振荡浮子式波浪能发电装置液压系统仿真与改进

为了使波浪能发电装置在发电过程中更加稳定,采用了液压系统进行传动。该装置采用振荡浮子、连杆、并联液压缸进行波浪能的收集;采用蓄能器充当液压马达的动力源,并提出改进方法。通过理论计算,结合AMESim软件对整个液压回路进行仿真对比,进一步验证理论的正确性。     

摆式海洋波浪发电原理与事例

海洋波浪能作为一种绿色可再生能源,各国政府正在竞相开发利用.分析海洋波浪发电装置的原理,综述日本悬挂摆式波浪能发电装置、英国Oyster浮力摆式近岸波浪能量转换装置、芬兰WaveRoller近岸海底波浪发电装置、澳大利亚BioWAVE波浪发电装置、挪威Langlee漂浮双摆板摆式波浪发电装置等国外五种摆式波浪发电装置,为我国海洋能源开发提供借鉴和参考.     

浅水域探测型无人水下航行器波浪能发电系统设计

为了实现浅水域探测型无人水下航行器(Unmanned underwater vehicle,UUV)探测设备水下长时间工作,提出波浪能发电系统,可以将近水面的波浪能收集转化为电能。详细叙述永磁发电机的原理结构及设计参数;根据Lagrange方程建立系统的数学模型;采用Runge-Kutta方法求解简化的运动方程,研究不同海况条件下对发电性能的影响。研究结果表明提出的波浪能发电系统是合理可行的,在一般海况下,能够满足探测设备的能源需求。同时表明频率与幅度以及耦合横摇对发电性能影响比较大,而耦合垂荡对其影响基本可以忽略。研究结果将为后期波浪能发电系统的工程试验提供一定的理论依据。     

基于波浪能的海洋浮标发电系统

波浪能是一种新型的清洁能源,近几年提出多种对波浪能进行开发的方案,但大多都是在波浪和发电机之间加入转化装置,这样效率低,成本高。为简化波能转化装置,提高波浪能的利用率,降低波能转化装置的成本,设计一套基于波浪能的海洋浮标发电系统,可以直接将波浪能转化为电能。详细叙述海洋浮标发电系统方案设计;并对海洋浮标进行运动建模和参数推导分析;基于Matlab对发电机在不同海况下进行仿真,得到空载电压波形,根据波形理论分析出影响发电机性能的主要因素为波高和频率。理论分析及仿真结果可以指导导磁结构的圆筒型直线发电机的理论研究,并为基于波浪能的海洋浮标发电系统的工程应用提供依据。     

飞轮电池对风光互补发电系统电压波动的改善研究

在风光互补发电系统独立运行时,由于风速和光照强度的随机变化,风光发电单元的输出功率也会随之变化。负载功率也具有可变性,使得系统功率难以保持平衡,从而引起系统电压波动,影响电能质量。针对这一问题,该文将飞轮电池并联在系统的交流母线上,根据风光发电单元的输出功率和负载消耗功率的差值,采用双环控制策略控制飞轮电池的输出功率,实现系统功率平衡,达到抑制电压波动和改善电能质量的目的。最后对风光输出功率大于负载功率和风光输出功率小于负载功率这两种功率不平衡的情况进行了仿真分析,结果表明飞轮电池可以快速平衡系统的瞬时功率,稳定电压,满足电能质量的要求。