本文選題：海洋能發(fā)電 + 試驗(yàn)場(chǎng)��； 參考：《山東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著人類社會(huì)對(duì)能源需求量的不斷增加,能源短缺問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重制約著人類社會(huì)的發(fā)展。人類社會(huì)消耗能源的同時(shí),傳統(tǒng)的化石能源也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染,不斷地破壞人類賴以生存的環(huán)境,解決這些問(wèn)題的最有效的方法是開(kāi)發(fā)新的清潔能源。海洋能是一種清潔的能源,在我國(guó)蘊(yùn)藏豐富,我國(guó)海洋能發(fā)電的研究進(jìn)展迅速,但與之相應(yīng)的海洋能發(fā)電試驗(yàn)場(chǎng)建設(shè)研究處于起步階段,而海洋能發(fā)電試驗(yàn)場(chǎng)的電氣系統(tǒng)是其最重要的組成,因此加強(qiáng)海洋能發(fā)電試驗(yàn)場(chǎng)電氣系統(tǒng)的研究對(duì)加快我國(guó)海洋能發(fā)電試驗(yàn)場(chǎng)的建設(shè)和海洋能開(kāi)發(fā)利用具有重要的理論意義和工程價(jià)值。本文的具體工作如下:本文在詳細(xì)分析波浪能和潮流能發(fā)電原理的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了海洋能發(fā)電系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),建立了海洋能發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。對(duì)中國(guó)海洋資源的條件狀況進(jìn)行分析,根據(jù)中國(guó)沿海地區(qū)波浪能和潮流能資源的分布特點(diǎn),針對(duì)威海褚島海域進(jìn)行海洋能發(fā)電試驗(yàn)場(chǎng)電氣系統(tǒng)的研究,探討了波浪能發(fā)電在威海褚島海域的適用性;結(jié)合威海褚島海域波浪特點(diǎn),對(duì)目前幾種主流的波浪能發(fā)電進(jìn)行對(duì)比分析,能流密度較低的威海褚島海域采用振蕩浮子式波浪能發(fā)電,對(duì)采用振蕩浮子式波浪能發(fā)電進(jìn)行了深入探討;分析了振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理,提出基于微幅波理論和弗汝德-克雷洛夫理論的波浪能發(fā)電預(yù)測(cè)方法;該方法采用勢(shì)函數(shù)表示波浪的運(yùn)動(dòng)特性,計(jì)算波浪壓強(qiáng)未受影響時(shí)對(duì)浮體的作用力,利用繞射系數(shù)進(jìn)行修正,得到能夠反映附加質(zhì)量效應(yīng)的波浪力,通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的分析得到輸出功率,推導(dǎo)出年發(fā)電量和能量轉(zhuǎn)換效率。以波浪能發(fā)電的預(yù)測(cè)模型為基礎(chǔ),構(gòu)建了海洋能發(fā)電試驗(yàn)場(chǎng)電氣系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),分析了海洋環(huán)境觀測(cè)系統(tǒng)、發(fā)電裝置電氣系統(tǒng)、岸基輸配電電氣系統(tǒng)和數(shù)據(jù)集成與管理系統(tǒng)的特點(diǎn),針對(duì)數(shù)據(jù)分析與評(píng)價(jià)系統(tǒng)中的重要性能指標(biāo)提出了相應(yīng)的評(píng)估方法。根據(jù)威海褚島地區(qū)的實(shí)際海況,在MATLAB/SIMULINK平臺(tái)上搭建了振蕩浮子式波浪能發(fā)電系統(tǒng)模型,并將海況條件應(yīng)用到模型中,驗(yàn)證了所有模型的有效性。
[Abstract]:With the increasing demand for energy in human society, the problem of energy shortage has seriously restricted the development of human society. While human society consumes energy, the traditional fossil energy also causes serious environmental pollution. The most effective way to solve these problems is to develop new clean energy. Ocean energy is a kind of clean energy, which is rich in our country. The research on ocean energy generation in China has made rapid progress, but the research on the corresponding marine energy power generation test site is still in its infancy. And the electrical system of the oceanic power generation test site is its most important component. Therefore, it is of great theoretical significance and engineering value to strengthen the research on the electric system of oceanic power generation test site for speeding up the construction of oceanic power generation test site and the exploitation and utilization of oceanic energy in China. The main work of this paper is as follows: based on the detailed analysis of wave and tidal current energy generation principle, the system structure of ocean energy generation system is constructed, and the mathematical model of ocean energy generation system is established. According to the distribution characteristics of wave energy and tidal current energy resources in the coastal areas of China, the electric system of the oceanic energy generating test site in the waters of Chu Island, Weihai, is studied. In this paper, the applicability of wave energy generation in the waters of Chu Island of Weihai is discussed, and a comparative analysis of several mainstream wave energy generation is made according to the characteristics of waves in the sea area of Chu Island of Weihai. The oscillating float wave energy is used to generate power in Weihai Chu Island, where the energy flow density is low, and the structure and working principle of the oscillating float type wave energy generator are analyzed. A prediction method of wave energy generation based on the theory of micro-amplitude wave and Froude Krylov theory is proposed, in which the potential function is used to express the characteristics of wave motion, and the force acting on the floating body when the wave pressure is not affected is calculated. The wave force which can reflect the additional mass effect is obtained by modifying the diffraction coefficient. The output power is obtained by analyzing the torque and rotational speed of the generator, and the annual power generation and energy conversion efficiency are derived. Based on the prediction model of wave power generation, the structure of electric system of oceanic power generation test ground is constructed, and the marine environment observation system and electric system of power generation device are analyzed. Based on the characteristics of shore-based electrical transmission and distribution system and data integration and management system, this paper puts forward a corresponding evaluation method for the important performance indexes in the data analysis and evaluation system. According to the actual sea conditions in Weihai Chu Island, a model of oscillating floating wave energy generation system is built on MATLAB / Simulink platform, and the sea condition is applied to the model, which verifies the validity of all the models.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P743

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本文編號(hào)：2005196