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海流能发电系统的负载控制仿真研究

太阳能学报 2014年第1期35卷 119-124页

作者：石茂顺李伟林勇刚刘宏伟张大海徐全坤浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

基于海流能发电系统最大功率跟踪控制理论,设计以二极管整流-斩波-逆变结构为主电气结构的小功率等级海流能发电系统。系统负载控制器输出PWM信号调节DC/DC变换器,即调节系统负载特性,使得叶轮转速跟踪最优转速,实现系统最大功率跟踪控... 详细信息

基于海流能发电系统最大功率跟踪控制理论,设计以二极管整流-斩波-逆变结构为主电气结构的小功率等级海流能发电系统。系统负载控制器输出PWM信号调节DC/DC变换器,即调节系统负载特性,使得叶轮转速跟踪最优转速,实现系统最大功率跟踪控制运行。在系统数学模型的基础上,搭建Matlab环境下的系统仿真模型并进行仿真分析,仿真结果显示,系统具有良好的动态特性,通过调节负载大小的方法,叶轮实际捕获功率可较好地跟踪理论最大功率,实现系统最大功率输出。

关键词：海流能负载控制最大功率跟踪控制反馈线性化

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海流能柔性叶片水轮机获能区的分析与研究

太阳能学报 2012年第8期33卷 1342-1348页

作者：王树杰尹克金袁鹏王俭超李冬单忠德中国海洋大学工程学院青岛266100 机械科学研究总院先进制造技术研究中心北京100083

以柔性叶片水轮机获能区的研究为重点,分析柔性叶片水轮机的受力特性,提出正负获能区的概念,明确获能区的分布情况,在此基础上提出一种通过减小负获能区的不利影响来提高柔性叶片水轮机整体获能能力的方法,并利用数值模拟和水槽模型实... 详细信息

以柔性叶片水轮机获能区的研究为重点,分析柔性叶片水轮机的受力特性,提出正负获能区的概念,明确获能区的分布情况,在此基础上提出一种通过减小负获能区的不利影响来提高柔性叶片水轮机整体获能能力的方法,并利用数值模拟和水槽模型实验进行分析和验证。最后根据柔性叶片水轮机获能区的特点,针对不同的环境条件提出相关工程应用方案。

关键词：柔性叶片海流能获能区获能能力淹没度

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海流能增速管纠正偏流的实验研究

水力发电学报 2011年第4期30卷 142-146页

作者：王立董志勇张旭韩伟俞小伟浙江工业大学水利与市政工程研究所杭州310014

海流能是海洋能中最易获得、最具灵活性的一种清洁、可再生能源。利用海流能技术发电,有利于改善能源结构,降低化石能源消耗带来的环境污染和气候变化问题,但其来流方向却具有不确定性。本文在大型玻璃水槽中,应用高速摄影机、声学多普... 详细信息

海流能是海洋能中最易获得、最具灵活性的一种清洁、可再生能源。利用海流能技术发电,有利于改善能源结构,降低化石能源消耗带来的环境污染和气候变化问题,但其来流方向却具有不确定性。本文在大型玻璃水槽中,应用高速摄影机、声学多普勒测速仪(ADV)等先进测试仪器,通过对线性增速管在缓慢来流偏流角分别为0°、10°、20°、30°、40°、50°情形下对转速的影响进行了较系统的试验研究,得出增速管面积比、管长对偏流的纠正范围及其程度。

关键词：海流能可再生能源增速管转速偏流角

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叶轮叶片数目对双通道海流能发电装置的影响

太阳能学报 2016年第7期37卷 1884-1890页

作者：童军杰马晓茜华南理工大学电力学院广州510641 广州航海学院船舶工程学院广州510725

双通道海流能发电设备可将海水的双向流动转化为叶轮的单向旋转。针对该通道结构，利用F1uent6．3软件MRF模型进行二维数值计算，分析叶片数目分别为4、6、8时，转动角度在5°-90°时，通道内流体的速度和压力分布，研究叶轮叶片数目和... 详细信息

双通道海流能发电设备可将海水的双向流动转化为叶轮的单向旋转。针对该通道结构，利用F1uent6．3软件MRF模型进行二维数值计算，分析叶片数目分别为4、6、8时，转动角度在5°-90°时，通道内流体的速度和压力分布，研究叶轮叶片数目和转动角度对通过发电设备的海水流量和设备的输出功率等性能参数的影响。计算结果表明，在一个性能参数变化周期内，随着叶轮转动角度的增加，通过设备的流量和发电设备的输出功率随之先增后减。随着叶轮叶片的数目增加，该设备的流量和发电设备的输出功率最大值峰值减小。

关键词：双通道海流能数值计算叶片

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低流速海流能样机设计与海试研究

太阳能学报 2019年第9期40卷 2509-2514页

作者：周宏宾林勇刚李伟刘宏伟浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室

对低流速海流能发电技术经行预研究,在研究的基础上试制一台直径2.2 m的海流能样机,并在舟山海域完成海试。海试结果表明,样机达到在流速1 m/s时输出500 W额定功率的设计目标。通过此次样机试验,发现低流速条件下海流能发电技术遇到的... 详细信息

对低流速海流能发电技术经行预研究,在研究的基础上试制一台直径2.2 m的海流能样机,并在舟山海域完成海试。海试结果表明,样机达到在流速1 m/s时输出500 W额定功率的设计目标。通过此次样机试验,发现低流速条件下海流能发电技术遇到的新问题,也可为未来进一步深入的研究积累经验。

关键词：海流能低流速水平轴直驱海试

近自由表面海流能发电装置VIVACE流激振动的实验研究

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振动与冲击 2019年第4期38卷 83-89页

作者：徐万海罗浩孙海天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

实验研究了大雷诺数、小质量比、近自由水面的弹性支撑刚性圆柱流激振动,利用了低湍流度的循环水槽施加不同来流条件,以虚拟弹簧阻尼系统(Vck)测量圆柱的流激振动幅值和频率。研究结果表明:约化速度由低到高,近自由表面处采用被动湍流... 详细信息

实验研究了大雷诺数、小质量比、近自由水面的弹性支撑刚性圆柱流激振动,利用了低湍流度的循环水槽施加不同来流条件,以虚拟弹簧阻尼系统(Vck)测量圆柱的流激振动幅值和频率。研究结果表明:约化速度由低到高,近自由表面处采用被动湍流控制技术(PTC)的圆柱流激振动可分为三个典型区域,分别为涡激振动区、涡激振动向驰振转化区和驰振区;涡激振动发生时,自由表面效应对光滑圆柱涡激振动以及PTC圆柱的流激振动影响不明显;驰振发生时,较大的约化速度对应较高弗劳德数,自由表面对弹性支撑刚性PTC圆柱的流激振动影响逐渐显著。研究成果可为海流能发电装置(VIVACE)提供必要的理论指导和技术支撑。

关键词：海流能海流能发电装置(VIVACE) 被动湍流控制(PTC) 圆柱自由表面

一种提高Darrieus型海流能转换装置性能方法的研究

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工程热物理学报 2011年第12期32卷 2040-2043页

作者：孙晓晶黄典贵吴国庆上海大学上海市应用数学和力学所上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072 南通大学机械工程学院江苏南通226600

目前大多数海流能发电装置的设计可分为水平轴和垂直轴两类。起动性能差、能量利用率低是限制垂直轴海流能转换装直进行商业化应用的主要障碍。本文以Darricus型垂直轴海流能装置为例,通过数值模拟分析,对在其周边以一定角度添加竖直平... 详细信息

目前大多数海流能发电装置的设计可分为水平轴和垂直轴两类。起动性能差、能量利用率低是限制垂直轴海流能转换装直进行商业化应用的主要障碍。本文以Darricus型垂直轴海流能装置为例,通过数值模拟分析,对在其周边以一定角度添加竖直平板来提高其性能的方法进行了研究。结果表明这些平板可以在装置前方形成一个导流加速的通道,从而可以有效地提高这类装置的能量转换率。同时由于造价低廉,使这种方法在实际工程中具有很大的应用潜力。

关键词：海流能垂直轴转换装置数值模拟聚能板

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基于液压传动的海流能蓄能稳压发电系统仿真

电力系统自动化 2009年第7期33卷 70-74页

作者：张大海李伟林勇刚应有杨灿军浙江大学流体传动及控制国家重点实验室浙江省杭州市310027

在海洋能发电装置中采用基于液压传动的蓄能稳压方式可以较好地实现能量的最大捕获和输出功率稳定。实现这一功能的系统主要由能量输入系统、液压系统、发电系统和自动控制系统等组成。文中首先对系统进行数学建模及计算机仿真,然后在... 详细信息

在海洋能发电装置中采用基于液压传动的蓄能稳压方式可以较好地实现能量的最大捕获和输出功率稳定。实现这一功能的系统主要由能量输入系统、液压系统、发电系统和自动控制系统等组成。文中首先对系统进行数学建模及计算机仿真,然后在半物理仿真试验台基础上,对各种工况进行了仿真研究。计算机和半物理仿真试验台的仿真结果表明,该系统可以实现海流能发电装置的变速恒频控制,从而实现能量的最大捕获和输出功率稳定。

关键词：液压传动海流能蓄能稳压仿真

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涡激振动驱动的柱群结构集中俘获海流能研究

太阳能学报 2021年第4期42卷 89-94页

作者：罗竹梅聂聪郭涛昆明理工大学能源与动力工程系昆明650093 昆明理工大学工程力学系昆明650500

采用一种结合串列、并列和错列布置的耦合连接五圆柱柱群结构为能量转换器,在不同间距比不同约化速度下,以流固双向耦合数值算法对其进行涡激振动模拟和计算分析。通过对比相同参数条件下单圆柱俘能结构的结果,获得柱群俘能结构集中俘... 详细信息

采用一种结合串列、并列和错列布置的耦合连接五圆柱柱群结构为能量转换器,在不同间距比不同约化速度下,以流固双向耦合数值算法对其进行涡激振动模拟和计算分析。通过对比相同参数条件下单圆柱俘能结构的结果,获得柱群俘能结构集中俘获低速海流能的初步理论。结果显示:在产生共振的约化速度范围内,较大间距比下的柱群俘能结构其振幅和各圆柱压力分布特征与单圆柱俘能结构相似;总升力谱峰值约为单圆柱的3倍;从俘能大小来看,相同约化速度下俘获的水动能P达到单圆柱的4~5倍。研究结果说明共振范围内,柱群俘能结构在较大组合间距比时可集中俘获低速海流能。

关键词：海流能俘能流固耦合涡激振动水动能