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世界海洋波浪能发电技术研究进展 被引量:32
1
作者 李成魁 廖文俊 王宇鑫 《装备机械》 2010年第2期68-73,共6页
随着世界能源日趋紧张,波浪发电作为一种新能源的来源,受到世界各国的重视。波能转换技术日趋成熟,日、英、挪威等国建造了若干座不同类型的波浪发电站。介绍了世界主要国家的波力发电技术进展及主要波能装置并分析了波浪能研究与利用... 随着世界能源日趋紧张,波浪发电作为一种新能源的来源,受到世界各国的重视。波能转换技术日趋成熟,日、英、挪威等国建造了若干座不同类型的波浪发电站。介绍了世界主要国家的波力发电技术进展及主要波能装置并分析了波浪能研究与利用的发展方向和可能遇到的问题。 展开更多
关键词 海洋波浪 世界能源 发电技术 波浪发电 转换技术 技术进展 波力发电 新能源
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基于波浪能的海洋浮标发电系统 被引量:31
2
作者 宋保维 丁文俊 毛昭勇 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期139-143,共5页
波浪能是一种新型的清洁能源,近几年提出多种对波浪能进行开发的方案,但大多都是在波浪和发电机之间加入转化装置,这样效率低,成本高。为简化波能转化装置,提高波浪能的利用率,降低波能转化装置的成本,设计一套基于波浪能的海洋浮标发... 波浪能是一种新型的清洁能源,近几年提出多种对波浪能进行开发的方案,但大多都是在波浪和发电机之间加入转化装置,这样效率低,成本高。为简化波能转化装置,提高波浪能的利用率,降低波能转化装置的成本,设计一套基于波浪能的海洋浮标发电系统,可以直接将波浪能转化为电能。详细叙述海洋浮标发电系统方案设计;并对海洋浮标进行运动建模和参数推导分析;基于Matlab对发电机在不同海况下进行仿真,得到空载电压波形,根据波形理论分析出影响发电机性能的主要因素为波高和频率。理论分析及仿真结果可以指导导磁结构的圆筒型直线发电机的理论研究,并为基于波浪能的海洋浮标发电系统的工程应用提供依据。 展开更多
关键词 波浪 圆筒型永磁直线发电 海洋浮标 波浪发电
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世界海洋发电状况探析 被引量:24
3
作者 武全萍 王桂娟 《浙江电力》 2002年第5期65-67,共3页
蓝色海洋蕴藏了巨大的清洁能源 ,近年来 ,世界各主要海洋国家普遍重视海洋能的开发 ,积极探索研究利用这种可再生能源。文中介绍了当今世界海洋波浪发电、潮汐发电和海洋温差发电(OTEC)的发电原理和发展状况 。
关键词 海洋 清洁能源 波浪发电 潮汐发电 热能
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一种波浪发电装置用低速双动子永磁直线电机运行机理研究 被引量:15
4
作者 张静 余海涛 施振川 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第19期4553-4562,共10页
提出了一种用于直驱式波浪发电装置的短行程、低速、双动子双侧Halbach永磁阵列直线电机。研究该电机的运行机理及电磁特性,通过优化电机永磁体结构提高电机磁能密度及发电效率,降低电机磁阻力。首先,根据电机的电磁负荷、运动行程和平... 提出了一种用于直驱式波浪发电装置的短行程、低速、双动子双侧Halbach永磁阵列直线电机。研究该电机的运行机理及电磁特性,通过优化电机永磁体结构提高电机磁能密度及发电效率,降低电机磁阻力。首先,根据电机的电磁负荷、运动行程和平均速度,给出电机模型的初始设计结构和参数,采用磁场分析法辅助有限元法分析电机电磁特性,验证电机模型的正确性。其次,对Halbach永磁阵列拓扑结构及其磁场分布进行计算与分析,研究电机径向磁通密度增强原理与电机轴向磁通密度抵消原理,对电机双侧Halbach永磁结构进行优化,提高电机磁能密度及输出电压幅值,降低电机轴向磁阻力,减少电机低速运行过程中的振动;研究电机在恒速及正弦速度下的电动势曲线,并计算电机的输出效率。最后,采用一台圆筒形永磁直线电机验证在不同波浪参数下的输出电压曲线。分析与计算结果表明双动子双侧Halbach永磁阵列直线电机较其他类型电机具有磁能密度高、磁阻力波动小及输出效率高的优势。 展开更多
关键词 直线电机 HALBACH 永磁阵列 磁阻力 有限元法 波浪发电
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改进波浪发电浮标性能的试验研究 被引量:10
5
作者 黄国樑 冯伯俊 +2 位作者 刘天威 龚骅 张文虎 《海洋工程》 CSCD 北大核心 1994年第1期104-110,共7页
为了改进波浪发电浮标为性能,以及推广使用,使之能适用于波浪周期短波高小的海区,对上海航标厂的波浪发电浮标为浮体进行了试验研究。试验测量了气室压力、内波高、浮体升沉等物理量。通过输出功率的比较,提出了浮体设计方案的建议。
关键词 波浪发电 波浪浮标 模型试验 输出功率
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基于多种群遗传算法的波浪发电最大功率跟踪控制 被引量:11
6
作者 邹子君 杨俊华 杨金明 《电测与仪表》 北大核心 2017年第23期35-40,共6页
波浪发电系统遗传算法最大功率点跟踪过程中,因群体中的所有个体较快趋于单一化而停止进化,导致难以获得最优解,为此引入多种群遗传优化新算法。在初始阶段,新算法引入多个种群同时进行搜索,并对每个种群赋予不同的交叉、变异概率,使算... 波浪发电系统遗传算法最大功率点跟踪过程中,因群体中的所有个体较快趋于单一化而停止进化,导致难以获得最优解,为此引入多种群遗传优化新算法。在初始阶段,新算法引入多个种群同时进行搜索,并对每个种群赋予不同的交叉、变异概率,使算法能够兼顾全局与局部搜索;同时加入用于维持种群间联系的移民算子及可用来建立精华种群的人工选择算子,并以精华种群作为算法收敛的判据。仿真结果表明,与传统遗传算法相比,该算法能够提高波浪发电系统的波浪能捕获率。 展开更多
关键词 波浪发电 最大功率点跟踪 遗传算法 多种群遗传算法
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双自由度波浪发电系统的最大功率跟踪控制 被引量:11
7
作者 郑明月 杨金明 +2 位作者 林凯东 黄秀秀 段鹏翔 《可再生能源》 CAS 北大核心 2017年第5期778-783,共6页
文章提出了一种全封闭双自由度的振荡浮子波浪发电系统。在分析其动力学特性基础上,采用一种变负载的最大功率点跟踪(MPPT)方法,实现了系统在波浪变频率条件下的最大发电控制;通过爬山法寻找到最优负载阻值,得到参考电流;通过控制开关... 文章提出了一种全封闭双自由度的振荡浮子波浪发电系统。在分析其动力学特性基础上,采用一种变负载的最大功率点跟踪(MPPT)方法,实现了系统在波浪变频率条件下的最大发电控制;通过爬山法寻找到最优负载阻值,得到参考电流;通过控制开关管的导通与关断进行电流控制,使电机电流跟随给定电流值、电机输出平均功率达到最大值,实现系统的最大功率跟踪。仿真结果表明,该方法能够跟随波浪频率变化自适应调节等效负载,实现电机的最大功率输出。 展开更多
关键词 波浪发电 变负载 MPPT 爬山法
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浮标式波浪能压电发电技术研究 被引量:10
8
作者 杜小振 赵继强 +2 位作者 王一然 朱文斗 张燕 《海洋技术》 北大核心 2014年第6期90-95,共6页
为了实现航标等海洋监测传感网络节点利用海洋供能,提出一种新型振荡浮子式波浪能压电发电装置。首先给出波浪能压电发电装置整体机构,然后结合微幅波理论、弗汝德-克雷洛夫假定法以及压电效应理论导出在波浪力作用下压电叠堆输出负载... 为了实现航标等海洋监测传感网络节点利用海洋供能,提出一种新型振荡浮子式波浪能压电发电装置。首先给出波浪能压电发电装置整体机构,然后结合微幅波理论、弗汝德-克雷洛夫假定法以及压电效应理论导出在波浪力作用下压电叠堆输出负载电压曲线。在海水深度5 m、浪高0.1 m、波数为0.64的海洋环境中,取垂直绕射系数1.1,设计浮体直径2 m,计算分析浮标获得最大波浪力1 500 N,比较分析了串联和并联两种安装模式的压电叠堆发电产生的电压曲线,并联压电叠堆输出功率达到53.7μW,可以为海洋监测无线传感网络节点供能。 展开更多
关键词 浮标 波浪发电 凸轮 压电效应
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基于PCHD模型的振荡浮子式波浪发电系统的无源控制 被引量:10
9
作者 黄秀秀 杨金明 +1 位作者 陈渊睿 姜元 《电测与仪表》 北大核心 2019年第7期107-112,共6页
波浪能是最复杂的一种可再生能源,这一特性导致其功率控制算法的实现性差。针对这一问题,文章基于一种全封闭的振荡浮子式波浪发电系统的动力学模型,构建波浪发电系统的端口受控的耗散哈密顿模型(PCHD),并设计无源性控制器,为改善系统... 波浪能是最复杂的一种可再生能源,这一特性导致其功率控制算法的实现性差。针对这一问题,文章基于一种全封闭的振荡浮子式波浪发电系统的动力学模型,构建波浪发电系统的端口受控的耗散哈密顿模型(PCHD),并设计无源性控制器,为改善系统动态响应在无源性控制器中注入阻尼。仿真结果表明,在波浪变化条件下,该系统能实现最佳状态的快速跟踪,且有良好的动态特性。通过采用PCHD模型,使控制器设计过程具有结构性的特点,物理意义清晰,设计简单。 展开更多
关键词 波浪发电 无源控制 端口受控的哈密顿模型 注入阻尼 动态性
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波浪发电系统无速度传感器功率优化控制 被引量:10
10
作者 黄宝洲 杨俊华 +2 位作者 沈辉 陈海峰 卢思灵 《智慧电力》 北大核心 2019年第1期34-40,共7页
波浪发电系统中的速度位置传感器工作环境恶劣,为此提出基于扩展卡尔曼滤波算法的无速度传感器方案。以永磁同步直线电机的电压电流参数为输入,基于预测和更新2个阶段,建立扩展卡尔曼滤波观测器系统,估算发电系统速度和位置。通过分析... 波浪发电系统中的速度位置传感器工作环境恶劣,为此提出基于扩展卡尔曼滤波算法的无速度传感器方案。以永磁同步直线电机的电压电流参数为输入,基于预测和更新2个阶段,建立扩展卡尔曼滤波观测器系统,估算发电系统速度和位置。通过分析波浪能量转化装置的相幅特性,确定波浪能功率提取最大化工况下的最佳电磁力,并作为系统控制目标,通过空间矢量调制的电流控制策略实现系统控制。仿真结果表明,所提控制方案动态特性好,速度和位置观测误差小,鲁棒性强,功率优化策略效果显著。 展开更多
关键词 波浪发电 永磁同步直线电机 扩展卡尔曼滤波 无速度传感器 最大功率捕获
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新型波浪发电装置的研究与开发 被引量:10
11
作者 苏凯凯 刘阶萍 +2 位作者 王东兴 马丽梅 陈宇航 《机电工程》 CAS 2011年第12期1491-1494,共4页
为解决海上偏远而分散的小功率用电设施的供电问题,满足波浪发电机在耐久性、蓄能性、高效率,以及低成本和安全性等方面的更高要求,设计了一种新型波浪发电装置,该发电装置的箱体可以固定在用电设施内部并跟随其摆动,利用发电装置内部... 为解决海上偏远而分散的小功率用电设施的供电问题,满足波浪发电机在耐久性、蓄能性、高效率,以及低成本和安全性等方面的更高要求,设计了一种新型波浪发电装置,该发电装置的箱体可以固定在用电设施内部并跟随其摆动,利用发电装置内部的摆锤与箱体产生的相对摆动来收集波浪能,经超越离合器将主动轴的往复转动转化为两侧发电机的单向旋转从而形成电能。详细阐述了该发电装置的机械设计过程及其电路设计过程,并对实例进行了性能测试实验。性能测试实验结果验证了该装置设计的合理性与科学性。 展开更多
关键词 波浪 波浪发电 超越离合器 摆锤 电能处理
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基于人群搜索算法的波浪发电系统最优负载 被引量:7
12
作者 杨俊华 邹子君 +1 位作者 杨金明 王子为 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2725-2731,共7页
为寻求以提高波浪发电系统的平均输出功率为目标的系统最优负载,针对遗传算法、粒子群算法等优化算法存在早熟收敛和全局搜索能力不足的问题引入人群搜索算法。该算法通过建立目标函数值与步长的关系式,根据个体当前位置的适应度值计算... 为寻求以提高波浪发电系统的平均输出功率为目标的系统最优负载,针对遗传算法、粒子群算法等优化算法存在早熟收敛和全局搜索能力不足的问题引入人群搜索算法。该算法通过建立目标函数值与步长的关系式,根据个体当前位置的适应度值计算下一步搜索步长;采用利己、利他和预动3个方向随机加权几何平均方案,确定个体搜索方向,提高个体全局搜寻能力,使算法避免陷入局部最优解并可得到全局最优解。仿真结果表明,与传统粒子群优化算法相比,所提算法收敛速度快,可增加波浪发电系统的平均输出功率。 展开更多
关键词 波浪发电 直驱型波浪发电系统 最优算法 人群搜索算法
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基于模拟退火粒子群算法的波浪发电系统最大功率跟踪控制 被引量:9
13
作者 邹子君 杨俊华 杨金明 《电机与控制应用》 北大核心 2017年第10期13-18,共6页
波浪发电系统最大功率点跟踪控制中,传统粒子群算法存在早熟收敛和局部搜索能力不足问题,为此提出基于模拟退火算法的粒子群优化方案。该算法每次更新粒子的速度和位置时,通过比较当前温度下各个粒子的适配值与随机数的大小,从所有粒子... 波浪发电系统最大功率点跟踪控制中,传统粒子群算法存在早熟收敛和局部搜索能力不足问题,为此提出基于模拟退火算法的粒子群优化方案。该算法每次更新粒子的速度和位置时,通过比较当前温度下各个粒子的适配值与随机数的大小,从所有粒子中确定全局最优解的替代值,从而使粒子群算法在发生早熟收敛时能够跳出局部最优并快速找到全局最优解。仿真结果表明,与传统粒子群优化算法相比,模拟退火粒子群算法可有效避免波浪发电系统陷入局部最大功率点,并快速实现全局最大功率跟踪,提高了波浪能捕获率。 展开更多
关键词 波浪发电 最大功率点跟踪 模拟退火粒子群算法
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一种新型摆式波浪发电装置的研制 被引量:7
14
作者 宋洪侠 邓启平 +2 位作者 姜恒甲 孙伟志 孔志营 《可再生能源》 CAS 北大核心 2014年第8期1239-1244,共6页
针对海上浮标、领航灯等远海设施供电难的问题,设计了一种新的摆式波浪发电装置。为提高装置的可靠性和寿命,采用封装在箱体内与海水完全隔离的设计方案。创建了机械式能量转换装置以简化波浪能转换器并提高波浪能利用效率。详细叙述了... 针对海上浮标、领航灯等远海设施供电难的问题,设计了一种新的摆式波浪发电装置。为提高装置的可靠性和寿命,采用封装在箱体内与海水完全隔离的设计方案。创建了机械式能量转换装置以简化波浪能转换器并提高波浪能利用效率。详细叙述了摆式波浪能发电装置的设计方案,并建立了摆锤的数学模型以及结合线性波动中二维深水进行波理论计算,计算了装置的整机理论效率,同时对关键零件的疲劳寿命进行了分析和预测。实验结果表明,当箱体晃动周期为3 s、倾角为15°时,波浪发电机的平均输出功率为10 W左右,输出电压为14 V。研究证明,该波浪能发电装置的设计是可行的。 展开更多
关键词 波浪发电装置 波浪发电 摆式装置 能量转换 效率
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中水道1号灯船波力发电系统模拟试验和设计 被引量:7
15
作者 高祥帆 梁贤光 +2 位作者 蒋念东 冯满枝 王伟 《海洋工程》 CSCD 北大核心 1992年第2期79-87,共9页
本作者通过船模试验,首次为大型灯船设计了一种新型的后弯振荡水柱式波浪能转换系统,利用波浪发电,保证灯船有充足的电源,在海上实现无人看守,为解决大型导航灯船的电源开创了新路。
关键词 灯船 波力发电 中水道 船模试验 波浪能转换 波浪发电 模拟试验 波周期 波能 平均输出功率
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浮子式波浪发电控制策略研究 被引量:7
16
作者 方红伟 程佳佳 +1 位作者 刘飘羽 刘卫林 《沈阳大学学报(自然科学版)》 CAS 2013年第1期30-34,共5页
介绍了各种典型的波浪发电系统,并提出了一种新型浮子式波浪发电装置.为实现该装置的最大波能捕获,总结比较了几种现有的控制策略,并分析了它们各自的适应性.同时,提出了变特性曲线控制策略,它可以使系统的输出功率明显提高,也能够保持... 介绍了各种典型的波浪发电系统,并提出了一种新型浮子式波浪发电装置.为实现该装置的最大波能捕获,总结比较了几种现有的控制策略,并分析了它们各自的适应性.同时,提出了变特性曲线控制策略,它可以使系统的输出功率明显提高,也能够保持较低的电磁转矩变化率.仿真表明,所提出的控制策略适合在新型浮子式波浪发电装置中应用. 展开更多
关键词 波浪发电 浮子式 最大波能捕获 变特性
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一种浮摆式波能发电装置摆板运动响应的数值模拟 被引量:7
17
作者 曲泉铀 何宏舟 李晖 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2013年第5期82-88,共7页
海况是影响波浪能发电装置运行效率的因素之一。以浮摆式波能发电装置为基础,描述了其中摆板系统的收集原理;并基于AQWA(advanced quantitive wave analysis)水动力学计算软件,仿真计算了三种波况下各摆板的运动响应,发现波向为45°... 海况是影响波浪能发电装置运行效率的因素之一。以浮摆式波能发电装置为基础,描述了其中摆板系统的收集原理;并基于AQWA(advanced quantitive wave analysis)水动力学计算软件,仿真计算了三种波况下各摆板的运动响应,发现波向为45°角是摆板系统的最佳运行角度;当波高不超过0.6 m时,摆板的运动状态较易趋于平衡。另外,提出了一种估算摆板采集波能的平均转换效率的方法,并基于相关拟合函数软件,计算了5种较理想波况下摆板采集波能的平均能量转换效率,结果发现,波浪的周期和波高越大,摆板的波能采集效率越低。 展开更多
关键词 波浪发电 浮摆式装置 摆板 波能采集 转换效率
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振荡水柱式波浪发电实验装置设计与开发 被引量:7
18
作者 包兴先 吴州淼 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2016年第9期51-53,共3页
开发了气室高度、底坡角度可调节的振荡水柱式波浪发电实验装置,并在实验室中的波浪水槽内进行实验。考虑了3种气室高度、3种底坡角度及2种波高,共12个典型工况,根据不同工况下的实验结果,探讨了气室形状参量、波浪要素等对发电装置性... 开发了气室高度、底坡角度可调节的振荡水柱式波浪发电实验装置,并在实验室中的波浪水槽内进行实验。考虑了3种气室高度、3种底坡角度及2种波高,共12个典型工况,根据不同工况下的实验结果,探讨了气室形状参量、波浪要素等对发电装置性能的影响规律。通过实验,启发学生进一步优化发电装置的思考,加深了对实际应用中波浪能开发及海洋工程结构设计与制造过程的认识。 展开更多
关键词 振荡水柱 波浪发电 实验装置 实践教学
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基于双层一致性协议的波浪发电集群协同控制策略
19
作者 朱永强 朱显浩 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期675-681,共7页
提出基于双层一致性协议的波浪发电集群协同控制策略。以直驱式发电装置为研究对象,分析浮子机械模型并推导装置功率构成。下层控制系统通过单机双自由度控制,实现装置输出功率稳定分量和波动分量的精准控制,最大限度地转化能量的同时,... 提出基于双层一致性协议的波浪发电集群协同控制策略。以直驱式发电装置为研究对象,分析浮子机械模型并推导装置功率构成。下层控制系统通过单机双自由度控制,实现装置输出功率稳定分量和波动分量的精准控制,最大限度地转化能量的同时,实现波动分量的最小化。上层控制系统通过集群协同,在满足负荷需求和保证多单元多设备同时输出的前提下,考虑不同条件下的装置波浪吸收能力及储能能量状态,使其根据集群网络拓扑关系进行信息交互并调节下层信号。仿真结果表明,所提控制策略可动态分配各波浪发电单元输出,并逐步实现能量状态的一致化。 展开更多
关键词 波浪发电 功率控制 控制系统 一致性协议 集群协同
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面向波浪发电优化控制的开关磁阻发电机四象限推力分配策略
20
作者 林泽川 黄宣睿 肖曦 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期3670-3678,共9页
直线开关磁阻发电机(LSRG)由于其成本低、可靠性高,十分适合直驱式波浪发电的应用场合。为了提升波浪能的捕获效率,波浪发电装置需要采取优化控制策略来主动地改变浮体-波浪间的相互作用,此类策略要求电机在全部四个象限下具备推力指令... 直线开关磁阻发电机(LSRG)由于其成本低、可靠性高,十分适合直驱式波浪发电的应用场合。为了提升波浪能的捕获效率,波浪发电装置需要采取优化控制策略来主动地改变浮体-波浪间的相互作用,此类策略要求电机在全部四个象限下具备推力指令跟踪的功能。然而,现有的波浪发电LSRG往往工作在固定开通-关断角的模式下,无法满足这一要求。为此,该文提出一种基于优化推力分配函数的LSRG控制方案,以使电机在四象限下以最小的推力波动实现推力指令跟踪。提出考虑直流电压受限这一约束条件的优化推力分配函数,并进一步讨论其在四象限下的实现方案。搭建LSRG-永磁同步电机对拖实验平台以模拟实际波浪发电工况,在恒定速度、阻尼控制和谐振控制的运行条件下,验证了所提出控制方案的有效性。 展开更多
关键词 波浪发电 直线开关磁阻发电 推力波动抑制
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