基于测量不确定度评定理论的波浪能发电装置实验数据质量评价研究

通过采用测量不确定度评定理论提出波浪能发电装置实验室俘获宽度比测试的数据质量评价模型并进行验证,可为后续建立波浪能发电装置实验数据的量值溯源链,完善波浪能发电数据评估技术提供研究基础。研究表明,在同一工况下实验结果的测量不确定度与样本量有关,在采用测量不确定度评价不同装置的实验数据质量时应在相同或相近的样本量条件下进行,避免由于样本量的不同造成实验结果的评价差异。

振荡水柱波浪能发电装置机电转换及控制研究进展

在间歇、随机及波动的波浪作用下,振荡水柱波浪能发电装置的空气透平转速和扭矩长期随海况多级变化、短时随波浪波动,机电转换系统结合变工况控制策略是实现输出电能最大化和平稳化的关键之一。该文从振荡水柱式波能转换技术原理及特点出发,重点分析机电转换环节运行工况、运行要点及拓扑结构,归纳总结不同类型控制策略,探讨机电转换及控制技术现状、存在问题,并展望未来发展趋势。

筒状多方向电磁振动发电装置发电性能分析

为实现对自然环境中不同方向振动源的能量收集,提出一种筒状多方向电磁振动发电装置,结合电磁学理论和机械振动学理论,给出了电磁振动发电装置输出电压的理论求解方法,得到外界激励方向和永磁体环是影响装置输出电压主要因素的结论。通过算例分析了外界激励方向和永磁体环结构参数对电磁振动发电装置输出电压的影响,结果表明,随着外界激励方向和永磁体环结构参数的变化,电磁振动发电装置均可产生一定的输出电压,最高输出电压达到2.1 V。

基于联合仿真的波浪能发电装置PTO系统参数优化研究

PTO(power take-off)系统是波浪能发电装置(wave energy converter,WEC)的重要组成部分。本文针对摇臂式波浪能发电装置,提出一种机械式PTO系统,考虑发电机负载与机械传动的影响,开展摇臂浮子水动力性能与PTO系统的联合仿真研究。分析摇臂浮子在不同行程工作模式下的运动响应,并对联合仿真模型的PTO系统参数进行优化。研究发现:在目标海况下,本项目设计的发电装置,双行程工作的WEC系统功率显著高于单行程工作状态,双行程WEC最佳功率对应的传动比约为72.5;单行程工作的摇臂浮子在低传动比(小于60)下的上升、下降功率近乎相等,随着传动比的增加,上升、下降行程的功率相较于双行程模式都分别递增,且下降行程功率大于上升行程功率。本文采用的联合仿真方法可为不同海况与各类振荡浮子式波能发电装置的设计与选型提供参考。

基于减速带重力势能的道路发电装置机构设计

为了实现利用汽车压过减速带产生的重力势能进行发电,提出一种基于减速带重力势能的道路发电装置机构设计方案。文中对发电装置设计意义及工作流程进行分析,利用SolidWorks软件对运动转换机构、卷筒发条机构、计时机构、棘轮机构、增速机构和往返机构等进行设计建模和装配,对主要机构工作原理进行了分析。该发电装置产生的电能将用于路灯照明及共享电源等周边用电设施,对于缓解能源短缺问题具有重要的意义。

Miura折叠太阳能发电装置设计

为了适应可再生能源需求的增长,太阳能发电成为研究热点。文章提出了一种新型基于Miura折叠原理的太阳能发电装置。其中,首先制定了整体设计方案,其次对机械本体部分进行了系统化设计并对太阳能板进行了仿真分析,最后基于仿真结果制作了Miura折叠太阳能发电装置样机。该装置具有太阳能追踪功能,可为实现太阳能发电装置轻量化与绿色发展奠定理论基础。

基于受迫振动理论的波浪能发电装置的研究

基于波浪能清洁无污染、分布广等优点,首先,从分析波浪能发电装置在海水中垂荡和纵摇运动的角度出发,分别对浮子和振子进行受力分析,依据动静法建立了动力学方程,并确定了波浪能装置纵摇运动转轴位置,得到了浮子和振子的转动惯量函数。随后,运用变步长四阶五级Runge-Kutta-Felhberg算法进行求解,获得了浮子和振子从静止到进行垂荡和纵摇运动各时刻的运动状态。最后,以平均输出功率为目标函数,运动微分方程和阻尼系数是否恒定为约束条件,建立了波浪能输出功率的最优化模型,使用变步长搜索法和多起点全局搜索算法,求解了最大平均输出功率及相应参数。

电力工程中新能源发电装置的实时监控与控制系统研发

随着国内能源业界对构建绿色新能源的理念以及新的能源安全战略的执行,新能源电力日新月异,其在电力工程中的使用逐渐广泛。为提升新能源电力设备的效率与安全,本研究着重于完成电力工程新能源发电装置的实时监测与控制系统的设计。尖端信息化技术被投入使用,实现了一个集数据获取、数据处理以及控制功能为一体的智能监控系统。通过对新能源发电装置的深度实时监测,监控中心需随时获取运行参数,且能及早发现系统的故障及潜在风险。同时,通过对这些参数的集中处理和分析,能有效地对发电装置进行精确控制,保证其高效稳定运行。该监测与控制系统的设计与实现,不仅提高了新能源发电装置的运行效率和可靠性,也提高了电力工程管理水平和效率,确保了电力系统的稳定运行。该研究的结果有助于推动新能源电力技术在我国电力行业的广泛应用,提升我国电力行业的发展水平。

海蛇式波浪发电装置

1波浪能及波浪能量的机电转换方式风能是太阳能的一种形式,图1表明波浪能是风能在海洋表面转化而来的。海洋可以视为风能与波浪能的转换器,由于海水密度远高于空气密度,波浪能的能量密度远高于风能密度,换言之,海洋可视为能量聚集器,据此,波浪发电装置的几何尺寸可远小于风力发电装置。图2为全球波浪能的分布示意图。

系泊系统对波能发电装置动力响应的影响

[目的]为了设计造价合理、性能高效的系泊系统,研究不同系泊系统对波能发电装置(WEC)的能量摄取(PTO)能力和定位性能的影响。[方法]选择一典型的两刚体点吸式WEC装置为研究对象,采用WECSim和MoorDyn开源代码设计两类系泊系统,一类采用锚链,另一类采用锚链和聚酯缆绳所组成的混合缆。通过对这两类系泊系统进行时域分析计算,获得WEC位移响应以及PTO装置响应和系缆张力响应。[结果]结果表明:系泊系统对浮子位移响应的影响很小,但对Spar式底板的影响明显;对于针对线性阻尼型WEC,系泊系统对PTO响应的影响可以忽略不计;在工作海况下,混合缆系泊系统的张力比锚链系泊系统中同一位置处的更低。[结论]该研究可为波能发电装置的系泊设计提供参考。

压电发电装置的功率分析与试验

为提高压电发电装置(能量转换系统)的输出功率,建立了简谐激励条件下两种能量转换电路(交、直流输出)功率计算模型,并进行了模拟分析及试验验证。理论研究结果表明,在压电振子开路电压(结构尺寸及激励频率)一定时,存在不同的最佳负载使交、直流输出电路获得最大的输出功率,交流输出的最佳负载及最大功率分别是直流输出最佳负载及最大功率的2/π和π/2倍。试验用压电振子尺寸为58mm×30mm×0.7mm,激励频率为44.3Hz时的开路电压为14.8V。交、直流输出电路所对应的最佳理论/试验负载分别为72/71kΩ和113/110kΩ,最大理论/试验功率分别为0.76/87mW和0.49/4.7mW。

鹰式波浪能发电装置发电系统研究

文章首先对鹰式波浪能发电装置能量转换系统进行分类,分析了各系统的组成及工作原理,设计了一种液压式和直驱式组合的发电系统,通过模型试验优化了系统中的参数配置,提高了能量转换效率,最后通过实海况试验验证了"鹰式一号"波浪能发电装置的发电系统设计方案的可行性。

遥控器用压电发电装置的供电特性

提出了利用压电发电装置替代电池为遥控器实时提供能量的技术方案。针对遥控器的操作方法和负载特性,采用脉冲激励和按压激励压电振子的实施方案,研究了压电振子在两种激励方式下对恒流负载的供电特性。结果表明,脉冲激励可获得更多的电能,适合于较大负载的工作场合。压电振子固有频率一定时,其有效工作时间随电流负载增加而缩短;电流负载一定时,存在最佳的压电振子固有频率使其有效供电时间最长。利用尺寸为50 mm×50 mm×0.5 mm的悬臂梁型压电振子为汽车遥控器供电,1次脉冲激励生成的电能为1.2 mJ,可满足实际使用要求,信号传输距离达到15 m以上。

一种新型振动发电装置及其建模与实验研究

提出了一种新型的振动发电装置,该装置采用两端固定环形永磁体构成磁弹簧,运动永磁体的内侧和外侧分别缠绕线圈。建立了轴向磁化环形永磁体的输入输出数学模型,利用该模型,得出了电磁力随运动永磁体偏移的特性曲线。采用有限元法分析了发电装置的三维磁场分布和内外侧线圈的输出电压波形;数值仿真得到的电磁力特性曲线与数学模型计算结果一致;利用特性曲线计算出了磁弹簧的固有频率。发电装置输出电压波形的实验测试结果和仿真结果一致;磁弹簧固有频率的测试结果与计算值相吻合。该振动发电装置在振动频率为20Hz,振幅为5mm时,最大输出功率为28.3mW,开路电压的有效值为5.1V。

我国自主研发潮流能发电装置的现场测试与评价分析

随着越来越多海洋能发电装置的研发和海试,对其运行状况和发电效果进行测试的需求也越来越迫切。针对我国自主研发的LHD-L-1000林东模块化大型海洋潮流能发电机组的特点,提出了现场测试与评价分析方法,通过实海况测试,从功率特性和电能质量特性两方面综合评价其发电性能。测试结果表明,在功率特性方面,200 k W机组的最大输出功率、转换效率、年发电量均优于300 k W机组;在电能质量特性方面,两台机组的电压偏差、频率偏差、谐波、电压不平衡度和电压波动均满足国家电能质量相关标准,长闪变出现超标。研究成果为潮流电站运营者制定合理有效的运行调度方式及改善措施提供参考。

海洋波浪能发电装置的研究现状与发展前景

海洋波浪能作为一种清洁环保并且可再生的新型能源已经吸引了世界各国科学人员的目光,并已取得一定的研究成果。介绍了海洋波浪能发电装置的原理,对海洋波浪能发电装置进行了分类,总结了几种典型海洋波浪能发电装置的优缺点,并针对现阶段国内外研究现状指出目前存在的问题和今后海洋波浪能发电装置的发展前景。

基于圆弧限位的压电发电装置

提出一种基于圆弧限位压电发电装置来提高发电能力及可靠性。介绍了该装置的结构及工作原理,建立了其机电能量转换模型。通过模拟仿真分析获得了压电振子厚度比(基板与总厚度比)对最小限位圆弧半径及能量、及压电振子厚度和限位圆弧半径对电压及能量的影响规律。结果表明,最小限位圆弧半径随厚度比的增加而线性减小,且存在共同的最佳厚度比(0.35)使不同厚度压电振子的输出电压和能量最大;在最佳厚度比时,输出电压和能量随压电振子厚度增加或限位圆弧半径降低而增加。制作了一组限位圆弧半径不等的发电装置,并进行了相关试验测试。结果表明,压电振子的最大输出电压(变形量)仅与限位圆弧半径有关,故采用最小限位圆弧半径可同时获得最大的发电能力和较高的可靠性。

中国海域波浪能资源分布及波浪能发电装置适用性研究

首先全面综述了国内外波浪能资源开发利用现状,系统总结了目前国内外海洋波浪能资源发电技术中应用的主要波浪能资源开发装置及存在问题;基于ERA-Interim再分析数据,给出了中国海域的平均波浪能流密度和季节特征,从而获取高波能资源分布区域,得到了中国海域波浪能资源分布富集区域;结合不同海岸岸线及海底类型,综合给出了中国波能资源富集区域中发电装置适用建议、高峰发电季节。对提高我国波浪能资源开发利用、推动海洋可再生能源行业的发展具有重要意义,也为实用化、商业化海洋波浪能资源选址提供了科学依据。

基于AMESim的海流能发电装置液压传动系统的建模与仿真

通过对海流能发电装置液压传动系统的研究,建立了系统主要模块的数学模型,并基于AMESim软件平台构建了海流能发电装置液压传动系统的仿真模型,在Matlab/Simulink中设计了控制器模型,进行了联合仿真。联合仿真结果表明:采用容积调速控制可以实现海流能发电装置的变速恒频控制,从而实现能量的最大捕获和输出功率稳定。

多节漂浮型机械式波浪能发电装置的研制

为了探究波浪能发电原理,研制由多节段机械式漂浮型波浪能发电装置和整流稳压电路组成的试验装置,并实现试验演示与数据测试分析。该装置由多节圆柱浮筒、变向增速机构、发电机以及整流稳压电路部分组成。根据确定性波浪运动规律,设计多节漂浮型波浪能俘获装置的结构和参数;由波浪能俘获装置的运动特点,设计曲柄摇杆及齿轮增速机构组成的变向增速机构,实现波浪运动转换为旋转机械运动;由发电机输出规律,设计桥式整流稳压电路,实现稳态直流电输出。试验研究表明,在给定的试验波浪条件下所开发波浪能发电试验装置的发电效率为45.8%。