潮流能发电平台的水动力特性的参数影响研究

文章采用水动力分析软件AQWA对潮流能发电平台进行了研究,对平台有限元模型进行了简化,通过对比水动力参数的变化,确定了简化模型的可靠性;基于简化模型分别计算了发电平台在0°浪向作用时,不同水深及不同重心高度下的一阶波浪力、附加质量、辐射阻尼等水动力参数。结果表明:水深显著影响一阶波浪力的峰值大小,对附加质量和辐射阻尼影响较小;水深越浅,海底对波浪的反射作用越明显,平台受波浪冲击越大;重心高度的变化主要影响平台横摇和纵摇2个方向上的水动力参数,对其他方向影响很小。     

国家海洋能试验场波浪能评估计算

通过波浪浮标实测数据对SWAN模型进行验证,将一年的波浪条件分为5个代表波况(2011年7月—9月典型波浪条件、2011年7月—9月台风过程峰值、2011年10月—12月典型波浪条件、2012年1月—3月典型波浪条件以及2012年4月—6月典型波浪条件),利用验证后的SWAN模型对成山头海上试验场区的各波况下的波浪条件进行模拟,计算波功率的空间分布,选取波况1作为各个季度的典型代表波况以及波况2台风过程峰值波况,进行试验场波功率空间分布分析.基于各代表波况出现天数进行时间加权计算,得到一年内平均波功率分布,选取了波能聚集的3个近岸点作为波浪能发电装置的推荐布放位置.     

巨型框架平台波浪载荷的影响因素

采用ANSYS有限元分析软件对考虑巨型柱直径影响和不考虑巨型柱直径影响两种情况下,巨型梁位置的改变对巨型框架平台所承受波浪载荷的影响进行研究.研究表明,巨型梁位置和巨型柱直径都对平台所承受波浪载荷有重要的影响;巨型柱直径对平台受力的影响大于巨型梁位置的影响.为降低平台所承受的波浪载荷,巨型梁应在海平面15 m以下开始布...     

福建海坛湾波流双向耦合下水动力特征

采用MIKE 21软件中SW(spectral wave)波浪模块和FM(flow model)潮流模块,将潮流模块计算得到的水位与流速输入波浪模型,将波浪模块计算得到的辐射应力输入潮流模型,建立海坛湾波流双向耦合的水动力数学模型.分别计算纯潮流和纯波浪作用下的潮流场和波浪场,计算结果与实测数据吻合良好,再分别对波流双向耦合作用下的潮流场和波浪场进行了模拟.比较结果表明:波流耦合作用对流速和波高都有一定的影响;在波流异向特性明显的区域,波高增大显著;涨落急时刻波高在近岸区域的衰减速率和纯波浪作用下的较一致;落急时刻波高开始显著衰减的位置明显早于涨急时刻;波浪辐射应力在破碎带附近对流速的影响最大.     

振荡浮子式波能转换装置阵列的物理模型水池试验

 振荡浮子式波能转换装置在防波堤上进行阵列化布置时,各装置的浮子获能体之间会发生复杂的水动力相互作用,影响装置的运动和发电性能。开展物理水池试验,研究了防波堤前振荡浮子式波能装置阵列的水动力响应特性,着重分析了不同波浪条件下浮子尺寸和分布间距对装置运动性能和发电功率的影响规律。研究发现,在所考虑的参数范围内,相同波况条件下,小半径浮子波能装置的发电功率更高;窄频带波浪环境中,小间距布置有利于产生更大的功率峰值,且入射波高对装置的发电功率有显著影响。     

基于样条估计分位数回归的光伏功率回归模型

光伏发电功率预测的准确与否是太阳能光伏发电是否能够有效地并入当前电网从而大大地提高太阳能利用率的关键.分位数回归是一种能够给出输出量的详细完整分布,从而便于分析与研究的回归模型.样条就是仅在节点处平滑连接的多项式函数,样条估计具有简单易行和计算速度快的优点.本文通过建立基于样条估计的分位数回归模型,在光伏面板发电功率数据的基础上,拟合光伏功率曲线,通过计算残差平方和和确定系数进行对拟合效果的评估.结果表明,该模型利用已有的光伏面板发电功率数据,可以在给出功率预测值的完整分布的同时,准确有效地分析相关因素对光伏发电功率的影响,展现不同分位点的回归拟合效果,从而有效地提高光伏系统对太阳能的利用率,避免光伏发电在接入电网时所产生的不利影响.     

振荡浮子式波能装置波浪爬升特性试验

 复杂海洋环境下振荡浮子式波能装置与波浪相互作用过程中，浮子迎浪侧会发生波浪爬升等非线性现象，严重时波浪会越过浮子顶部，这对波能装置的发电效率及工作性能产生不利影响。设计并进行了规则波作用下垂荡浮子迎浪侧波浪爬升特性的物理模型试验，探讨了波浪周期、常数PTO（能量摄取，power take-off）阻尼以及不同周期下改变常数阻尼对波浪爬升特性的影响。研究结果表明，波浪周期较大和PTO阻尼较小时，有利于降低浮子迎浪侧的波浪爬升幅度；波浪周期较小时，改变PTO阻尼对迎浪侧的波浪爬升幅度影响较小。     

海域水动力对老虎石海滩养护响应关系分析

老虎石海滩的海滩养护工程包含三段滩肩补砂和两个吹填的水下沙坝式潜堤.采用软件Mike 21建立老虎石2维潮流和波浪数学模型.根据2011年水文波浪实测资料对数学模型进行了验证和计算效率评价,评价结果表明计算的潮位和潮流过程与实测值吻合较好,精度较高.重点研究了海滩养护对其近岸区域潮流和波浪的影响,得到沙坝坝身处是流速、波高变化最大的位置,受动力作用影响最大.吹填沙坝因波浪增高掀沙、潮流挟沙输运,可为其后方的海滩提供沙源补充.近岸区域潮流动力较弱,波浪变化较小,采用人工补砂和水下沙坝式潜堤双重整治的海滩养护工程对海滩上人工养护泥沙的保存非常有利.     

Savonius后置导流板的数值仿真

设计了一种自动对流装置,通过后置导流板在来流的作用下自动对准来流,使前置导流板能够处在最佳工作位置.这种系统不仅能够高效发电,而且制造成本低.基于这种设计,数值仿真研究了后置导流板对叶轮的影响.结果表明:叶轮长度越低、距离旋转中心越远,对叶轮的功率系数影响越小.由于发电装置稳定性和工程技术的限制,提出叶轮的最佳布放位置在距离旋转中心2.64D(D为叶轮直径)位置处,此处导流板对叶轮的功率系数影响小于2.6%.     

波浪浮标系统设计与测波方法研究

介绍了波浪浮标系统的总体设计方案和各功能模块的主要工作原理,重点介绍了波浪浮标采集系统的电路设计,实现方法和工作原理,包括微处理器模块、GPS模块、加速度传感器模块。创造性地提出了多传感器的设计方案,使波浪浮标采集的数据更加的精确。介绍了波浪浮标对波浪参数的测量算法,包括波高、波周期、波向、功率谱和方向图等。最后介绍了波浪反演软件,通过实际对波浪的测量证明了测波算法的合理性和整个系统的有效性。     

针对电力系统低频振荡与系统潮流问题性概述

在整个电力系统中,发电功率与负荷功率平衡的机组组合下,潮流控制主要是利用交流电源的可调容量进行电力系统稳态潮流控制。稳态潮流控制,主要研究系统的功率流动随运行要求的改变而变化的运行规律,以便可以直接用于实际生产的调节措施,但实际上系统稳定性是不可预期的,本文针对低频振荡与稳定性相关问题概述。     

基于深度学习的波浪能发电功率预测

针对波浪能发电中波高和频率的强随机性所导致的发电功率输出不稳定性问题,提出利用波浪能发电功率的预测数据,辅助储能系统(物理储能和化学储能)准确动作以平抑其波动性。预测数据是基于长短期记忆网络(long-short term memory,LSTM)和BP神经网络相结合的波浪能发电功率预测方法预测得到的。利用南海某岛两年天气数据和245 d的波浪能发电功率数据进行实验,训练并测试3个预测时间跨度LSTM-BP模型。对某波浪能发电船的功率在不同时间跨度的情况进行预测,实验结果表明,利用LSTM-BP模型可以较好地实现波浪能发电输出功率预测。     

波浪载荷下结构尺度差异对导管架平台结构响应的影响

本文以某一导管架平台为分析计算对象,首先根据Morison方程计算组成导管架平台的各不同构件的波浪载荷,然后将其施加到有限元力学模型上。在此基础上计算分析不同构件尺度的导管架平台在波浪环境载荷作用下各构件关键位置的内力,通过对比不同尺度下导管架平台内力变化的趋势,观察不同平台杆件的尺度变化以及部分杆件由于断裂的原因而导致强度支撑作用的缺失对平台结构强度的影响,以此指导平台结构设计中的受力杆件优化设计计算。本文的计算结果表明：所采用的计算方法可以对平台设计和优化等进行有效的计算,本文所提出的方法可为导管架平台在波浪力作用下构件外载荷分析、在这些载荷作用下平台的动力响应特性评估以及平台杆件的结构优化计算提供技术依据。     

含网损模拟的DCOPF对参考节点的依赖性及电力网欠秩问题

智能电网的发展,使基于DC潮流并模拟网损(简称“有损”)的OPF被日益广泛应用。但至今,该OPF所得发电功率的解对参考节点的依赖性仍缺乏深入研究。为此,文中先构建基于DC潮流雅可比逆阵的直接网损模拟公式,再构建基于DC潮流并直接模拟网损的OPF模型,然后通过仿真就这种OPF所得发电功率的解对参考节点的依赖性展开深入分析。结果表明,这种OPF所得发电功率的解对参考节点有依赖性、且该依赖性对线路潮流极限约束很敏感。该依赖性的主要根源是模型中采用了丢参考节点的雅可比矩阵方程,这导致“用参考节点对地短路电网的电气量关系替代原始电网电气量关系”的原理性缺陷。这种OPF运用于电力系统调控时调节次数多、效能低。最后归纳出一类电力网欠秩问题,指出该类问题在已有电力系统理论范畴内尚无方法求解、探讨其解法对提高电力系统运行性能有重要意义。     

光伏光照概率性对配电网电压的影响

分布式光伏发电接入配电网后将对配网无功电压特性产生诸多影响.文中建立了基于太阳辐射度Beta分布的分布式光伏发电系统概率模型,考虑太阳辐射度对光伏发电系统出力的影响,模拟了晴天少云、晴朗无云、晴间多云这3种典型天气情况下光伏发电系统的出力变动,得到连续时间断面的概率性光伏出力,依次进行潮流计算,并与恒功率光伏电源模型的潮流计算结果作对比.结合算例仿真,总结分析了光伏并网后对配电网稳态电压分布和电压幅值波动的影响规律,并验证了概率性分布式光伏发电模型相比于传统的恒功率模型更能够反映光伏电源出力的波动性和随机性.     

大规模光伏发电并网对互联电力系统阻尼特性的影响及其阻尼控制策略

针对未来大规模光伏发电系统并网对互联电力系统安全稳定性可能造成的影响,从系统阻尼特性角度展开详细研究。首先建立了适用于稳定分析的光伏发电系统的动态模型,然后搭建了含光伏发电系统的IEEE16机68节点测试系统,采用特征值分析法和模态分析法,研究了光伏发电的不同接入位置以及不同渗透率对互联电力系统阻尼特性造成的影响。结果表明:光伏发电系统不直接参与系统机电振荡,而主要通过对系统潮流的影响改变系统阻尼,并且由于阻尼控制环节的缺失可能对系统阻尼产生一定的负面影响;文中提出的光伏发电系统的阻尼控制策略可有效地抑制该负面影响,进一步提升了互联电力系统对光伏并网的接纳能力。     

波浪辐射应力对潮流的影响

利用考虑能量损失的抛物型缓坡方程计算大区域的波浪辐射应力，作为附加项添加到深度平均的二维潮流方程中，从而研究长时间波浪作用对于潮流的影响．数值试验表明，波浪在长时间作用后，波浪辐射应力对潮位的影响很小，可以忽略不计，但是对潮流流速有比较大的影响，尤其是在波浪破碎的情况下，在潮流流速计算中必须加以考虑．     

变速恒频双馈潮流发电机励磁控制技术

基于双馈电机的潮流发电系统是通过调节转子绕组中励磁电流的频率、幅值、相位和相序来实现变速恒频(VSCF)控制的.在分析双馈电机的工作原理和数学模型的基础上,设计了基于定子磁场定向控制的变速恒频双馈潮流发电机的励磁控制系统.在Matlab/Simulink环境中进行了仿真研究,结果表明,采用定子磁场定向控制可实现双馈潮流发电系统定子端口有功功率和无功功率的解耦控制.     

张力腿平台局部系泊失效模式下动力响应分析

针对浮体-张力筋腱非线性耦合系统,采用时域分析方法对局部系泊失效下的张力腿平台进行动力响应分析,重点研究两根筋腱失效时筋腱失效位置、波浪载荷参数与平台各自由度动力响应的关系.结果表明:局部系泊失效对平台横荡、纵荡、艏摇自由度的动力响应影响远小于横摇、纵摇、垂荡自由度;失效位置与平台动力响应关系密切,失效筋腱位置越集中,平台响应越大,反之亦然;筋腱失效后平台在不同波浪载荷参数下的运动特性及顶端张力表现各异.垂荡瞬态阶段响应对波高和波周期敏感性较强,垂荡稳态阶段响应对浪向、波高和波周期敏感性较强;纵摇(横摇)瞬态和稳态阶段响应对浪向、波高和波周期敏感性均较强;波浪载荷参数对筋腱顶端张力的影响较小.     

作用在斜坡海底管线上的斜向波浪力试验

通过模型试验研究了在斜向波浪作用下斜坡沙床上海底管线所受波浪力的变化规律。通过改变相对波高、K_c数以及管线与斜坡坡脚线夹角θ,测量管线中间位置截面表面所受波浪点压力和管线整体三维总力。试验结果表明,改变相对波高、K_c数和管线与斜坡坡脚线夹角,管线表面所受点压力和总力均呈现相应的规律,且θ对管线总力影响最大;管线所受波浪点压力表现为"正弦"曲线规律,局部表面受力在一定程度上反映了管线整体受力变化。