半潜式多浮体波浪能发电装置的水动力性能分析

为缓解能源危机及环境恶化,加大对可再生能源的开发利用,本文将点吸收式与筏式波浪能转换技术相结合,提出一种半潜式多浮体波浪能发电装置。该装置主要由中央漂浮平台、振荡浮子、液压系统及驱动臂组成,将多个振荡浮子布放于海面上并采集波浪能。为了提高装置的波浪能采集效率,利用AQWA水动力仿真软件对波浪能发电装置进行建模仿真分析,改变模型中浮子的质量、尺寸及结构等参数进行频域计算并分析单个浮子的频域响应;同时对单个浮子及装置整体在波高为1 m,波浪周期分别为5 s和3 s的海况下的时域响应特点进行分析。结果表明：浮子吃水部分的几何形状对于浮子附加质量及波浪激励力影响较大;同时当浮子的直径为2 m且浮子结构为圆柱形时,浮子的垂荡振幅更大,说明在波浪频率较低时更有利于最大限度地捕获波浪能,提升装置整体效率;而对于波浪频率较高海域,应当适当增加浮子直径,减轻浮子重量,采用圆锥形浮子,从而更有利于浮子捕获波浪能。采用最优浮子结构后,装置的波浪能捕获宽度比提升约95%,说明选用合适的浮子结构能够有效地提升装置的波浪能采集效率。     

阵列浮子式波浪能发电装置的水动力性能分析

阵列布置是浮子式波浪发电装置的未来趋势,为研究阵列浮子的水动力性能,文章提出了一种阵列浮子式波浪能发电装置,叙述了该装置的工作原理,基于势流理论对振荡浮子的水动力特性进行理论分析,在此基础上建立了仿真分析模型,并利用水动力分析软件AQWA分析了单个浮子在不同吃水下的频域响应RAO值,设计了工程样机并开展了海试试验,通过工程样机的实海况运行对理论分析和仿真结果进行了验证。机组试验数据表明,合理优化布置的阵列浮子对整个波浪能发电系统的稳定高效功率输出有很大作用,文章研究结果对进一步优化阵列浮子式装置的结构奠定了基础,具有一定工程意义和学术价值。     

基于差分进化的波浪能转换装置阵列优化

针对如何有效利用波浪辐射和散射以提升波浪发电系统效率的问题,提出采用差分进化算法对波浪能转换装置阵列进行优化排布。差分进化算法全局搜索能力强并且计算时间少;同时,差分进化算法在精度和收敛速度上没法两全且可能会陷入局部解,为了使优化结果更准确,引入了自适应变异算子的概念对差分进化算法进行改进,改进后的算法收敛速度相对较快而且结果准确度高。结合改进算法,分别针对不同浮子数目的阵列进行优化与对比分析。仿真结果表明,阵列规模越大,浮子之间的互补作用越大,波浪能转换装置的效率越高,这验证了所提阵列优化方案的有效性。     

波浪能转换装置中双浮子特性的数值研究

本文提出了以船形大浮子和陀螺形小浮子组合的双浮子波浪能发电试验平台,并针对陀螺形浮子展开了仿真研究。通过改变陀螺浮子的锥顶半径尺寸,建立了陀螺形浮子在波浪水平和竖直冲击作用下的受力和变形模型,分析了其对波浪的适应特性、功率特性以及效率特性,并对影响浮子受力和变形的关键参量进行了优化分析。仿真结果表明,陀螺形浮子作为漂浮式试验平台的波浪能捕获装置是合理的。     

波浪能发电技术研究进展

波浪能是一种清洁可再生的新型能源,已经吸引了各国研究者的目光,开展了相关的研究并已取得一定的成果。文章介绍了各种波浪能发电装置的原理,对海洋波浪能发电装置进行了分类,总结了几种典型海洋波浪能发电装置的优缺点,列举了一些国内外较为成功的波浪能示范电站,并针对现阶段国内外研究现状指出今后波浪能发电装置的发展趋势及前景。     

压水板式后弯管波浪能发电装置的试验研究

提出了一种带有压水板的新颖后弯管波浪能发电装置,旨在提高后弯管波浪能发电装置的俘获宽度比,拓宽装置响应频宽。建立了压水板式装置物理模型,并在波浪水槽中开展物理模型试验,通过气压测量结合流量–气压关系式计算得到装置俘获转换的气动能量。研究了喷嘴比、锚泊点位置、吃水深度对装置性能的影响,并对比了一系列波浪要素条件下压水板式装置与常规型式装置的性能。发现在测试波周期范围内压水板式装置的最大俘获宽度比常规型式的大13.8%,俘获宽度比>70.0%的频响宽度比常规型式的宽21.9%,压水板实现了增效宽频作用。     

液压式波浪能发电装置日电能输出量预测

波浪能的随机性、波浪能发电装置的不同类型,均对波浪能发电装置的发电能力产生了重要影响,准确预测波浪能发电装置的电能输出对电力调度控制带来极大便利。基于波浪能发电装置的分类和原理,分析了液压式波浪能发电装置的能量转换过程,建立了装置输出功率的预测模型,推导了具体模型参数。在此基础上,以鹰式“万山号”为实例确定了预测模型,并用实海况试验数据验证了该预测模型的准确性和预测方法的有效性。     

波浪能发电技术研究进展

波浪能是一种清洁可再生的新型能源,已经吸引了各国研究者的目光,开展了相关的研究并已取得一定的成果。文章介绍了各种波浪能发电装置的原理,对海洋波浪能发电装置进行了分类,总结了几种典型海洋波浪能发电装置的优缺点,列举了一些国内外较为成功的波浪能示范电站,并针对现阶段国内外研究现状指出今后波浪能发电装置的发展趋势及前景。     

海洋波浪能发电研究进展

海洋波浪能是一种清洁、无污染的可再生能源。首先根据波浪能发电装置的拾能原理和转换原理,按一次转换、中间转换及二次转换进行了分类,并对国内外已有波浪能发电装置的发展和特点进行了分析,总结了主要波浪能发电装置的优缺点,指出了波浪能发电的关键问题和发展趋势。     

波浪能发电控制技术研究综述

开展波浪能发电技术控制方面的研究可有效平抑电力输出的波动性,显著提升电能质量,对充分利用波浪能具有积极意义。为了让研究人员全面了解当前的研究水平和未来研究方向,对近年来国内外波浪能发电系统控制技术的研究情况进行了梳理和总结。基于国内外波浪能发电控制技术的研究成果,对波浪能发电控制技术的分布情况及热点问题进行分析;以波浪能发电装置安装位置、波浪能能量转换方式、功率输出方式为分类依据,对波浪能发电系统进行介绍;以最大功率点跟踪控制和电能质量控制为线索对波浪能发电控制技术进行分类,对控制原理、技术特点和应用情况进行对比分析。最后,对该领域后续的研究方向进行探讨和展望。该研究成果能为波浪能发电的高效转换和稳定输出控制研究提供参考。     

多浮摆式采能装置的水动力学模拟

多浮摆式采能装置是利用多块浮摆采集波浪能的新型波浪能发电装置。文章基于三维频域势流理论,采用数值模拟方法计算了多浮摆和单浮摆的水动力性能,并分析了浮摆间距对多浮摆水动力性能的影响。结果表明,多浮摆间的相互作用会产生异于单浮摆的共振峰值,间距对多浮摆的水动力影响呈现先增大后减小的趋势。     

嵌入式故障录波装置结构浅析

分析了非嵌入式与嵌入式故障录波装置的功能结构,对比了该两种不同结构录波装置的优缺点,重点介绍了嵌入式故障录波装置的功能特点。     

基于PDA的电能计量装置异常分析系统

归纳了将近6000种电能计量装置常见故障接线,给出了故障接线情形下更正系数及退补电量的计算方法,设计了基于PDA的电能计量装置异常分析计算系统.系统可以根据电能计量装置异常参数,方便快捷第计算更正系数及退补电量,并把异常日志及时地发送到中心服务器.     

基于改进扰动观察法的直驱波浪发电最大功率跟踪控制

为改善直驱型波浪发电系统在波浪突变情况下的功率捕获效果,分析系统运动频域模型,导出系统输出有功功率与永磁直线发电机等效阻抗的频域空间关系曲线。针对该曲线在三维空间变化特点,提出交替施加变步长扰动的扰动观察法。变步长扰动,易在最大功率点较大范围内陷入局部最优,为此提出依据区域斜率变化,改变扰动步长的控制策略。基于MATLAB/Simulink环境,搭建系统仿真模型,仿真结果表明,在波浪突变情况下,改进控制策略能有效提高系统最大功率跟踪的抗干扰能力,系统能较快地重新追踪到最大功率点附近。     

Experimental and theoretical analyses on power generation characteristics of co-axial MHD energy conversion device

Experiments on power generation were conducted under the open-circuit condition to validate theoretical analyses on the power generation characteristics of a co-axial MHD energy conversion device. Considering distribution of externally applied magnetic field and the electromotive force induced by the rotation of the conductive inner cylinder, the results show that the experimental open-circuit voltage was lower than the theoretical one for the wide channel width, whereas the experimental open-circuit voltage was higher than the theoretical one for the narrow channel width. The inclination of the inner cylinder might cause the decrease in effective radial ratio.     

电化学储能在新能源发电侧的应用分析

随着我国可再生能源发电装机容量不断增加,以及新能源发电配置定量储能的政策陆续出台,电化学储能发展呈现爆发式增长趋势。本文首先从电化学储能电池本体技术、储能系统集成技术、储能系统运行控制策略3个方面阐述了电化学储能技术的发展现状和特点;然后基于已实施的新能源储能项目典型案例,分析了当前新能源发电侧储能的应用方向、实现功能及技术特点,并提出了储能在新能源发电侧的主要应用功能和技术研究趋势;最后对储能技术在未来新能源发电侧的应用前景和发展趋势进行了展望,指出了4个方向。