风力/光伏/波浪能混合发电系统的应用研究

简要介绍了山东即墨大管岛风力／光伏／波浪能混合发电系统组成和功能，提出了在该项目中配套的光伏系统的设计，探讨了在海岛开发利用多种可再生能源混合发电系统的可行性。实践证明，光伏发电与其它可再生能源的最优配置是解决海岛用电问题的有效途径。     

铰接柱式波浪发电系统的研究

提出了一种新型波浪发电系统，其波能吸收装置是一个座底式铰接柱。用侧开口振荡水柱把波浪能转换为水力能，再由空气涡轮发电机组转换为电能。初步分析和试验结果表明，这种发电系统是可行的，其优点是结构简单，能耐受比较恶劣的环境、可靠性好，近期可为海上航行标志提供能源，远期可以为海岛和某些海岸工程服务。     

基于ERA-Interim再分析数据的南海波浪能资源评估

利用欧洲中期天气预报中心近37 a（1979年1月—2015年12月）ERA-interim高分辨率（0.125°×0.125°）波浪再分析数据,计算南海海域的波浪能流密度、有效波高、平均周期、有效波时等波浪能参数,分析南海海域的波浪能资源时空分布特征。研究表明：1）南海波浪能资源呈现明显的季节分布特征,冬季资源最丰富,秋季次之,夏季最贫乏;2）波浪能资源丰富区位于吕宋海峡—中南半岛东南海域一线,呈东北—西南走向,大值区为吕宋海峡附近海域,波浪能流密度高达16 kW/m;3）综合考虑能流密度、有效波时间、与大陆最近港口距离和岛礁面积,建议A（112.33°E,16.81°N）岛屿作为开发利用的首选。     

基于Rife法的波浪发电RBF神经网络功率优化控制

为提高不规则海况下直驱式波浪发电系统的功率捕获能力,通过建立水动力模型及直线电机模型,分析等效模拟电路共振状态,构造最优功率捕获条件;针对波浪工作环境强噪声干扰问题,采用Rife法获取波浪主导激励分量,设置等效阻尼系数,计算q轴最优期望电流跟踪值;通过设计径向基函数（RBF）神经网络PI控制,提高等效控制电流信号的跟踪精度,改善系统动态性能。仿真结果表明,所提策略对含强噪声干扰的波浪信号主频段幅值和频率预估精度高,跟踪期望电流效果好,鲁棒性强,系统输出功率优化效果显著。     

基于参考模型补偿的波浪发电功率优化控制

为提高不规则海况下直驱式波浪发电系统的功率捕获能力,利用流体仿真软件获取等效辐射阻尼力系数,建立波浪发电装置对应的非线性水动力模型,通过能量函数极值构造最优功率捕获下的反电磁力,基于磁场定向控制策略跟踪控制最优电磁力;针对实际模型失匹引起的状态误差和功率损失问题,设计自适应补偿控制律修正实际模型与理想模型间的偏差,补偿功率损耗。仿真结果表明：在同样波浪激励下,所提控制策略响应速度快,鲁棒性强,最高可提升系统约50%的输出功率并能补偿15%的功率损耗。     

基于激励力预估的直驱式波浪发电系统功率优化

为提高不规则激励力工况下直驱式波浪发电系统的功率捕获能力,基于变分法给出最大功率提取条件,求解得到对应的理想电磁力。结合电机-水动力模型,设计滑模观测器,由Lyapunov函数证明系统稳定性,预估未知波浪不规则激励力输入。以理想电磁力为参考输入,采用空间矢量控制策略跟踪系统期望电流信号,实现最大功率输出。仿真结果表明,所提方案预估精度高,在模型失配时也有较好的鲁棒性,系统输出功率更高,可在线检测激励力,提高复杂海况下系统波能转换率。     

种种水地建筑设计

（1）海上大厦（Sea Scraper）：这座巨大的摩天大楼完全漂浮在海面上,可以居住数万人。能源完全自给自足,来自风能,太阳能、波浪能和洋流能。大厦内有蔬菜种植大棚和海水淡化装置,只有粮食是来自于陆地。     

自适应潮位变化的岸基式波浪能发电装置

海洋波浪能是一种清洁环保且可再生的新型能源,在当今能源短缺的情况下,作为绿色能源的海洋波浪能,其开发利用技术得到迅速发展。文章提出了一套自适应潮位变化的岸基式波浪能发电装置,此装置靠岸布置发电机组,蓄能器、发电机等重要设备直接设于岸基之上,规避了搭建海洋平台的安全隐患,节省了大量的资金,同时对相关部分进行了专门设计,在绝大部分依靠自身能量的前提下,实现了发电装置自适应潮位变化的功能。工程试验表明,该发电装置的安全稳定性高、单元发电成本低、系统独立性强,具有很大的经济价值和实用价值。     

舟山群岛海域波浪能资源评估

舟山群岛海域岛屿众多,东临东海,波能利用具有一定应用前景,本文采用WAVEWATCH III和SWAN耦合波浪数值模式,嵌套计算了舟山群岛海域2008年的波浪逐时过程,着重统计了-30 m等深线上波浪能储量及其分布特征,研究成果对波能开发具有一定参考价值。     

近海可再生能源综合发电的系统构建与并网方式

为了提高近海可再生能源的利用率和发电装置的可靠性,提出了一种融合近海风电、波浪能发电以及潮流能发电的近海可再生能源综合发电系统。设计了系统结构,采用导管架式基础平台结构固定3种发电装置。针对近海风电和潮流能发电可能采用不同发电机类型,提出了综合发电系统的3种并网连接方式,并通过时域仿真对不同的并网方式进行了比较。仿真结果表明:3种并网连接方式下,综合发电系统的输出功率均能够跟踪输入信号的变化;当电网侧发生扰动,近海风电和潮流能发电采用直驱永磁同步发电机时,综合发电系统的动态响应最佳。