可应用于三沙海洋能开发的新型波浪发电平台

针对波浪的运动无规律性、海洋环境的复杂恶劣性和波浪发电不稳定的难题,文章介绍了一套可实现电力连续稳定输出的波浪发电装置,该装置可将波浪上升和下降两种状态的能量进行蓄存与控制调节,并阐述了进行海上实施所采用的方式及其创新点。     

基于MATLAB and Simulink的波浪能装置液压能量转换系统仿真研究

液压式能量转换系统是波浪能发电装置应用最为广泛的一种能量转换方式。本文针对波浪能液压能量转换系统展开了模型仿真研究,建立了带有蓄能稳压环节和液压自治控制器的波浪能装置液压能量转换系统的数学模型。基于所建立的数学模型搭建了波浪能装置液压转换系统的MATLAB and Simulink仿真框图,对系统进行仿真,并利用实海况实验得到的发电数据和仿真数据进行对比。结果显示,二者之间的相对误差较小,验证了该系统仿真模型的准确性。此外,还分别模拟了规则波和随机波输入情况下液压能量转换系统的发电特性曲线。仿真结果表明,无论是规则波还是随机波,经过液压能量转换系统之后,输出的发电特性都比较稳定,也即是利用该能量转换系统实现将不稳定的波浪能转换成稳定的电能,提高了发电质量,为后续的电力输送及并网提供了便利。     

某岛筏式液压波浪发电装置系留系统动力学分析

为研究某波浪发电装置系留设备的系泊性能,参考某岛筏式液压波浪发电项目规划和该系留系统的布局设计,利用OrcaFlex建立了系留系统简化模型。通过调节不同海况下的浪流参数,实现了对该系留系统的动力学分析,对比了不同工况下锚泊系统有效张力的变化,结合改变辅缆上端链与浮筏主体的连接位置,给出了该系留系统的优化设计方案。结果表明,不同系泊缆索上的系泊张力分布情况及风载荷对系留系统的影响很微弱。     

多点液压式波浪能海水淡化系统建模与仿真

为缓解淡水资源短缺及化石能源过度使用问题,提出多点液压式波浪能海水淡化系统,该系统主要由采能装置、液压传递系统与反渗透膜海水淡化设备组成。系统的采能装置采用振荡浮子式,可将波浪能转换为浮子振荡从而被液压系统吸收达到采集波浪能的目的。为了提高液压式波浪能海水淡化系统的采能效率及淡水率,利用AMEsim软件对液压传递系统进行建模与仿真,分析了蓄能器、浮子个数及波高对液压传递系统输出响应的影响。结果表明:蓄能器能够使液压马达的输出响应更加稳定;当浮子的数量增加时,液压系统达到稳定的运行状态所需的时间更短,从而有利于提高系统的效率;波高在2 m左右时,本系统的产水量达到最大。     

基于蓄能器的液压传动系统研究

为充分利用海洋可再生能源,文章针对波浪能具有不稳定和不连续的特点,设计采用带有蓄能器的液压传动系统,保障波浪能发电装置稳定地输出电能;利用AMESim对液压系统进行仿真,分别研究蓄能器对电能输出的影响以及蓄能器的释放压力对永磁发电机的影响,并搭建应用蓄能器的摇臂式波能发电平台进行实验验证。仿真与实验结果表明:具有蓄能器的液压传动系统电能输出稳定,且合适的释放压力可优化液压系统和发电机的输出,可为实海况应用提供理论支持。     

温差能供电的海洋观测设备蓄能及发电系统设计与试验研究

设计了一种适用于温差能供电的海洋观测设备的蓄能及发电系统,根据设计理念研制了系统装置并开展了可行性分析与性能研究。介绍了温差能发电原理、装置设计、试验原理及数据处理与结果分析。通过配试不同负载绘制装置的工作特性曲线,并对装置的保压能力进行了测试。试验表明该蓄能及发电系统性能稳定,且蓄能保压及发电特性良好,能满足观测设备长时间作业的需求。     

双浮筒直驱式波浪发电系统的优化控制

针对双浮筒直驱式波浪发电系统的工作效率较低问题,提出了一种基于PID(Proportional Integral Derivative)控制的系统优化方法。首先根据波浪力学理论,计算出了双浮筒直驱式波浪发电系统的外浮筒(动浮筒)在自然条件下的运行特性,计算结果表明,受到波浪频率、垂直波浪速度和波浪周期固有特性的影响,外浮筒的垂直运动速度不能与波浪的垂直运动速度达到共振,进而也就导致波浪能转换成电能的工作效率较低。当采用基于PID控制算法对该波浪发电系统进行优化控制之后,波浪能转换成电能的效率有了很大的提高。详尽的算例分析和仿真结果表明本文提出的优化控制方法有效、可行。     

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。     

10kW组合型振荡浮子波浪发电装置的电力变换与控制系统

设计并开发10kW组合型振荡浮子波浪发电装置的电力变换与控制系统,用以实现波浪能到电能的最大效率转化和利用。电力变换系统基于离网型"背靠背"式拓扑结构进行设计,采用蓄电池组并联直流母线的方案来进行储能。为克服潮差对发电装置带来的不利影响,设计了一种潮位自适应控制系统,以确保装置的发电效率和结构安全。开发了远程无线监控系统,真正实现了对无人值守的海上发电平台的远程监控。通过海试结果,验证了电力变换与控制系统的可靠性和有效性。     

浮力摆式波浪能发电装置模型试验

设计了一种浮力摆式波浪能发电装置,并根据其原理在实验室中开展比例模型试验。介绍了该装置的设计原理、试验原理,试验设计以及数据处理与结果分析,并在实验室模拟波况下,绘制出了波浪能装置的转换效率曲线。试验显示,该波浪能发电装置具有性能稳定,能量转换效率较高,能适应小波浪发电等特点。     

波浪发电用对向流翼笼式透平的实验研究

一种自行研制的新型波浪发电装置—对向流、翼笼式、低参数透平［１］。该透平具有独特的壳体,能使叶轮在对向气流通过时作定向旋转,从而带动发电机发电。实验证明该机运转可靠、效率高,又具有结构简单、易于制造、寿命长、成本低等优点。用于海上浮标灯的波浪发电装置,与发电机匹配好,且容易起动。还阐述了波浪发电装置的效率分析与计算,以及活塞实验研究、水池模拟实验和海上实验结果。     

深海采矿机器人行走液压系统特性研究

针对深海采矿机器人"鲲龍500"行走液压系统,建立深海采矿机器人行走液压系统理论模型,分析深海高压和低温环境对油液特性影响,并基于AMESim软件平台,建立深海采矿机器人行走液压系统数值模型,研究了0～6 000 m不同作业深度下的行走液压系统泵和马达的动态特性,以及在6 000 m水深时不同牌号液压油和行走启动特性对其行走性能的影响,对比分析了深海采矿机器人水池行走试验和500 m海底行走试验的行走泵的输出压力与流量曲线与其数值模拟曲线。研究表明,随着超过1 000 m作业水深的增加,深海行走液压系统的动态响应性能和稳定性显著降低,通过减小行走输入电压斜坡斜率和减小控制电压可以提高行走液压系统的稳定性,并通过试验验证了行走液压系统数值建模与仿真的正确性,为深海液压系统研究提供理论基础。     

水锤泵用于潮汐抽水蓄能的模型试验分析

本文提出了一种全新的潮汐能开发方式,把封闭管道中的水击效应应用到潮汐能开发中。利用水锤泵将海水提至高水库,把潮汐能的低水头势能转化成高水头势能存蓄在高水库中,再视需求进行发电,免除了传统方法先潮汐发电再抽水蓄能的二次转化。本文通过模型泵测试模拟了水锤泵在潮差的驱动下将水提送到蓄水库的工作状况,获取了1.0~3.0m水位差条件下,将水输送到5.0~20.0m水头蓄水池时模型水锤泵的工作效率和输出功率。试验表明,在1.0~3.0m水位差条件下,水锤泵的能量转化效率超过0.60,且水头变动时,效率基本稳定。经估算,水锤泵潮汐蓄能发电的平均能量利用率略高于潮汐发电联合抽水蓄能。     

波浪发电平台定位系统研究综述

围绕波浪发电装置的定位需求,以现有海洋平台的定位技术为参考,介绍波浪发电平台的3种主要定位系统的结构形式及其应用实例,并针对各种定位系统的特点提出波浪发电平台定位系统选择的一些建议。     

中水道1号灯船波力发电系统模拟试验和设计

本作者通过船模试验,首次为大型灯船设计了一种新型的后弯振荡水柱式波浪能转换系统,利用波浪发电,保证灯船有充足的电源,在海上实现无人看守,为解决大型导航灯船的电源开创了新路。     

基于BP神经网络的摇臂式波浪发电平台取能效率预测

取能效率是衡量波浪发电装置设计合理与否的重要参考标准。文章首先介绍了摇臂式波浪发电平台，接着对BP神经网络的原理和算法进行了描述，最后以水池试验过程中收集的数据为样本数据，在Matlab平台上运用BP神经网络对实海况下摇臂式波浪发电平台的取能效率作了仿真预测。仿真结果表明：实海况下摇臂式波浪发电平台的取能效率达到了预期目标，进一步说明BP神经网络成功训练出可靠的网络，在此基础上预测的数据具有一定的参考价值。     

通过电缆续接技术修复水下油田电力通讯故障的技术实践

南海某油田采用水下生产系统技术进行开发,其8口水下井通过回接13 km外的现有油田设施进行生产,油田作业水深约300 m。水下控制采用了复合电液控制系统,电、液、通讯信号等由现有生产设施通过一条约14 km长的脐带缆提供。该油田投产后不久出现了电力通讯缆绝缘电阻低的问题,1 a后,该脐带缆中所有3根4芯电力通讯缆绝缘全部归零,失去了对水下井口远程操控功能。为了尽快修复故障,恢复水下操控,技术人员创新性地提出利用油田电潜泵供电用中压多芯电缆中3根备用电缆芯作为供电和通讯回路使用的方案。通过研究和分析,设计了特殊的水下电缆续接装置,将1条3芯中压电飞线输入转接为输出2条双回路低压信号电飞线,接入到原系统的水下电力分配模块中去,且满足100%的通讯回路冗余要求。通过原创技术研发成功完成了相关水下转接装置的研制和安装应用,恢复了对所有井口的远程控制,改造后的系统已稳定运行多年。     

国家科委海洋组召开500瓦波浪发电装置研制方案论证会

1983年7月26日至28日,国家科委海洋组于上海召开500瓦波浪发电装置研制方案论证会。参加会议的有12个单位29人。该方案系上海交通大学拟出的,采用了固定式腔器和空气涡轮发电机。会上交大一系、二系、三系分别介绍了波能转换、涡轮、电机及控制、蓄电、逆变等系统的论证材料。与会代表还参观了与波能装置研制有     

船载波浪发电设备设计及其性能研究

为解决小型无人船由于船体空间紧凑,携带燃料较少导致的续航力差、航程短等问题,本文以三体船为平台,将摆式波浪能发电技术与多体船相结合,提出了一种新型船载波浪发电设备设计方案。该发电设备可由主侧船体之间的波浪运动响应差异驱动,在海上航行时捕获波浪能并转化为电能,以此来补充船上能源。通过数值软件对三体船进行性能预报,结果表明,在四级海况下迎浪航行时,三体船平均波浪能捕获功率可达3.57 kW,波浪能一级转换效率为7.32%,能够有效的补充船上能源。同时,安装船载波浪发电设备具备减摇减荡的效果,提升了三体船的航行稳定性,进一步体现了该装置的可行性和实用性。     

KSS-31型海洋重力仪

KSS-31型海洋重力仪是德国Bodenseewerk公司研制的一种采用直线型工作原理的新型重力仪.该仪器主要由弹性系统、稳定装置及系统控制与数据输出等构成.