近年來,隨著波浪能發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展,多種不同樣式的波浪發(fā)電裝置得到廣泛應(yīng)用。本文針對(duì)液壓蓄能式波浪發(fā)電裝置,對(duì)典型的單體振蕩浮子式和Pelamis裝置,通過頻域和時(shí)域數(shù)值計(jì)算,分析二者的工作原理及波能俘獲特性,并在此基礎(chǔ)上采用自適應(yīng)阻尼控制算法對(duì)浮體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制從而實(shí)現(xiàn)波能俘獲的最大化。針對(duì)單體振蕩浮子式裝置,首先進(jìn)行頻域分析,在線性能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,建立單體頻域運(yùn)動(dòng)方程,求得頻率響應(yīng)函數(shù),推導(dǎo)系統(tǒng)在規(guī)則波和不規(guī)則波條件下的能量俘獲寬度。研究表明,能量俘獲寬度受波浪譜峰頻率、浮體頻率響應(yīng)函數(shù)和能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的影響;然后在時(shí)域模擬中,運(yùn)用狀態(tài)空間模型近似替代時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程中的卷積項(xiàng),依據(jù)阻尼系數(shù)對(duì)俘獲寬度的影響,采用自適應(yīng)阻尼控制方法,在指定不規(guī)則波下使系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)時(shí)的海況信息以及裝置運(yùn)動(dòng)情況來調(diào)整阻尼系數(shù),從而實(shí)現(xiàn)波能俘獲的最大化。針對(duì)Pelamis,采用理論分析結(jié)合數(shù)值模擬的方法,著重分析了在線性能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)下鉸接彈性系數(shù)和鉸接阻尼系數(shù)對(duì)裝置平均功率的影響。結(jié)果表明,當(dāng)鉸接彈性系數(shù)小于某一數(shù)值時(shí),平均功率幾乎不變,而當(dāng)超過這一數(shù)值時(shí),平均功率隨著彈性系數(shù)得增大而明顯下降;平均功率... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１波浪發(fā)電裝置分類??１．液壓式??

（ａ）懸掛擺式?（ｂ）浮力擺式??圖１．２擺式裝置??相比而言，浮力擺式裝置不僅具有較高的轉(zhuǎn)換效率，而且適用海域范圍更為廣泛，??一般為近岸水域，淺水效應(yīng)使得波浪的垂向運(yùn)動(dòng)能量減小，水平運(yùn)動(dòng)能量增大，作用在??擺體上的水平波浪力也相應(yīng)增大，有利于增大裝置的發(fā)電功率。其中，典型的浮力擺式??波浪發(fā)電裝置如英國(guó)的蚌式結(jié)構(gòu)（Ｏｙｓｔｅｒ），如圖１．３所示。??ｐｍｉ＿?蠢??＾??圖１．３蚌式（ｏｙｓｔｅｒ）原型圖和示意圖??（２）筏式??如圖１．４所示，筏式裝置［３］—般由鉸接的筏體和液壓系統(tǒng)組成，裝置在系泊狀態(tài)下??迎浪運(yùn)動(dòng)，將波浪能轉(zhuǎn)換為筏體運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)液壓缸將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓油??的液壓能，而液壓油又進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，最后液壓馬達(dá)驅(qū)??動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。筏式裝置的優(yōu)點(diǎn)在于整體結(jié)構(gòu)隨波浪運(yùn)動(dòng)從而始終保持迎浪狀態(tài)

一般為近岸水域，淺水效應(yīng)使得波浪的垂向運(yùn)動(dòng)能量減小，水平運(yùn)動(dòng)能量增大，作用在??擺體上的水平波浪力也相應(yīng)增大，有利于增大裝置的發(fā)電功率。其中，典型的浮力擺式??波浪發(fā)電裝置如英國(guó)的蚌式結(jié)構(gòu)（Ｏｙｓｔｅｒ），如圖１．３所示。??ｐｍｉ＿?蠢??＾??圖１．３蚌式（ｏｙｓｔｅｒ）原型圖和示意圖??（２）筏式??如圖１．４所示，筏式裝置［３］—般由鉸接的筏體和液壓系統(tǒng)組成，裝置在系泊狀態(tài)下??迎浪運(yùn)動(dòng)，將波浪能轉(zhuǎn)換為筏體運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)液壓缸將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓油??的液壓能，而液壓油又進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，最后液壓馬達(dá)驅(qū)??動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。筏式裝置的優(yōu)點(diǎn)在于整體結(jié)構(gòu)隨波浪運(yùn)動(dòng)從而始終保持迎浪狀態(tài)，提高??了裝置的發(fā)電功率。但是與其他波浪發(fā)電裝置相比，在同等發(fā)電功率下，筏式裝置一般??３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鉸接多浮體系統(tǒng)在規(guī)則波作用下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)[J]. 王桂波,勾瑩,滕斌,曹光磊.  大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[2]直接驅(qū)動(dòng)浮子式波浪能轉(zhuǎn)換裝置頻域模擬研究[J]. 程正順,楊建民,胡志強(qiáng),肖龍飛.  太陽能學(xué)報(bào). 2014(07)
[3]液壓蓄能式波浪能裝置發(fā)電系統(tǒng)的特性[J]. 王坤林,田聯(lián)房,王孝洪,游亞戈,盛松偉,張亞群.  華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(06)
[4]一種基于遞推最小二乘的頻域辨識(shí)的新算法[J]. 李迎博,呼衛(wèi)軍,周軍.  計(jì)算機(jī)仿真. 2014(04)
[5]波浪發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展及直驅(qū)式波浪發(fā)電系統(tǒng)研究綜述[J]. 肖曦,擺念宗,康慶,聶贊相,黃宣睿.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(03)
[6]時(shí)域分析波浪中浮體運(yùn)動(dòng)的時(shí)延函數(shù)計(jì)算[J]. 唐愷,朱仁傳,繆國(guó)平,范菊.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(02)
[7]波浪能發(fā)電裝置動(dòng)力攝取系統(tǒng)研究進(jìn)展[J]. 王立國(guó),游亞戈,張亞群,葉寅.  機(jī)床與液壓. 2013(01)
[8]基于液壓傳動(dòng)的蓄能穩(wěn)壓浮力擺式波浪能發(fā)電系統(tǒng)分析[J]. 鮑經(jīng)緯,李偉,張大海,林勇剛,劉宏偉,石茂順.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2012(14)
[9]狀態(tài)空間模型在振蕩浮子式液壓系統(tǒng)波能吸收裝置中應(yīng)用[J]. 葉寅,游亞戈,王文勝,盛松偉,劉洋.  海洋工程. 2011(02)
[10]空間三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換原理及實(shí)現(xiàn)[J]. 柯金樸.  江西測(cè)繪. 2008(03)

博士論文
[1]鉸接多浮體水動(dòng)力性能研究[D]. 宋林峰.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[2]擺式波浪發(fā)電系統(tǒng)建模與功率控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 肖文平.華南理工大學(xué) 2011

碩士論文
[1]浮式結(jié)構(gòu)物系泊系統(tǒng)時(shí)域非線性耦合分析[D]. 韋斯俊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]三節(jié)筏式海浪發(fā)電裝置液壓系統(tǒng)控制策略研究[D]. 何欣.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]波浪與鉸接多浮體系統(tǒng)相互作用的數(shù)值分析[D]. 王桂波.大連理工大學(xué) 2014
[4]浮子式波浪發(fā)電最大波能捕獲研究[D]. 王輝.天津大學(xué) 2014
[5]海蟒式海浪換能器建模及組合缸式液壓系統(tǒng)控制策略研究[D]. 李雨亭.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[6]振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)及功率計(jì)算分析[D]. 王淑婧.中國(guó)海洋大學(xué) 2013
[7]極限海況下鉸接多浮體運(yùn)動(dòng)及系泊力計(jì)算[D]. 陳煜.武漢理工大學(xué) 2013
[8]浮子式波浪能轉(zhuǎn)換裝置機(jī)理的頻域及時(shí)域研究[D]. 程正順.上海交通大學(xué) 2013
[9]振蕩浮子式波浪發(fā)電裝置最佳功率控制研究[D]. 高輝.華南理工大學(xué) 2012
[10]振蕩浮子液壓式波浪能利用裝置的研究[D]. 黃晶華.華北電力大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3512903