新型潮流波浪集成柔性浪轮式发电轮机的研究

为了寻求波浪和潮流能集成利用的可能性,基于Gorlov浪流集成理论,提出一种新型潮流波浪集成发电轮机结构,主要包含组合式导流罩、S型叶片轮机、发电机、浮体4个部分。通过水动力理论计算、流体数值模拟以及水槽实验结合的方式,对其进行结构的优化设计。实验证实了轮机优化方案的可行性以及浪流获能合理性。     

一种涵道双向泵叶轮浪流发电装置的研究分析

为解决海洋波浪能和潮流能耦合利用的问题,提升浪流发电装置的发电效率,上海海洋大学课题组设计了一种新型涵道双向泵叶轮浪流发电装置。主要对轴流泵的工作原理进行理论分析,阐述将轴流泵排水原理应用于浪流发电装置捕获浪流能的可行性,基于轴流泵叶片设计原理,设计出一种可以双向捕获浪流能的叶片。经数据仿真和水槽实验进行验证,得出涵道双向泵叶轮浪流发电装置可以在浪流流速v=0.5 m/s工况下浪即可启动,满足低流速启动要求,发电效率最高为23.7%。     

基于实密度的卧式浪流轮机水槽实验研究分析

实密度是影响轮机获能特性的关键因素之一。文中以卧式轮机实密度为基变量,以其获能系数为主要考察点,对3种实密度卧式轮机进行水槽实验方案设计和水动力性能研究。实验分别对水流流速、轮机旋转角速度、主轴转矩以及功率进行测量,并对其对主轴的扭矩、轮机的获能系数以及叶片的旋转特性进行定量分析,最终证实了该卧式轮机的单一运行特性。通过绘制基于实密度的轮机转矩—转角曲线、获能系数—尖速比曲线和轮机功率—尖速比曲线,阐明了实密度影响卧式轮机获能水动力性能的规律,即其获能系数和发电功率都随着工况速比呈先增后降趋势。实密度较低轮机因浪流流失而获得能量小,但实密度过高轮机会导致叶片间湍流涌动,加速叶片失速特性而影响轮机获能。这为卧式浪流轮机结构优化提供了可靠依据和借鉴。     

双向直驱式潮流能发电轮机性能实验研究

针对潮流能双向来流的特点及当前潮流能发电轮机的研究现状和存在的问题,提出了一种新型的双向直驱式发电轮机。叶片基本翼型为S型,并对其进行受力分析,得到相应的计算公式,结合叶片翼型厚度和形状约束,求解出各个截面的形状,并三维建模形成一种新型"S"翼型轮机。轮机两端安装具有防水性能的永磁发电机,外侧增设双向导流罩,构成双向直驱式发电轮机装置模型。在水槽实验中,首先找出不同的模拟流速下获取功率的最佳负载阻值,在此基础上收集了转速及功率数据,绘制尖速比-获能系数关系曲线图和流速—获能系数关系曲线图,可以论证尖速比的取值对获取最佳功率的重要性,同时该翼型轮机具有良好的空载启动性能及双向吸收来流的能力,2 m/s流速下获能效率最大值接近40%。     

一种卧式浪流发电装置研究与试验

主要介绍一种新型的卧式浪流发电装置的基本原理,从理论计算、模拟分析及海上试验的角度探讨不同流速下的转矩与功率、总能量及能量转换效率等重要参数。理论计算时,借鉴垂直轴水轮机的相关公式,同时考虑部分波浪的作用。模拟分析时,根据雷诺方程,选择湍流模型及控制方程,模拟不同流速下的发电性能参数。海上试验时,采用机构与漂浮潜体固定联接方式,通过船舶运送布放,连接启动,对其工作状态进行实时监测和测试,获取实际数据和资料。结果表明,该轮机在0.23 m/s的低流速下即可起动,不需要换向,主轴传递扭矩与功率呈现先增加后降低的趋势,并在1.5 m/s时扭矩与功率最大,效率值可达到35.65%,单机容量最大可达到459W。     

一种新型鲸鱼式潮流能发电装置的设计与试验研究

为了进一步提高潮流能的利用率,提出了一种新型鲸鱼式潮流能发电装置。借鉴风机叶片设计方法及水平轴水轮机的设计原理,利用结构力学、流体力学和CFD相关方法,对该装置的螺旋桨叶、导流筒和固定桩等部件进行了设计研究,从获能效果、装置可靠性和发电功率等方面进行了优化设计,并通过900 W样机试验验证了设计的有效性。试验结果显示,海流高潮期装置最大发电功率可达到980 W,一天内大约有4个缓潮期,此间发电功率明显下降,但持续时间不长,总体平均发电功率在800 W上下;同时潮流能轮机启动流速在0.41 m/s左右,有着良好的低速启动性能。     

基于AQWA的漂浮式海洋装置载体锚泊系统耦合分析

文章基于波浪力时域频域的运动理论,采用变换锚链夹角的方法,通过水动力软件AQWA进行仿真耦合分析的方式,得出针对特定研究对象即双浮筒漂浮式浪流发电装置的最佳锚泊方案,进而探讨类似的漂浮式海洋装置载体锚泊系统方案的设计。     

点吸收式波浪能发电装置姿态特性分析

点吸收式波浪能发电装置是一种最简单的振荡体式波浪能发电装置, 但其安装成本高、生存能力较差。本文针对点吸收式波浪能发电装置的姿态稳定性问题, 开展了其在波浪作用下的运动姿态和发电功率之间的关系研究。首先介绍了点吸收波浪能发电装置的工作原理; 然后,根据我国南海海域的自然资源条件, 划定波况范围, 利用相似理论在实验室中模拟波浪参数,选定工况, 建立模型, 设计测量系统, 开展物理模型试验; 最后, 利用试验结果分析了发电装置的最佳发电周期、波高对装置发电功率的影响, 装置姿态对发电功率的影响等。本文为点吸收式波浪能发电装置设计及测试提供了参考。     

漂浮式立轴潮流水轮机波浪载荷分析

波浪对漂浮式潮流能水轮机的水动力性能具有重要的影响,论文采用切片理论建立和三维水轮机无辐射运动时立轴潮流水轮机水动力载荷近似计算公式,计算分析了浪流同向条件下,海能1号2×150 k W漂浮式潮流电站两叶片固定偏角立轴水轮机在波浪中的水动力载荷。计算结果表明,波浪中潮流水轮机水动力具有双频特性;水轮机工作工况下,每增加1 m波高,水轮机极限载荷增加27%,在相同波高条件下,主轴极限载荷随波长的增加而增大。     

关于波力发电中波浪能量的估算

为使波力发电装置的容量与波浪力大小相匹配,就必须具备比较准确的波浪参数资料,并据此对安装波力发电装置海区的波浪能量进行估算。这样才能确保波力发电装置的可行性和经济性。本文就如何根据实地测取的波浪资料进行波浪能量的估算方法作初步探讨,在沿用其他工程领域中波浪统计方法的同时,提出新的图表和统计方法以寻求比较符合实际的波浪参数来作为波力发电装置设计时的参考。     

大管岛多能互补独立发电系统的发电量设计

结合大管岛居民用电需求,论述了当采用波浪能、太阳能、风能多能互补的独立发电系统时的发电量设计,并根据电力需求与波浪能、太阳能、风能能源资源的季节性变化进行了多能互补的供电效果分析.     

岭澳核电站厂址转移和定位

在广东第二核电站确定在深圳市岭澳地区建设后, 广东省电力设计研究院进一步分析了岭澳地区内各候选地点的特点, 果断地提出厂址由原先推荐的岭澳东移至岭澳西, 并据此完成了项目的可行性研究。实践证明： 厂址转移工作是成功的, 将带来巨大的社会效益。特大型工矿企业的定位是基本建设中的一项战略部署, 本文以岭澳核电站为例, 就厂址转移的原因、工作思路及工作过程作了具体的论述     

辅助风帆对船舶航行性能影响的理论研究

以日本国东京水产大学实习船“海鹰丸”作为研究对象 ,分析计算了在船舶航速一定的条件下安装辅助风帆对船舶航行性能的影响。结果表明 :安装风帆时 ,在风向角为 90°时获得功率达到最大值 ;横向漂移对船舶航行的影响较小 ;获得功率最大可达总功率的 4 4 %以上。     

三个台风对我国东部沿海风电的联合影响

基于CCMP(cross-calibrated multi-platform)再分析风场数据,研究了9907号, 9908号和9909号3个台风对中国沿海5个风电场的影响,分别从台风的形成以及路径,对沿海风电场风速的影响,台风期间的发电情况等详细地描述了台风对风电机组的影响。发现:台风对5个海上风电场的影响可以分为3个阶段,第一阶段是1999年8月1—4日,输出功率由南向北依次降低,此时主要受9907号台风的影响;第二阶段是8月6—9日,8月6日也呈现输出功率由南向北降低,主要是9909号台风由南海途径台湾海峡即将进入东海的影响;受9908号台风影响, 8月7日最大输出功率出现在S3风机。8月8日,受9908和9909号台风的叠加影响, S4风机的输出功率达到15天的最大值38.4 MW。第三个阶段是8月12—15日,受大气锋面的影响, S1—S5输出功率呈现波动。台风过境期间提高了各站点的运营能力和部分站点的额定容量,未对风电机组产生大的破坏。研究成果可为相关部门在台风期间海洋风力发电的决策提供参考。     

大管岛多能互补独立供电系统总体设计研究

论述了采用波浪能/太阳能/风能多能互补的独立供电系统的总体设计技术,并对多能互补独立电系统的电能输出,在并流、储能与能量控制、用户负荷调节(调峰技术)等技术方面阐明了设计思路。     

Simulation of wave power devices

Classical frequency and time domain models of a single degree of freedom wave power device are presented. In the time domain, a convolution integral is conventionally used to represent the fluid dynamic radiation force, characterised by added mass and damping in the frequency domain. This integral is replaced by an approximate ordinary differential equation (ODE) model which is faster and more convenient in simulations. A time domain model of the fluid dynamics of an oscillating water column (OWC) device is derived to illustrate the technique. Digital simulations of the OWC are used to compare the accuracy of the classical and ODE models. The simulation of the ODE model runs about six times as fast as the classical model based on convolution, yet characterises the fluid dynamics accurately.     

改进波浪发电浮标性能的试验研究

为了改进波浪发电浮标为性能，以及推广使用，使之能适用于波浪周期短波高小的海区，对上海航标厂的波浪发电浮标为浮体进行了试验研究。试验测量了气室压力、内波高、浮体升沉等物理量。通过输出功率的比较，提出了浮体设计方案的建议。     

极区冰基拖曳式海洋剖面浮标系统低功耗设计与实现

针对极区冰基拖曳式海洋剖面浮标长期稳定获取极区水文和气象数据的工作需求,进行了浮标系统的低功耗方案设计。该方案基于超低功耗51系列微处理器,根据最低功耗工作模式与最短工作时间原则,采用高效的电源管理机制对浮标系统各个部分的能量消耗进行合理的分配与管理,并应用了Argos卫星通讯模块ARGOS-3 PMT-RFM的BPSK调制低速数据传输模式,可有效降低浮标系统的整体能耗。该浮标在北极冰站上长达1年的运行情况表明该系统工作稳定,所采用的低功耗能量管理方案实现了浮标系统长期连续观测的需求。该浮标的成功试验和推广应用有助于极地研究人员更准确地分析海冰变化过程。     

对沙埕港建设潮汐发电综合利用工程的管见

沙埕港流域物产丰富,目前因电力紧缺多未开发。该港潮汐能源多,地形、地质条件利于建站工程,故拟在百尺门、长屿两处建潮汐电站,并与当地水电等联合运行,可收发电、矿产、水产、航运交通以及农、林、副业等多方面综合利用效益。     

ISO9000质量体系标准与HAF0400在核电海域工程设计中的运用

本文是作者结合核电海域工程设计任务的体会,将ＩＳＯ９０００ 系列标准与核安全法规（ＨＡＦ０４００）在工程中相结合,建立一个既符合ＩＳＯ９０００ 标准又能满足法规要求的质量保证体系。