基于液压传动的蓄能稳压浮力摆式波浪能发电系统分析 被引量：11

1

作者 鲍经纬 李伟 +3 位作者 张大海 林勇刚 刘宏伟 石茂顺 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2012年第14期205-209,共5页

将基于液压传动的蓄能稳压方法应用于波浪能发电系统,可以较好地实现输出功率稳定。采用双行程浮力摆式波浪能捕获装置可以提高能量利用率。文中给出了此发电系统的数学模型,并在MATLAB/Simulink环境下对其进行了计算机仿真,然后在半物... 将基于液压传动的蓄能稳压方法应用于波浪能发电系统,可以较好地实现输出功率稳定。采用双行程浮力摆式波浪能捕获装置可以提高能量利用率。文中给出了此发电系统的数学模型,并在MATLAB/Simulink环境下对其进行了计算机仿真,然后在半物理试验平台上进行了仿真试验。计算机和半物理试验仿真的结果表明,该发电系统在蓄能器的缓冲作用及控制系统的调节作用下,能保证系统输出功率稳定,从而验证了采用液压传动方案的蓄能稳压浮力摆式波浪能发电系统的可行性。 展开更多

关键词 波浪能发电 液压传动 浮力摆 蓄能稳压 双行程

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浮力摆式波浪能装置水动力性能的试验研究 被引量：9

2

作者 赵海涛 沈家法 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期1097-1106,共10页

文章采用磁粉制动器模拟PTO阻尼研制了浮力摆式波浪能装置的物理模型,并采用有机玻璃制作摆板,采用高速CCD摄像机追踪浮力摆运动过程。通过水槽试验分析了浮力摆的固有周期、波能功率的非线性影响、PTO阻尼特性,并研究了浮力摆摆幅、转... 文章采用磁粉制动器模拟PTO阻尼研制了浮力摆式波浪能装置的物理模型,并采用有机玻璃制作摆板,采用高速CCD摄像机追踪浮力摆运动过程。通过水槽试验分析了浮力摆的固有周期、波能功率的非线性影响、PTO阻尼特性,并研究了浮力摆摆幅、转换功率和转换效率随波况、激磁电流的变化情况。研究表明:试验波面的非线性对于波能功率的影响不大;各试验工况中装置摩擦阻力矩的幅值基本相等,约为1.5 Nm;PTO阻力矩的模拟结果与恒定阻力矩存在较明显差别,波周期对装置的PTO阻尼特性和浮力摆摆幅有显著影响;根据试验结果,在周期5.0 s、波幅0.34 m的原型海况条件下,激磁电流为0.6 A时,装置的转换功率约为14 kW,转换效率约为60%。 展开更多

关键词 波浪能 浮力摆 水动力性能 物模试验

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基于液压传动的浮力摆式波浪能发电系统稳压恒频控制 被引量：9

3

作者 鲍经纬 李伟 +2 位作者 张大海 林勇刚 刘宏伟 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期18-22,共5页

将液压传动应用于波浪能转换装置,并提高能量转换稳定性及转换效率是波浪能开发的热点。文中介绍了基于液压传动的独立浮力摆式波浪能发电系统的结构及工作原理,分析了通过蓄能器、负载控制及变量液压马达排量控制提高系统能量俘获效率... 将液压传动应用于波浪能转换装置,并提高能量转换稳定性及转换效率是波浪能开发的热点。文中介绍了基于液压传动的独立浮力摆式波浪能发电系统的结构及工作原理,分析了通过蓄能器、负载控制及变量液压马达排量控制提高系统能量俘获效率及能量输出稳定性的原理。在联合仿真环境下建立了系统整机模型进行计算机仿真,然后进行了半物理试验仿真。计算机和半物理试验仿真的结果表明,基于所述调控原理的浮力摆式波浪能发电系统的能量转换效率及能量输出稳定性得到了提高,验证了调控原理的正确性。 展开更多

关键词 液压传动 波浪能 浮力摆 蓄能稳压 排量控制 负载控制 半物理试验

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浮力摆式波浪能发电装置水动力性能优化研究 被引量：7

4

作者 李雪临 王项南 +4 位作者 王兵振 张中华 李蒙 黄勇 夏增艳 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1340-1345,共6页

以浮力摆式波浪能发电装置为研究对象,以其摆板的时均输出功率和一级转换效率为优化目标,通过理论分析和数值模拟的方法,对摆板的起始出水高度、迎浪宽度、质量、质量分布、摆板结构形式等进行水动力性能优化分析。结果表明:改变摆板结... 以浮力摆式波浪能发电装置为研究对象,以其摆板的时均输出功率和一级转换效率为优化目标,通过理论分析和数值模拟的方法,对摆板的起始出水高度、迎浪宽度、质量、质量分布、摆板结构形式等进行水动力性能优化分析。结果表明:改变摆板结构形式的优化方案更为高效、经济,更具可行性。 展开更多

关键词 波浪能发电装置 浮力摆 水动力性能 数值模拟 优化设计

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浮力摆式波浪能装置水动力性能的时域分析 被引量：6

5

作者 赵海涛 孙志林 +2 位作者 沈家法 宁德志 许雪峰 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2013年第2期151-158,共8页

该文采用时域势流模型研究了浮力摆式波浪能装置的水动力性能,通过与频域模型的比较,验证了时域模型,并对比分析了两种典型的PTO阻尼(Power Take-off,能量提取系统)下浮力摆运动和装置转换功率的时间过程、浮力摆摆幅、装置的转换效率... 该文采用时域势流模型研究了浮力摆式波浪能装置的水动力性能,通过与频域模型的比较,验证了时域模型,并对比分析了两种典型的PTO阻尼(Power Take-off,能量提取系统)下浮力摆运动和装置转换功率的时间过程、浮力摆摆幅、装置的转换效率等方面,其中恒定阻力矩的选取参照了激振力矩。研究表明:相比采用恒定阻力矩,采用线性阻尼时浮力摆的动力响应更加规则、平稳。两种PTO阻力矩条件下,波浪和摆板参数相同时,装置的最高转换效率基本相同,都能达到100%以上,但转换功率和转换效率的变化趋势有所不同;相应于最佳线性阻尼,采用恒定阻力矩时,装置也存在最佳阻力矩;对于5 s左右的波周期,采用不同类型的PTO阻尼,当装置的转换功率相同时,浮力摆的最大转速基本相同,但最大摆幅和最大阻力矩差别则较大。 展开更多

关键词 波浪能 浮力摆 水动力性能 时域模型

原文传递

浮力摆式波浪能发电装置运动学仿真分析 被引量：5

6

作者 李威 潘卫明 +1 位作者 杨戈尔 刘靖飙 《海洋技术》 北大核心 2014年第2期52-60,共9页

作为浮力摆式波浪能发电装置的能量俘获部分,浮力摆的工作状态直接关系到整个发电装置的发电效率。为提高浮力摆式波浪能发电装置在各种波浪条件下(尤其是小波浪)的能量收集能力,最大程度地实现能量转化,在浮力摆各尺寸和结构不变的条件... 作为浮力摆式波浪能发电装置的能量俘获部分,浮力摆的工作状态直接关系到整个发电装置的发电效率。为提高浮力摆式波浪能发电装置在各种波浪条件下(尤其是小波浪)的能量收集能力,最大程度地实现能量转化,在浮力摆各尺寸和结构不变的条件下,着重研究了浮力摆安装海域海况(波高、波浪周期)和浮力摆运行参数(浮力摆入水深度、重心位置和输出油压)变化对浮力摆运动规律的影响。应用ADAMS/MATLAB的耦合仿真技术,分析各参数对浮力摆运动的影响趋势,为优化浮力摆结构,提高发电效率指明了方向。 展开更多

关键词 浮力摆 ADAMS/MATLAB 运动学 摆幅

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摆式波浪能发电数字控制式液压缸组研究 被引量：3

7

作者 鲍经纬 林勇刚 +1 位作者 李伟 刘宏伟 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2049-2055,共7页

提出可用于摆式波浪能转换装置的数字控制式液压缸组方案并介绍其工作原理。在建立数学模型的基础上进行AMESim和Matlab联合仿真分析,验证数字控制式液压缸组可进行压力调节,并且能够提高摆式波浪能转换装置的能量捕获效率的作用,该文... 提出可用于摆式波浪能转换装置的数字控制式液压缸组方案并介绍其工作原理。在建立数学模型的基础上进行AMESim和Matlab联合仿真分析,验证数字控制式液压缸组可进行压力调节,并且能够提高摆式波浪能转换装置的能量捕获效率的作用,该文完成了数字控制式液压缸组样机及测试系统的设计搭建并进行样机试验,试验结果可验证数字控制式液压缸组的可行性及仿真结论。 展开更多

关键词 数字控制式液压缸组(DCHCG) 波浪能 浮力摆 能量捕获效率 压力调节

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新型浮式浮力摆波浪能装置运动特性试验研究 被引量：3

8

作者 唐友刚 曲志森 +2 位作者 赵青 曲晓奇 张中华 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期1029-1036,共8页

针对目前已有的坐底式浮力摆波浪能发电装置,设计开发了一种新型的浮式浮力摆波浪能发电装置,将摆板其铰接于一个浮式基础上.对这种新型装置进行模型试验研究其运动特性.采用1∶4缩尺比制作摆板和浮式基础的试验模型,通过测量摆板和浮... 针对目前已有的坐底式浮力摆波浪能发电装置,设计开发了一种新型的浮式浮力摆波浪能发电装置,将摆板其铰接于一个浮式基础上.对这种新型装置进行模型试验研究其运动特性.采用1∶4缩尺比制作摆板和浮式基础的试验模型,通过测量摆板和浮式基础模型在不同波浪和不同吃水下的运动响应,研究了摆板的固有运动特性以及不同环境参数对浮式浮力摆波浪能发电装置运动特性的影响规律,评估了此种新型浮式浮力摆波浪能发电装置的发电作业能力.结果表明:摆板的摆幅明显受到波浪周期的影响,浮式基础的运动幅值较小,稳定性较好,上部摆板在不同潮位下均可以正常发电,证明了浮式浮力摆波浪能发电装置是一种可行的方案. 展开更多

关键词 浮式波浪发电装置 浮力摆 运动特性 模型试验

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底铰摆式波浪能转换装置实验研究 被引量：3

9

作者 史宏达 张雨晴 +1 位作者 赵晨羽 李向南 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期150-155,共6页

通过理论分析和物理模型实验相结合的方法,系统研究底铰接摆式波浪能转换装置在双向和单向2种不同PTO阻尼作用下的最大功率及俘获效率等水动力性能,同时探究不同浮力摆摆板形式对装置输出功率的影响。实验结果表明:浮力摆在双向阻尼下,... 通过理论分析和物理模型实验相结合的方法,系统研究底铰接摆式波浪能转换装置在双向和单向2种不同PTO阻尼作用下的最大功率及俘获效率等水动力性能,同时探究不同浮力摆摆板形式对装置输出功率的影响。实验结果表明:浮力摆在双向阻尼下,装置的能量转换效率和受力特性均优于单向阻尼作用时,建议对底铰摆式波能转换装置施加双向阻尼。 展开更多

关键词 波浪能转换 水动力性能 阻尼 浮力摆 俘获效率 底铰摆式

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浮力摆式波浪能发电装置试验系统研究 被引量：2

10

作者 鲍经纬 林勇刚 +3 位作者 刘宏伟 李伟 张大海 周宏宾 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1334-1339,共6页

提出基于液压传动的可模拟波浪载荷之浮力摆式波浪能发电装置试验系统设计方案并介绍该系统的工作原理。通过数值模拟的方法进行浮力摆上的波浪载荷计算;通过搭建液压系统对作用于浮力摆式波浪能发电装置的波浪载荷进行模拟,对其进行建... 提出基于液压传动的可模拟波浪载荷之浮力摆式波浪能发电装置试验系统设计方案并介绍该系统的工作原理。通过数值模拟的方法进行浮力摆上的波浪载荷计算;通过搭建液压系统对作用于浮力摆式波浪能发电装置的波浪载荷进行模拟,对其进行建模仿真,并完成该试验系统的搭建及半物理仿真试验。试验结果表明:所提出的浮力摆式波浪能发电装置试验系统能较好地模拟波浪力作用在浮力摆上的载荷,可稳定输出电能。 展开更多

关键词 液压传动 波浪载荷 波浪能 浮力摆 半物理试验

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主动共振浮力摆式波浪能发电装置水动力性能研究 被引量：1

11

作者 徐磊 邓胜忠 +1 位作者 熊必康 陈启卷 《海洋技术学报》 2022年第3期90-96,共7页

为实现海洋浮标持续稳定发电这一目标,本文提出了一种布放于浮标下的主动共振浮力摆式波浪能发电装置。该装置与海洋浮标相结合,调整其配重位置可实现多海况共振高效发电,为海洋浮标提供充足可靠的电力;发电装置主体除摆体外其他运动部... 为实现海洋浮标持续稳定发电这一目标,本文提出了一种布放于浮标下的主动共振浮力摆式波浪能发电装置。该装置与海洋浮标相结合,调整其配重位置可实现多海况共振高效发电,为海洋浮标提供充足可靠的电力;发电装置主体除摆体外其他运动部件不与海水接触,可避免海水冲击和腐蚀,同时还可有效阻止水生物的附着;摆体工作时淹没在海水中,其吸收波浪转换能量的过程也间接减少了波浪对浮标的冲击和破坏。本文通过对摆体运动规律和受力的理论分析,探究了装置共振调节的原理。使用AQWA软件建立简化后的摆体模型,分析淹深和重心位置对其水动力特性的影响。仿真结果证明:两个参数都能改变装置的水动力特性,其中重心位置影响更为明显,该研究可为提高实海况下浮力摆式波浪能发电装置的发电效率提供理论支持。 展开更多

关键词 波浪能 主动共振 浮力摆 AQWA 水动力性能

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非坐底式浮力摆波浪能装置运动的特性试验 被引量：1

12

作者 赵青 唐友刚 +2 位作者 曲志森 李焱 张中华 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期254-260,共7页

针对现有的坐底式浮力摆波浪能发电装置维修困难的问题,本文提出一种非坐底式浮力摆波浪能发电装置,并对其运动特性进行试验研究。在将摆板不铰接于海底的情况下,采用1∶4的大比尺制作浮力摆进行试验模型,并在模型底部转轴上安装旋转阻... 针对现有的坐底式浮力摆波浪能发电装置维修困难的问题,本文提出一种非坐底式浮力摆波浪能发电装置,并对其运动特性进行试验研究。在将摆板不铰接于海底的情况下,采用1∶4的大比尺制作浮力摆进行试验模型,并在模型底部转轴上安装旋转阻尼器来模拟发电时液压缸的运动阻尼。通过无触点角度传感器来测量不同厚度的模型在不同海况和不同吃水下的运动响应,可以得出结论:浮力摆随着浸没深度增加,固有周期先增大后减小,波浪周期在靠近浮力摆固有周期时,浮力摆运动幅值显著增加;浮力摆在不同的吃水下均可以正常摆动发电,在浮力摆刚浸没水中时其运动幅值最小。 展开更多

关键词 波浪能装置 非坐底式 浮力摆 运动特性 自由衰减 波激运动 角度传动

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共振直驱式浮力摆波能发电装置动力学研究 被引量：1

13

作者 姚涛 王志华 +1 位作者 张旭东 王玉龙 《海洋技术学报》 2020年第5期72-78,共7页

为提升浮力摆式波能转换装置的效率,基于摇杆—滑块—弹簧模型设计了一种由浮力摆直接驱动电磁式直线发电的波能转换装置,其中直线发电模块一端处连接有弹簧,与浮力摆形成复合振动。建立了波能转换装置的物理模型,基于频域势流理论推导... 为提升浮力摆式波能转换装置的效率,基于摇杆—滑块—弹簧模型设计了一种由浮力摆直接驱动电磁式直线发电的波能转换装置,其中直线发电模块一端处连接有弹簧,与浮力摆形成复合振动。建立了波能转换装置的物理模型,基于频域势流理论推导浮力摆所受到的波浪激振力矩、附加惯性力矩,分析波能装置中浮力摆及位于滑块位置处的直线发电机构的运动学特征。基于ADINA实现浮力摆与给定参数下的波浪域流固耦合数值模拟,计算浮力摆与波浪的流固耦合界面力。为进一步分析直线发电模块所连接弹簧对波能装置发电效率的影响,分别设置为无弹簧、弹簧刚度系数为100 N/m和弹簧刚度系数为800 N/m三种不同的连接弹簧参数,分析弹簧参数对直线发电模块运动学响应的影响。研究结果表明:施加弹簧可有效提升浮力摆波能转换效率;当所施加弹簧刚度系数与直线发电模块所形成的结构固有频率接近波浪激振频率时,系统形成共振,运动学响应最大,可实现浮力摆式波能转换装置的优化设计及改进。 展开更多

关键词 波浪发电 浮力摆 流固耦合 数值仿真 振动

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一种智能发电跑道的设计

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作者 康荻通 高星敏 郑婷一 《现代工业经济和信息化》 2022年第9期36-38,共3页

我国目前以火力发电为主,为减轻国家煤炭发电的负担,介绍了一种基于浮力摆带动液压马达发电与压电陶瓷发电相结合的发电跑道,对人跑步时产生的压力进行收集并与浮力摆相结合,使机械能最大化转化为电能,产生电能的门槛降低,符合节能减排... 我国目前以火力发电为主,为减轻国家煤炭发电的负担,介绍了一种基于浮力摆带动液压马达发电与压电陶瓷发电相结合的发电跑道,对人跑步时产生的压力进行收集并与浮力摆相结合,使机械能最大化转化为电能,产生电能的门槛降低,符合节能减排要求,且具有普遍适用性。 展开更多

关键词 浮力摆 液压马达 压电陶瓷 蓄电池

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基于数字液压缸组的波浪能装置压力匹配 被引量：4

15

作者 林勇刚 许建强 +1 位作者 刘宏伟 李伟 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1892-1897,共6页

为了解决分布式波浪能装置液压传动系统中不同支路液压油汇集时的压力不均衡问题,提出新型的数字液压缸组以替代常规的液压缸.该液压缸组由多个面积不同的液压缸组成,由高速开关阀控制液压缸组切入传动系统的液压缸数目,这意味着可以控... 为了解决分布式波浪能装置液压传动系统中不同支路液压油汇集时的压力不均衡问题,提出新型的数字液压缸组以替代常规的液压缸.该液压缸组由多个面积不同的液压缸组成,由高速开关阀控制液压缸组切入传动系统的液压缸数目,这意味着可以控制不同液压支路的压力以实现不同支路之间的压力匹配.通过建模仿真和半物理试验表明,与基于传统的液压缸的分布式波浪能装置相比,基于数字液压缸组的分布式波浪能装置能够有效减少在不同波浪载荷作用下的不同液压支路的压力不平衡,系统中不同浮力摆均能够吸收波浪能对外做功,驱动液压马达稳定持续运行. 展开更多

关键词 波浪能 浮力摆波浪能发电装置 数字液压缸组 分布式捕能 集中发电

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