力电比拟法在波浪能装置最大功率求解中的应用

摘要

研究了一种振荡浮子式波浪能发电装置的运动以及阻尼器系数对发电效能的影响,并根据装置平衡与垂荡运动时的受力条件,建立二元二阶微分方程组模型.对阻尼系数恒定和不恒定两种情况分别求解,前者采用拉氏变换法可以得到微分方程组的解析解,后者采用四阶Runge-Kutta法可以得到数值解.在求解阻尼系数恒定时的最大功率时,采用力电比拟法,即将力学方程比拟成电学方程,应用相量法将阻尼器的输出功率转化为电阻的最大功率进行求解.经计算,在设定的波浪条件和阻尼系数下,1 m量级的发电装置功率可以达到229.34 W,与同等量级的太阳能电池板相当.