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第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛

召开年：2016
召开地：浙江舟山
出版时间： 2016-05

主办单位：;国家海洋技术中心;;国家海洋局;;

会议文集：第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛论文集

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1.借古开今，创新波浪能发电与深水网箱一体化产业开发模式
- 李德堂
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：海洋能开发面临的困难,令人难以想象,如何在环境条件复查恶劣的海况下,获取储量丰厚的波浪能,中国古代在在治水与管水过程中,不畏洪水滔天,创造了无数辉煌,值得借鉴.本文回顾了水车的科技发明,结合作者的科研与创新,将波浪能发电研究成果应用于深水网箱养殖,可形成一体化的产业开发模式,有效推动中国海洋能源的持续发展.
2.中英海洋能项目审批流程对比研究
- 欧玲;徐伟
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：海洋能的管理问题是困扰海洋能发展的重要问题,尤其是海洋能项目的审批流程,目前已成为影响海洋能商业化进程的关键问题之一.一个明确的海洋能审批流程将有益于海洋能产业发展,缩短项目审批时长,促进海洋能商业化发展.为加快项目审批,一些国家正致力于建立专门的海洋能项目审批流程以提高审批效率.其中"一站式"审批流程是目前公认最为高效的审批方式,这种方法已在苏格兰得到建立并得到了实践.文章通过对比分析中国和苏格兰"一站式"审批流程,讨论了中国海洋能审批流程中存在的亟需解决的问题,并就此提出完善该流程的建议.
3.新型波浪潮流集成柔性浪轮式发电轮机研究
- 王世明;杨志乾;吴帅桥;田卡;江恩祝;秦渭华;李延刚
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
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.
4.漂浮式单点系泊波浪发电平台运动特性的实验分析
- 郑松根;何宏舟
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：对单点系泊的楔形波浪发电平台的运动特性进行了物理模型实验,测量并分析模型在造波水池中的横荡、纵荡运动数据;并把物理实验结果与AQWA软件仿真结果进行了比照,验证所设计开发的楔形波浪发电平台的稳定性和系泊运动性能.实验结果表明,楔形波浪发电平台在额定的试验海况下具有较好的稳定性和系泊运动性能.
5.波浪能发电装置直线型液压系统检测平台建设研究
- 刘华江;王项南;段云棋
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：海洋波浪能发电技术研究在近几年里得到了快速发展,其中很多类型的波浪能发电装置采用了直线型液压传动系统.为了满足波浪能发电设备对液压传动系统性能的要求,提出了波浪能发电装置直线型液压系统检测平台设计方案,主要介绍了测试平台的功能和系统结构.测试平台可以测试全比例尺或者小比例尺工程样机液压系统的工作性能,为液压系统进一步优化提供试验依据.
6.一种新型波浪能供电的海上漂浮式激光雷达观测平台设计构想
- 段云棋;崔琳;李蒙
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：随着海洋开发利用深度和广度的不断扩展,对海洋观测仪器的需求越来越紧迫,各种高性能,大功率的海洋仪器也相继问世,本文对激光雷达(LiDAR)在海上风机领域的应用进行了较为详细的介绍.然而相对于仪器设备的不断更新换代,海上的能源供应特别是电力供应的能力却相对进展缓慢.为了解决海上能源的供给问题,本文提出了利用波浪能作为海上仪器供电的主要来源,将波浪能发电装置与海洋观测仪器设备进行整合开发设计,以提高海上漂浮式观测平台的应用能力.
7.浮力摆式波浪能发电装置结构设计与强度优化
- 李蒙;李雪临;王兵振;段云棋
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：针对目前能源短缺的问题,设计开发了一种浮力摆式波浪能发电装置.简要介绍了该装置的工作原理以及基本组成,根据装置站址海域波浪环境条件对装置进行了水动力特性分析,获取了装置对波浪的响应状况和关键设计参数.利用该参数对装置进行了结构设计与强度优化.
8.基于双螺旋转子的波浪能发电装置螺旋角优化设计
- 刘森明;何宏舟;陈沪;纪志飞;郑松根
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：双螺旋转子式波浪能发电装置的螺旋角度是影响其发电效率的关键因素之一.基于K-ε方程,建立了双螺旋转子能量获取效率的理论模型;基于Fluent软件,分析了双螺旋转子在不同螺旋角下的受力及转矩;将仿真和实验数据进行了对比研究,结果表明:当螺旋角为36°时,双螺旋转子具有较高的波浪能获取效率,本文提出的方法可为双螺旋转子的优化设计提供有益参考.
9.岸边漂浮摆式波浪能发电装置仿真建模分析
- 杨景;张大海;陈鹰;梁辉;谭铭
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：岸边波浪能发电装置具有并网方便、建造及维护成本低等特点,与近岸以及离岸波浪能发电装置相比,其资本投入相对较少.虽然岸边的波浪能源密度相对较低,但可以通过合适的选址进行弥补.文章介绍了岸边漂浮摆式波浪能发电装置的系统构成,并就该系统建立了从波浪输入到电能输出的仿真模型,其中包括漂浮摆一级能量转换模型以及液压系统二级能量转换模型.通过仿真模型的分析,帮助确定相关关键元件尺寸,对装置的建造具有重要指导意义.
10.防波堤越浪式波浪发电装置获能特性研究
- 盛传明;练继建;徐宝;李蕾
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：以一种新型防波堤越浪式波浪发电装置为例进行结构设计,在波浪水槽中进行模型试验,使用FLOW-3D软件进行数值模拟,通过模型试验和数值模拟相结合的方法,研究了斜坡比对装置越浪量的影响.通过改变水深、顶高程、泄流通道直径等因素研究了泄流通道内流速和能量转换的关系.研究结果表明,装置最优斜坡比为2.水深和斜坡比相同时,泄流通道内流速随滑动挡板顶高程的增大而减小,本试验波浪发电装置最大获能系数可达30.7％.
11.一种适用于离岸可再生能源发电设备的新型能量吸收锚泊系统
- 崔琳;栾富刚;段云棋;Philipp Thies;Lars Johanning
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：锚泊系统是离岸可再生能源发电设备的核心部分,其应对极端环境载荷的能力直接影响装置浮式安装基础的可靠性与安全性.本文讨论了一种新型具有能量吸收特性的锚泊系统,详细分析了该锚泊系统的结构组成,通过建立数值模型进行仿真计算和分析,得出不同锚系配置方案和极端环境条件下的计算结果,证明这种新型锚泊系统具有良好的非线性载荷响应特性,可提高离岸可再生能源发电设备的可靠性和极端海况条件下的生存性.
12.后弯管波浪能利用技术及样机设计
- 吴必军;李猛;伍儒康;陈天祥
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：本文分析总结了目前世界上发展的后弯管波浪能利用技术.基于前期的研究基础,经过对模型的改进和水槽规则波实验,研究发现模型从波浪能到气动功率的俘获宽度比最高达到了99％,远超过历史文献最好值79.1％.样机设计表明,基于后弯管发展的装置具有良好的经济性.
13.波浪能转换系统可靠性分析方法研究
- 栾富刚;崔琳;张原飞;U.Okoro;A.Kolios
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：可靠性分析是对系统开展安全性评估、进行优化设计的必要基础和前提,也是提高系统安全水平,提升工程经济性的有力保障和技术支撑.可靠性分析在海洋工程领域已经有了比较成熟的应用,但是对于波浪能转换系统(WEe)这种新型的海上装备,还没有行之有效的分析方法.本文在总结现有可靠性分析方法的基础上,尝试利用故障模式与后果分析(FMEA)和风险与操作机制分析(HAZOP)相结合的方法,以FMEA和HAZOP表的形式对WEC进行可靠性分析,为WEC的设计与稳定运行提供参考.
14.一种系泊多浮体多模式波浪能源装换装置简介
- 谷汉斌;Peter Stansby
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：本文介绍英国曼彻斯特大学研制开发的英国专利系泊多浮体多模式波浪能发电能源转换装置M4(Mooring Multi-body Multi-Mode).该装置已经过1∶40、1∶8两种比尺的波浪物理模型试验,试验在规则波、单一方向不规则波、方向谱不规则波和聚焦波条件下进行.研究表明,该装置具有很好的波能吸收效果,波能捕捉宽度最大达35％.建立了线性数学模型,能够模拟波能吸收效率.采用CFD方法Star-CCM+和基于势流理论的波浪模型WAMIT研究了其组成浮体的附加质量和拖曳力系数,认为仍有进一步优化的空间,并且这一装置具有优良的吸波机制.
15.基于北斗卫星的海洋能自供电监测浮标系统设计
- 李晴;王世明
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：当前海洋环境问题日益凸显,对海洋监测设备特别是监测浮标提出了更高的要求.本文在充分了解国内外海洋观测现状和海洋观测设备的基础上,设计一款海洋监测浮标系统,包括浮标硬件系统的设计选型和监测系统的设计,并在供电模块和通信模块进行了改进,设计了基于海洋浮标的风能和波浪能供电装置,并利用北斗卫星进行数据通信,为浮标长时间工作提供了保障,从而更好的为中国海洋环境立体监测业务提供参考.
16.水平轴潮流能发电机组液压变桨技术研究与海试
- 刘宏伟;李伟;林勇刚;顾亚京;李阳健;谢卓君
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：变桨技术是水平轴潮流能发电机组的关键技术,对实现机组的功率控制和双向发电具有重要意义.本文在综合分析电气变桨方案和液压变桨方案的基础上,完成了120kW水平轴潮流能发电机组变桨机构及其控制系统的设计,并进行了变桨距系统的厂内试验和海上试验,试验结果表明该系统可以很好地实现机组的双向发电并实现发电机输出功率的有效控制,同时变桨距机构运行稳定,响应特性达到预期设计目标.
17.水平轴潮流能发电机组电气控制系统设计与试验
- 顾亚京;李伟;刘宏伟;林勇刚;李阳健;徐全坤
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：电气及控制系统是保证水平轴潮流能发电机组高效运行的必要条件之一.论文以120kW并网型水平轴潮流能发电机组的电气及其控制系统为例,介绍了水平轴潮流能发电机组电气控制系统的设计与试验方法,重点对机组的主控制系统、变桨子控制系统及电气并网系统进行了详细介绍,并完成了相应的厂内测试和海上试验,试验结果表明所设计的潮流能发电机组电气及控制系统达到了机组使用要求.
18.新型水平轴定桨距永磁直驱潮流能发电系统设计及应用
- 董永军;朱挽强;陈健梅;徐明奇;郭景富
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：双向潮流适应性和运行可靠性是水平轴潮流能发电系统需要解决的两个关键问题.本文研究的新型潮流能发电系统由自适应双向流水平轴定桨距潮流能透平、直驱永磁发电机、功率变换器、蓄电池储能系统以及卸荷负载组成.根据中国潮流能特点和直驱永磁发电系统的运行特性,采用翼型尾翼完成透平的双向潮流对流功能.针对离网型潮流能发电系统的功率控制,设计了基于三相不可控整流桥和双管BUCK-BOOST变换器的功率变换电路.基于Matlab/Simulink软件对20kW潮流能发电系统各部分进行了建模与仿真分析.在实海况环境进行了现场试验.研究表明,本文设计的离网型水平轴潮流能发电系统能够有效的利用双向潮流能,而且在结构设计方面所采取的措施提高了系统的可靠性.
19.潮流能水轮机设计载荷工况研究
- 李志川;张理;张琳;张亮
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：随着技术的不断发展,潮流能开发利用国际和国内分别进入了准商业化和示范工程阶段,但潮流能利用方面相关标准研究仍处于起步阶段,潮流能发电装置的相关设计标准的缺失,严重制约了潮流能发电装置的产业化进程.本文以500kW海洋能独立电力系统示范工程项目潮流能水轮机的设计经验为基础,开展潮流能水轮机设计载荷工况研究,从外部环境条件、发电机组运行状态、载荷设计工况等几方面进行了分析研究,为今后水轮机设计标准的制定奠定了基础.
20.变桨式潮流能水轮机高效获能技术研究
- 闫家政;谭俊哲;王树杰;袁鹏;黎明
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：潮流能作为一种清洁可再生能源,越来越多地受到人们的关注.中国潮流能资源分布较广,但是存在着流速低、难以高效利用的问题.变桨距技术的利用一方面使潮流能水轮机更够在较低的流速下实现自起动,延长潮流周期内的工作时间,另一方面采用最大功率点追踪控制算法自动控制桨距角,使水轮机能量获取最大化,从而提高水轮机的效率.本文分析了叶片桨距角对潮流能水轮机获能的影响规律,将潮流能水轮机变桨距技术应用于20kW水平轴潮流能水轮机之中,并对机组实测数据进行了分析.机组运行数据证明,与非变桨水轮机相比,变桨式潮流能水轮机采用变桨距控制,可以有效地提高获能效率.
21.低启动转矩直驱型潮流能发电机关键参数分析与研究
- 徐松;王海峰;黄元峰
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：本文首先从理论上分析直驱型永磁电机的齿槽转矩数学模型,详细讨论影响电机齿槽转矩的主要因素,介绍直驱型潮流能发电机组加工运行过程中容易出现的影响电机齿槽转矩的因素,最后结合有限元仿真方法和试验样机测试实验,对永磁电机齿槽转矩进行对比分析.
22.2.5kW海上仪器潮流能电能补充装置试验
- 朱挽强;吴百公;赵阳;陈健梅;董永军;张雪明
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：随着陆地资源日益枯竭,海洋也成为人类生存和发展的广阔空间.针对海洋的研究不断扩大,海洋的观测仪器日益增多.决定海上仪器工作时间的关键就是其内部电源的供电能力.本文在国家海洋能专项资金课题支持下,设计了一种利用海洋潮流能发电的2.5kW拖曳式水平轴潮流能发电装置,为大型海洋浮标装置提供可靠的水下电能补充,通过拖动试验及海上试验表明该装置启动流速低,可靠性高.
23.潮流能电站建设工程潜在自然环境影响评价技术研究
- 徐辉奋;欧玲
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：本文以环境影响评价理论为基础,结合潮流能电站建设工程的特点,对潮流能电站建设工程环境影响评价的指标体系建立和评价模型的构建进行了研究.在系统分析潮流能电站建设工程对自然环境影响的基础上,确定了潮流能电站工程建设潜在自然环境影响评价的内容,建立了综合评价指标体系,为潮流能电站建设工程环境影响综合评价工作方法的规范化、程序化奠定了基础,为进一步深入研究潮流能电站建设工程环境影响评价创造了条件.
24.面向流速低、水深浅的潮流能捕捉策略及其能量转换机理研究
- 陈龙;杨勇;陈成军
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：针对青岛海域潮流能平均速度较低、时间短、水深浅等特点,研究了潮流能高效捕捉策略及其能量转换机理.设计了基于带轮—活动叶片式的新型弱潮流发电装置,通过研究其叶片摆角、尺寸、布置间距与潮流能收集效率间的关系模型,最大能量捕获控制方法以及箱体表面结构、尺寸与潮流增速及入射角度间的关系模型等关键技术环节,实现了对弱潮流能量的捕捉,并揭示了基于新型带轮—活动叶片式装置的潮流能—电能转换机理.最后,对该新型弱潮流发电装置进行了实验测试.结果表明,该装置能够发电,在系统零部件功能方面是比较可靠的.本研究将弥补当前潮流能发电装置设计方面的若干缺陷,为中国独立自主的开发高效、高可靠海洋能利用装备提供理论依据和技术支撑.
25.国外潮流能发电技术进展及趋势分析
- 王芳;王萌;张多;陈绍燕
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：中国近海蕴藏着丰富的潮流能资源,但是对于潮流能发电装置的研发还处于起步阶段,设计能力、海洋工程能力与制造技术成为制约着中国潮流能的发展的主要因素.本文介绍了国外潮流能开发利用的发展现状,以及已建、在建和计划筹建的工程项目情况;对各种水轮机的实验性能、实际应用情况进行了阐述.通过对国内外潮流能利用技术的分析,总结了潮流能发电技术的发展趋势,针对中国潮流能开发利用现状提出了建议.
26.新型同轴双转子水轮机的海上试验研究
- 康海贵;谢宇;陈兵;郭伟
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：潮流能是最有前途的可再生能源之一.垂直轴水轮机在捕获潮流能方面有一些独特的优势,但仍存在自启动性能差、造价高等缺点.为了较为经济的解决垂直轴水轮机的缺陷,提出了一种拥有较好自启动性能的同轴双转子水轮机.研究得到扭转角为60°的同轴双转子水轮机有更好的性能.在大连进行了新型水轮机的原型机海试.根据海试结果,水轮机的尖速比区间为1.5到3.4,最优尖速比为1.8.原型机系统平均功率可达26.5％,流速大于1.2m/s时系统效率稳定在28.5.水轮机效率预计超过30％.原型机主要启动流速区间为1.1m/s到1.3m/s.在1.4m/s流速以下自启动的概率为96％.结果表明在未显著提升造价的前提下,同轴双转子水轮机拥有良好的获能效率与自启动性能.
27.海洋能电站技术成熟度评价研究
- 张榕;刘富铀;杜敏;孟洁;徐红瑞;白杨;汪小勇
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：海洋能电站技术成熟度评价旨在准确评价海洋能技术的发展状态,提高管理决策的科学性,降低新技术在工程中应用的风险.介绍了技术成熟度的发展和国内外应用情况,给出了海洋能技术成熟度等级及其评价标准和方法流程.技术成熟度评价对于促进海洋能的研究、应用和管理具有重要意义.
28.盐差能发电系统设计与研究
- 王友东;王树杰;袁鹏;谭俊哲
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐度不同的海水之间存在的化学电位差能.盐差能主要存在于河海交接处,淡水丰富的盐湖和地下盐矿.近几十年来人们对从海水中提取盐差能做了大量的研究,其中压力延迟渗透法被视为目前获取盐差能最有效的方法之一.在对盐差能深入研究的基础上,本文主要通过实验考察了在膜组规模下,跨膜压差、料液流速和温度等因素对能量密度和发电效率的影响.经过分析之后,对实验方案进行了优化改进,并设计了盐差能发电样机系统.
29.三种附加结构对后弯管俘获宽度比的影响
- 陈天祥
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：后弯管是一种俘获宽度比较高的振荡水柱波能装置,为了提高其波浪能俘获能力,作者在原有的后弯管上安装了内凹、外凸和三角三种形状的附加结构,通过试验发现:采用内凹曲面状的迎波面,将气室设计得更接近迎波面,可提高其俘获宽度比;将后弯管的尖角部分变为圆角,可降低粘性阻尼效应,提高俘获宽度比.
30.我国海洋能资源数量问题研究
- 刘富铀;张榕;孟洁;白杨;周庆伟;汪小勇;杜敏
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：研究中国海洋可再生能源资源数量问题旨在消除人们对其蕴藏量和技术可开发量概念所产生的误解.说明了中国海洋能调查的历史进程,给出了"908专项"专项海洋可再生能源调查与评价的主要成果,并对这一成果给予了说明.正确的理解中国海洋可再生能源资源数量问题对于做好海洋可再生能源开发利用战略与规划,以及电站选址工作,促进海洋可再生能源开发利用都有十分重要的意义.
31.海洋能源开发利用技术成熟度研究
- 倪娜;王海峰
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：技术成熟度评价是用数值评价技术确定符合研发项目目标的程度的一种方法,国外在航天领域、作战飞机和导弹系统研发、国防采办等项目中得到了广泛的应用.本文扼要介绍了技术成熟度概念的形成以及自20世纪90年代以来中国对于技术成熟度的研究,有关部门制定的评价技术成熟度的标准.海洋可再生能源开发利用是一个新兴的领域,面临着巨大的技术风险,而技术成熟度评价作为风险管理的一个重要手段,在海洋可再生能源开发利用项目管理中有着广阔的前景.
32.我国波浪能产业化进展及对海洋经济的影响预分析
- 陈绍艳;王芳;张多;王萌;李芝凤
- 《第五届中国海洋可再生能源发展年会暨论坛》 | 2016年
摘要：随着世界煤炭和油气等化石能源供需矛盾的加剧和温室气体过量排放引起的全球变暖,发展清洁能源,减少碳排放,成为全球发达国家和发展中国家能源战略的重要部分.海洋可再生能源作为可再生和清洁能源的重要组成部分,已成为各国能源战略的重要内容.海洋可再生能源中,波浪能作为清洁、稳定的资源备受瞩目.本文概括介绍了中国波浪能技术装置现状及产业化进展,分析了对中国海洋经济的影响,并对加快波浪能产业化发展提出建议.