潮流能

摘要： 为了充分利用波浪、潮流等海洋可再生能源,针对海洋能资源丰富的海岛电网,文中提出了以消纳率最优为目标的海洋能发电资源优化配置方法。首先,采用高斯混合模型(GMM)描述海洋能发电的随机波动性,并生成出力场景;其次,以海洋能消纳率最优为目标构建了海岛电网的海洋能发电资源优化配置模型;然后,对渗透率、消纳率及源荷匹配度3个指标进行综合分析,获得最优配置方案;最后,基于实际海岛负荷、波浪和潮流数据构建了海洋能发电资源优化配置算例,并重点分析了资源优化配置过程中渗透率约束的取值范围。结果表明:在不同的渗透率约束下,源荷匹配度呈现先升后降的趋势;在最优渗透率约束取值范围内,GMM出力场景与实测数据场景的优化配置结果相差不大且趋势一致,验证了GMM生成海洋能出力场景的有效性。

摘要： 文章以水平轴潮流能水轮机为研究对象,采用CFD方法对水轮机的尾流特性进行分析。通过网格无关性验证与已发表文献的比对,验证了CFD方法的精度。通过不同叶尖速比下的水轮机性能曲线,进一步分析了水轮机的尾流场速度分布特征。通过分析尾流场中轴向、径向和切向速度的分布特点,研究了水平轴潮流能水轮机尾流的微观结构特征及其演化规律。研究结果表明:尾流横向影响范围在以中心轴线为中心的1D范围内;在近尾流处,尾流速度具有周期性,轴向速度随着尾流下移而逐渐减小;在尾流旋转过程中,径向速度向外扩散并逐渐衰减,切向速度分量沿轴向逐渐衰减。

摘要： 为解决多参数、多约束条件的潮流能涡轮机阵列优化问题,提出了一种改进的离散量子粒子群(quantum discrete particle swarm,QDPS)算法。该算法将计算区域离散化,每个粒子代表一种涡轮机阵列布局,并以发电量为目标函数,利用更新公式进行迭代优化。基于舟山普陀山岛—葫芦岛水道涨急和落急时刻的流场数据进行算法验证,分析了涡轮机阵列优化效果。结果表明:离散量子粒子群算法能够实现自主智能优化,优化速度快,与传统交错布局相比,涨急时刻涡轮机阵列总发电量提高了28.9%,落急时刻涡轮机阵列总发电量提高了41.8%,阵列优化布局结果与潮流能功率密度分布是一致的。离散量子粒子群算法可为潮流能发电场涡轮机阵列布局优化研究提供科学工具。

摘要： 全被动式振荡水翼是振荡水翼式潮流能装置的主要型式之一。对全被动式振荡水翼进行了数值模拟研究,构建了二维数值模型,研究了雷诺数及升沉刚度对全被动式振荡水翼水动力性能的影响。通过流场结构及水动力性能分析研究了典型参量对全被动式振荡水翼获能性能的影响机理,确定了维持其良好水动力性能的参数范围。研究发现,水翼的水动力性能对雷诺数及升沉刚度的变化较为敏感。雷诺数增大,水翼所需升沉刚度随之增加,且水翼可以在更大的参数范围下获得较优的水动力性能。另外,水翼可以在没有升沉刚度的情况下实现周期性运动,其获能甚至优于一些有升沉刚度的情况。最优工况下,平均功率系数和能量转换效率分别为1.07和27.48%。

摘要： 为了探究潮流能无轴轮缘导管涡轮机在波流相互作用下的非定常性能,文章依据斋堂岛海域的潮流条件,采用计算流体力学数值模拟方法分析了顺流和偏流对其水动力特性与尾流结构的影响。研究结果表明:在顺流条件下,随着叶尖速比(TSR)的增大,无轴轮缘导管涡轮机的功率系数(CP)和推力系数(CT)的波动幅度也逐渐增大;在偏流条件下,随着偏流角的增大,无轴轮缘导管涡轮机的平均CP和CT逐渐降低,而偏流也将导致CP和CT在一个波流周期内出现额外的波动,且额外波动的振幅随偏流角的增大而增大;受TSR和偏流角的影响,无轴轮缘导管涡轮机的尾流在向下游传播的过程中将呈现出较为复杂的形态,一部分来流将通过轴心处的开放缺口泄流而出形成射流涡,而随着TSR和偏流角的增大,该射流涡的范围将有所减小。

摘要： 利用海洋模式FVCOM(Finite Volume,primitive equation Community Ocean Model)建立了一个高分辨率的舟山附近海域潮汐潮流模型,通过与历史实测资料进行对比验证了模型模拟结果的可靠性,表明模型可以较好地描述舟山附近海域潮汐潮流运动状况。基于模型的模拟结果,估算与分析了舟山西堠门水道的潮流能资源,结果表明,西堠门水道的潮流以往复流为主,年平均流速和年最大流速分别超过1.2 m/s和2.6 m/s,年平均能流密度和年最大能流密度分别超过1.2 kW/m^(2)和6.5 kW/m^(2);西堠门水道的平均流速和平均能流密度存在3处峰值区,其值大小由西北向东南递增;西堠门水道流速和能流密度的季节分布特征相似,1月(冬季)的流速和能流密度最大,4月(春季)和10月(秋季)次之,7月(夏季)最小。结合潮流能发电站选址原则,本文认为册子岛西北岬角处海域可选为西堠门水道潮流能发电站的最佳场址,其总平均功率和有效功率分别为30.0 MW和4.5 MW,与当前已经运行的潮流能发电站相比较,该选址区域的发电能力较为可观,具有极大开发潜力。

摘要： 合理开发利用潮流能有利于解决环境污染和能源不足问题。介绍了潮流能发电系统基本原理及结构组成,通过对5种常用的最大功率点跟踪控制策略分析比较,设计变步长的扰动控制算法,省去复杂的潮流能发电系统数学模型的推导过程。提出以秀山灌门水道为对象的潮流能发电系统,建立Simulink仿真模型,依据设计的控制策略,进行仿真,验证所设计的控制策略有效性,确保潮流能发电系统安全、可靠、稳定地运行。

摘要： 为探索仿生叶片对潮流能水轮机性能的影响,本文利用STAR-CCM+软件对具有仿生叶片的潮流能水轮机进行数值模拟,与传统水轮机的压力和流场特征进行对比,以探讨仿生水轮机和传统水轮机在不同工况下的水动力特性变化规律。结果表明,仿生水轮机主要作用在低尖速比范围内而叶片失速的情况下,在高尖速比区,仿生水轮机的性能提升不太显著。此外,前缘结节可以产生较大的转矩,仿生水平轴潮流能水轮机启动流速也较低。

摘要： 部署在开阔水域的潮流能水平轴水轮机经常不可避免处于偏流中并造成一定的负面影响,为了研究其在偏流条件下的熵产及水力特点,通过求解雷诺平均(RANS)方程并结合熵产理论对一水平轴潮流能水轮机进行了三维数值模拟研究。结果表明,随着偏流角的增大,涡轮机的输出功率及推力逐渐减小,最高点所对应的尖速比(TSR)逐渐向低位移动,同时输出功率及推力的波动幅度变大。在相同的偏流角下,熵产随TSR的增大而增大。在不同的偏流角下,熵产在较低的TSR下随偏流角的增大而减小,而在较高的TSR下随偏流角的增大而增大。增加偏流角同样也会导致熵产波动幅度的变大。此外,流场分析表明偏流角决定了下游尾迹的偏转方向并显著改变了尾迹形状。大部分的熵产出现在水轮机的叶尖和轮毂后方,这是因为此处形成了较大范围的流动分离和涡流,这也是导致水轮机出现高熵产的主要诱因。研究结果揭示了水平轴水轮机在偏流条件下的熵产和水力特点并准确定位了熵产集中区域,为水平轴水轮机的优化设计提供了一定的参考依据。

摘要： 由于水流在双向导流装置的中间段管道内流动时流速分布不均匀,导致水平轴水轮机发电效率受到影响。通过研究导流装置内部水轮机的叶片半径和安装位置,提高双向导流装置内部水轮机在双向水流中的发电效率。首先通过Fluent获取导流装置中心垂直截面的流速分布曲线,采用数值分析的方法建立流速分布数学模型,计算得到最优的叶片半径。再通过研究竖直方向上流速分布变化规律,得到最优的叶片安装位置。最后通过拖拽实验,获得双向水流下的周期发电功率。研究结果表明,当叶片半径位于流速分布的直线范围内时,水轮机叶片旋转面的流速较大,随着叶片安装位置下降,水轮机的叶片旋转面的流速明显增加。在水流流速为1 m/s时,调整水轮机叶片半径和安装位置后水轮机的发电功率较之前提高72%,较裸叶片的发电功率提高150%。

摘要： 浙江舟山海域是中国沿海潮流能试验研究和开发利用的热点区域,灌门水道即舟山海域著名的强潮流通道.首先,通过建立平面二维潮流数学模型,分析研究了灌门水道的潮流能资源分布特征,估算了其潮流能资源蕴藏量和技术可开发利用量.其次,分析了在灌门水道开展潮流能开发利用所需要面临的各种限制因素,对潮流能发电示范项目的开发条件进行了初步分析评估.研究成果可作为在本区域开展潮流能开发利用选址规划的重要依据.

摘要： 大型潮流能发电设备的主轴承在发电过程中,承受着巨大的径向、轴向乃至弯矩载荷,随着载荷的增大,主轴承制造成本显著升高.为了在保证可靠性的基础上,兼顾产业制造的经济性,对主轴承的疲劳寿命进行较为精确的设计计算十分必要.本文依据基于Lundberg-Palmgren理论的滚动轴承疲劳寿命计算方法与基于Herz应力理论的接触应力计算方法,结合主轴承的工况条件,并参考DNV-GL规范中关于潮流能发电设备的安全系数要求,对主轴承算例的疲劳寿命与静态载荷进行分析计算,以验证是否满足发电设备整体的技术要求.

摘要： 海洋能是蕴含量巨大的可再生能源,海洋能的有效开发将具有很高的实际价值,潮流能是海洋能重要组成部分,海洋潮流的流动方向呈周期性变化,因此需要设计可以双向运行的叶片来捕获能量,文章首先基于Wilson方法设计了初始模型,通过数值模拟预测其性能,然后集成数值模拟所需各个软件,同时实现叶片和导流罩几何建模、网格划分的参数化,建立整个系统的参数化优化平台,通过优化的拉丁超立方法选取样本以建立近似模型,采用多岛遗传算法对整个设计空间进行全局搜索,得到了性能较优的模型.

摘要： 为更好地了解掌握海洋可再生能源捕获、转换以及利用装备技术的发展现状与趋势,推进该技术的发展与多方协作.在总结已有科技文献的基础上,结合2012年与2013、2014年分别召开的国际海洋可再生能源以及中国海洋可再生能源发展年会相关报告,重点分析了潮流能、波浪能发电技术的国内外发展现状.在此基础上,针对海洋可再生能源捕获、转转以及利用技术现存需要进一步解决的共性问题进行了探讨.

摘要： 潮流能因其分布广、储量大、可再生、无污染等特点,作为一种新兴的海洋能获取方式,得到广泛重视.我国潮流能资源丰富,近年来,关于潮流能资源估算研究也取得了一定的进展,但估算研究的范围只针对局部区域,且计算结果多为理论蕴藏量,对潮流能资源的开发缺乏实际的指导作用.本文总结了国内外潮流能资源估算方法,从潮流能理论出发,加以推导得到适合我国近岸的潮流能可开发量的计算方法,并对长江口-杭州湾海域的潮流能资源可开发量进行了初步评估.

摘要： 英国是海洋经济强国,近年其海洋可再生能源产业在国家支持政策的利好下得到迅速发展,逐渐形成在世界海洋能源产业链中的优势地位.本文简要总结了英国对海洋能产业的支持促进政策,集中关注其产业发展的最新动向.在紧密跟踪国际海洋能产业动态进展的基础上,本文着重呈现了英国在波浪能、潮流能和海上风电三个重点发展领域的最新成就和项目进展情况,以期为中国海洋能产业的健康发展和中英海洋能合作的开展提供参考和借鉴.

摘要： 寻求波浪和潮流能集成利用的需要和可能性,基于Gorlov浪流集成理论,本文提出一种新型潮流波浪集成发电轮机结构.该发电轮机的主体结构分为组合式导流罩、S型叶片轮机、发电机、浮子四部分,采用流体动力学数值模拟与水动力计算的方式来优化设计思路,并通过水槽实验对叶片轮机进行可行性分析,实验证明该结构设计合理与科学.

摘要： 为解决海上偏远而分散的小功率用电设施的供电问题,探究潮流能与波浪能耦合发电的可行性,满足耦合发电轮机在耐久性、初级高效获能以及低成本和安全性等方面的要求,设计了一种新型波浪潮流耦合发电轮机.该发电轮机的主体结构由复合式导流罩、叶片轮机、固定式尾舵、发电机和浮子五部分组成,本文详细阐述了该发电轮机的机械设计过程及其结构优化设计思路,并针对叶片轮机进行了水槽性能试验分析.分析结果验证了该装置设计的合理性与科学性.

摘要： 根据潮流通道内断面总功率和可捕获潮量的内在关系,推导得到通道内可捕获潮能的计算公式,以及潮能可捕获率的数学表达式,得出一种数学上更为严谨的潮流能评估计算方法,数学推导结果可见潮流通道内潮能最大可捕获率即仅与阻力和地形相关.并选取秀山水道建立二维水动力数学模型展开实例计算,将本理论公式结合数学模型结果,计算得出秀山水道理论最大可捕获潮能储量为8.14× 104 kW,表明在潮流通道内理论最大可捕获潮能仅为断面总潮能的一小部分.

摘要： 根据潮流通道内断面总功率和可捕获潮量的内在关系,理论推导得到通道内可捕获潮能的计算公式,以及潮能可捕获率的数学表达式,得出一种数学上更为严谨的潮流能评估计算方法,数学推导结果可见潮流通道内潮能最大可捕获率即仅与阻力和地形相关.并选取秀山水道建立二维水动力数学模型展开实例计算,将本理论公式结合数学模型结果,计算得出秀山水道理论最大可捕获潮能储量为8.14×104kW,表明在潮流通道内理论最大可捕获潮能仅为断面总潮能的一小部分.

摘要： 本发明公开了一种基于潮流嵌入技术的潮流计算方法，包括如下步骤：确定最大节点数N，构造训练集K、验证集V、测试集T；对于步骤1)中的训练数据，构造相应的正样本K+及负样本K‑；基于步骤2)中的训练样本K、正样本K+、负样本K‑，使用基于三元组的孪生神经网络，充分训练后，得到潮流嵌入层P。本发明的计算方法是一种直接法，在最终使用时，只需要将已知参数按规则进行排列后，作为深度神经网络的输入，通过几个矩阵的相乘以及神经元的非线性运算，即可得到最终的潮流值，因此该方法较为简单、计算速度较快，可用于在线潮流计算，且不存在收敛性问题。

摘要： 本发明公开一种基于改进直流潮流算法的电网有功潮流调整方法及装置。该方法，包括：在根据交流潮流算法判断待分析电网的潮流不收敛时，将所述待分析电网等效为调整前的电力网络；通过向电力网络中增加功率穿越通道的方法，使得调整后的电力网络中不存在功率越限支路；根据局部有功平衡的量化指标、调整前的电力网络、及调整后的电力网络，从所述待分析电网中选取至少一个待调整的发电机组；以全网有功安排的量化指标最小为目标函数，确定各所述待调整的发电机组的开关机状态或发电机组的有功功率设定值。该方法使得电网内有功功率分布更合理，从而在潮流不收敛时实现潮流恢复，及使得电网潮流计算收敛电网潮流计算收敛。

摘要： 本发明公开一种基于改进直流潮流算法的电网无功潮流调整方法及装置。该方法包括：以所述待分析电网中的全部无功补偿设备节点为待调整节点，以全网虚拟无功网损最小为优化目标，确定所述待分析电网中的全部无功补偿设备节点的各无功补偿装置的投切状态；根据局部无功平衡的量化指标，从所述待分析电网中选取至少一个待调整的无功补偿设备节点；以全网虚拟无功网损最小为优化目标，确定所述至少一个待调整的无功补偿设备节点的各无功补偿装置的投切状态。该方法使得电网内无功功率分布更合理，从而在潮流不收敛时实现潮流恢复，使得电网潮流计算收敛。

摘要： 本发明公开了一种分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算方法及系统。目前，仅能通过试凑法简单评估分布式潮流控制器最大潮流转移能力，没有一种有效的计算方法。本发明先计算安装DPFC后的线路前后两次潮流偏差，利用两次潮流偏差与偏差允许值的大小判断得到DPFC最大潮流转移能力。本发明可以有效计算分布式潮流控制器的最大潮流转移能力，便于开展后续调控命令下达。

摘要： 本发明公开一种柔性直流输电系统潮流计算及交直流混联潮流计算方法，涉及输电系统技术领域，包括：根据不同控制策略下的柔性直流输电系统，构建结构统一的统一潮流模型；确定当前主换流站、当前控制策略及其初值和限值，并根据统一潮流模型形成当前控制策略下的功率平衡方程；根据对功率平衡方程求解得到的电压变化量，更新当前直流节点电压，若更新后的直流节点电压超过限值，则切换控制策略；若未超过限值且未满足迭代约束条件，则根据优先级轮换主换流站，直至迭代完成。通过构建统一潮流模型表征各种控制模式，计算含多种控制策略的直流电网潮流，采用内外双循环迭代结合主换流站轮替的方法，提高交直流系统潮流计算的收敛性。

摘要： 本发明提供将潮流信息显示在显示画面上的移动体的潮流信息显示装置、以及使用了该潮流信息显示装置的AR导航系统。一种将潮流信息显示在显示画面上的移动体的潮流显示数据生成装置，其中，该潮流显示数据生成装置具有：潮流信息接收部，接收包括包含移动体(船舶等)的区域的海图上的潮流的位置和在对应的多个时刻的该位置的潮流的多个预测潮流方向的潮流信息；以及潮流显示数据生成部，生成包含基于多个时刻而确定的时间标度的指示符，确定各个时刻的时间标度上的各个预测潮流方向的位置，在时间标度上的每个位置处、生成多个表示各个时刻的各个预测潮流方向的符号，将包含多个符号的指示符输出至显示画面。

摘要： 本发明属于电力系统配电网潮流分析技术领域，提供了一种基于DistFlow线性潮流的配电网潮流计算方法及系统。该方法包括，推导DistFlow线性潮流模型；根据配电网系统拓扑结构，从辐射状线路的最后一个节点开始，依据DistFlow线性潮流表达式，推导出每条支路的有功潮流表达式和无功潮流表达式；根据每条支路的有功潮流表达式、无功潮流表达式，分别得到有功发电负荷转移因子矩阵和无功发电负荷转移因子矩阵；根据有功发电负荷转移因子矩阵、无功发电负荷转移因子矩阵，分别得到支路有功潮流的计算式和支路无功潮流的计算式；根据有功发电负荷转移因子矩阵、无功发电负荷转移因子矩阵和节点净功率，依据电压幅值表达式，确定每个节点的电压幅值的计算式。

摘要： 本发明公开一种柔性直流输电系统潮流计算及交直流混联潮流计算方法，涉及输电系统技术领域，包括：根据不同控制策略下的柔性直流输电系统，构建结构统一的统一潮流模型；确定当前主换流站、当前控制策略及其初值和限值，并根据统一潮流模型形成当前控制策略下的功率平衡方程；根据对功率平衡方程求解得到的电压变化量，更新当前直流节点电压，若更新后的直流节点电压超过限值，则切换控制策略；若未超过限值且未满足迭代约束条件，则根据优先级轮换主换流站，直至迭代完成。通过构建统一潮流模型表征各种控制模式，计算含多种控制策略的直流电网潮流，采用内外双循环迭代结合主换流站轮替的方法，提高交直流系统潮流计算的收敛性。

摘要： 本发明公开了一种基于潮流控制装置的交直流牵引供电系统及潮流控制方法，所述供电系统包括包括三相高压母线、牵引‑控制变压器、潮流控制装置、测控系统，测控系统包括电压互感器、电流互感器、电压变送器、分流器和控制器；潮流控制装置包括第一变流器、第二变流器和第三变流器，第一变流器的输入端、输出端分别与第一控制端口的两个端子相连，第二变流器的输入端、输出端分别与第二控制端口的两个端子相连，第三变流器的输入端、输出端分别与第三控制端口的两个端子相连。本发明能够兼容直流和交流供电，通过控制潮流使得交流牵引端口产生的负序功率与直流牵引端口产生的负序功率相抵消。

摘要： 本发明公开了一种潮流能发电用叶片组件及潮流能水轮机。潮流能发电用叶片组件，包括：叶片和多个抑制器，多个所述抑制器沿所述叶片的长度方向分布，所述抑制器包括底板和两个侧板，所述底板上形成有若干凹槽，所述侧板设置在所述底板的对应侧部，两个所述侧板相对倾斜布置；两个所述侧板的一端部之间形成进流区，两个所述侧板的另一端部之间形成出流区，所述进流区的宽度小于所述出流区的宽度，所述底板设置在所述叶片的表面。实现优化叶片的水动力学性能，以提高潮流能水轮机发电效率。