针对基于蓄能器的波浪能发电系统中液压能到电能转换环节的效率问题,设计一种蓄能与电力系统的物理试验模型,该模型将波浪不规则往复运动能量收集存储,通过对蓄能器的释放进行控制,将波浪能转换成稳定、连续的旋转机械能,转化为电能输出。通过试验研究的方式,对基于蓄能器的液压蓄能式发电系统的发电特性、蓄能器工作特性、系统压力分布特性展开试验研究,发现降低蓄能器的初始压力、提高发电系统的释放压力可提高发电效率;蓄能器出现压力不能完全释放的现象,并且充气压力、负载电阻越大现象越明显;提出蓄能器充气压力、释放压力的选择方法,得到提高蓄能器工作效率的有效手段,探讨蓄能发电系统的控制方案,为基于蓄能器的发电系统的资源配置、控制策略的设计提供参考依据,具有一定的应用价值。

为提高液压式波浪能转换装置的运行特性,提出一种基于负载口独立的液压式波浪能提能系统。以筏式波浪能转换装置为例,建立浮子水动力模型和非线性液压提能系统数学模型,结合实际海域波浪的特点,在不规则波下对其动力响应进行研究,探究不规则波浪参数和液压提能系统参数对装置捕获性能的影响规律。结果表明,基于负载口独立的液压式波浪能提能系统,可较大程度地提高装置的捕获性能;在同一峰值波浪周期下,有义波高越大装置的捕获宽度比越大;在同一有义波高下,随着峰值波浪周期的增大,捕获宽度比先增大后减小;随着液压缸活塞面积、液压缸铰接距离和发电机等效阻尼系数的增大,捕获宽度比增大;随着液压缸活塞杆面积与活塞面积比、液压马达排量的增大,捕获宽度比减小;高压蓄能器预充气压力对捕获宽度比几乎无影响,高压蓄能器初始体...

以一套含有多个发电机组的波浪能发电装置液压系统样机为研究对象,介绍系统组成及运行原理,并通过研发的液压测试平台对两种发电控制策略开展试验研究。首先,对流量控制阀变开度发电控制策略开展试验,结果表明采用该策略可使输出电压在一段时间内趋于稳定,提高发电质量,同时提出两种基于液压测试平台获取比例流量控制阀有效输入电信号的方法。其次,通过在液压系统样机输出端接入多个发电机组实现梯度发电控制策略,数据结果证实可有效提高瞬时输出功率,提升波浪能发电装置在不同波况下的自适应性,同时对在实海况中实现该控制策略的条件进行初步讨论。

针对现有波浪能发电模式所存在的不足之处,提出一种可用于多浮子波浪能发电装置的液压发电系统.在波能捕获部分数学模型的基础上,采用Matlab/Simulink与AMESim联合仿真的方式,对系统进行动态仿真分析.结果表明,应用该系统,各浮子可实现双向行程做功,不同浮子双向运动机械能转换为液压能后可实现能量叠加,蓄能器稳压效果明显,液压马达在三种不同工况下输出转速及转矩均保持稳定,验证了该系统用于多浮子波浪能发电装置的可行性.

在简述悬臂结构浮子式波浪能发电装置基本原理的基础上,阐述并解析了装置结构,以双体船作为安装平台,创新地将悬臂支架设计为可随波浪运动上下浮动的结构,并设计了新式的液压系统、齿轮换向增速箱以及发电系统,从而显著提高了浮子式波浪能发电装置对波浪能的捕获效率和发电效率。

构建液压蓄能式波浪能发电系统,以降低电能传输过程交流侧电流谐波为目标,提出采用三开关Vienna整流器与T型三电平逆变器构成的电能传输方案。介绍发电系统组成部分,分析Vienna整流器与T型三电平逆变器的优势,并建立系统主要部件数学模型。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,在不同波浪条件下对系统间歇发电模式与连续发电模式进行仿真。仿真结果表明,系统可在不同波浪条件下稳定工作,采用的变流方案对机侧与网侧电流谐波抑制效果佳,满足并网标准对电流谐波限值和总谐波畸变率的要求。

以波浪能发电为代表的海洋可再生能源发电技术具有广阔的应用前景,“就地取能,海能海用”是波浪能发电技术的一大特色。将波浪能发电装置集成于在我国南海布放应用的锚泊信息浮台,并且重点开展适用于锚泊浮台波浪能供电装置的液压系统研制,设计液压能量转换系统,制定系统运行控制策略,同时,提出工作模式控制系统的实现方案。液压系统能够自动实现发电模式、生存模式、故障模式之间的切换,系统保护等工作的监控及反馈信息上传。提出了适用于锚泊浮台的波浪能供电方案,具有重要的理论意义和应用价值。

随着经济的发展新能源的开发已经成为一个迫在眉睫的问题。介绍波浪能发电装置的PTO系统通过数学计算设计了关键装置蓄能器的研究方法;利用AMESim仿真软件对波浪能发电装置的闭式液压换能系统进行建模和仿真仿真结果初步验证了数学方法的可靠性;并在此基础上设计了模拟实验实验数据证明了该方法的可行性为波浪能发电装置结构参数的优化提供参考。

波浪能液压转化系统采用圆柱浮体垂荡运动激励液压缸,液压缸活塞往复振荡将波浪能转化成液压能,经过调节阀组和蓄能器储存输入液压马达,马达驱动发电机转化成电能。建立不规则波浪作用圆柱浮体并激励液压缸活塞的时域动力模型,建立液压系统蓄能器和马达能量传输及转化模型,研究了液压缸和蓄能器能量转化过程中压力和流量、马达转速和输出功率的动态特性。分析了随机波在液压系统中的能量传输规律和转化效率。

针对可再生清洁能源波浪能提出一种双行程做功的液压式波浪能转化系统并设计了液压式波浪能转化模拟系统。利用AMESim建立其仿真模型并搭建液压式波浪能转化模拟系统实验平台进行了仿真及实验研究研究结果验证了液压式波浪能转化系统吸收波浪能发电的可行性同时也阐明了其应用的局限性为进一步开发高效的、环保的波浪能发电系统提供了理论参考。