近年來,隨著波浪能發(fā)電技術的不斷發(fā)展,多種不同樣式的波浪發(fā)電裝置得到廣泛應用。本文針對液壓蓄能式波浪發(fā)電裝置,對典型的單體振蕩浮子式和Pelamis裝置,通過頻域和時域數(shù)值計算,分析二者的工作原理及波能俘獲特性,并在此基礎上采用自適應阻尼控制算法對浮體運動進行控制從而實現(xiàn)波能俘獲的最大化。針對單體振蕩浮子式裝置,首先進行頻域分析,在線性能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的基礎上,建立單體頻域運動方程,求得頻率響應函數(shù),推導系統(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、浮體頻率響應函數(shù)和能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的影響;然后在時域模擬中,運用狀態(tài)空間模型近似替代時域運動方程中的卷積項,依據(jù)阻尼系數(shù)對俘獲寬度的影響,采用自適應阻尼控制方法,在指定不規(guī)則波下使系統(tǒng)能夠根據(jù)實時的海況信息以及裝置運動情況來調(diào)整阻尼系數(shù),從而實現(xiàn)波能俘獲的最大化。針對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)對裝置平均功率的影響。結(jié)果表明,當鉸接彈性系數(shù)小于某一數(shù)值時,平均功率幾乎不變,而當超過這一數(shù)值時,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】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：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，淺水效應使得波浪的垂向運動能量減小，水平運動能量增大，作用在??擺體上的水平波浪力也相應增大，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??迎浪運動，將波浪能轉(zhuǎn)換為筏體運動的機械能，進而驅(qū)動液壓缸將機械能轉(zhuǎn)換為液壓油??的液壓能，而液壓油又進一步驅(qū)動液壓馬達轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能，最后液壓馬達驅(qū)??動發(fā)電機發(fā)電。筏式裝置的優(yōu)點在于整體結(jié)構(gòu)隨波浪運動從而始終保持迎浪狀態(tài)

一般為近岸水域，淺水效應使得波浪的垂向運動能量減小，水平運動能量增大，作用在??擺體上的水平波浪力也相應增大，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??迎浪運動，將波浪能轉(zhuǎn)換為筏體運動的機械能，進而驅(qū)動液壓缸將機械能轉(zhuǎn)換為液壓油??的液壓能，而液壓油又進一步驅(qū)動液壓馬達轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機械能，最后液壓馬達驅(qū)??動發(fā)電機發(fā)電。筏式裝置的優(yōu)點在于整體結(jié)構(gòu)隨波浪運動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】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]浮式結(jié)構(gòu)物系泊系統(tǒng)時域非線性耦合分析[D]. 韋斯俊.哈爾濱工業(yè)大學 2014
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[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 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 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 2013
[6]振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置的設計及功率計算分析[D]. 王淑婧.中國海洋大學 2013
[7]極限海況下鉸接多浮體運動及系泊力計算[D]. 陳煜.武漢理工大學 2013
[8]浮子式波浪能轉(zhuǎn)換裝置機理的頻域及時域研究[D]. 程正順.上海交通大學 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 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 2012



本文編號：3512903