[01048626]具有海况自适应变阻尼特性的漂浮式高效稳定海浪发电装置及示范应用

随着石化燃料的日益枯竭和环境污染的日趋加剧，有效利用清洁、可再生的海洋能源，成为世界各主要沿海国家的战略性选择。由于海浪能转换和海洋环境的特殊性，中国现有装置在海浪能转换效率、能量输出稳定性和系统可靠性等方面也还存在诸多问题，已成为制约海浪能发电技术发展的瓶颈。在现有的能量转换装置中，普遍存在转化效率偏低，能量输出不够稳定的缺点，是海浪能利用亟待解决的关键技术难题，而液压式海浪能发电系统的相关基础研究是多学科交叉的前沿领域，探索并解决海浪能发电系统能量转换效率低、电能输出不稳定的问题是该项目的出发点。 该项目主要解决以下技术关键和难点： （1）基于海况特性的漂浮式液压海浪发电装置机构设计及动力学模型参数优化； （2）漂浮式海浪发电系统的海况自适应液压驱动技术研究； （3）漂浮式海浪发电系统基于海浪预测的液压变阻尼预测控制； （4）基于变量马达的自适应蓄能器压力-流量耦合特性研究； （5）海浪能发电装置的稳压并网电能管理系统研究； （6）漂浮式海浪能液压发电站的环境适应性设计； （7）长期高效稳定样机的推广示范应用及改进。 基于以上技术创新及突破，山东大学突破了海浪能发电装置转化效率低、电能输出不稳定及海况环境适应性差等关键技术难点，阐明了海浪能发电系统中的蓄能式液压系统的能量调节机理，解决了海浪发电站易受潮差影响的问题，开发出适用于海浪发电的双定子、双电压结构的液压海浪发电系统，海浪发电系统具有能量储存功能，能使发电系统保持稳定的发电状态，减轻海浪随机性对发电稳定性的影响。成功研制了具有海况自适应变阻尼特性的漂浮式高效稳定海浪发电装置，并完成了初样机试制、中试及不同海域的推广示范应用；成功研制出120kW、330kW等装机容量的海浪能发电装置，样机在海上正常运行的累计时间大于2150小时；样机在实海况条件下的系统能量转换效率不低于15%（正常值为30%）；进行模块化设计与制作，可产业化发展。现已与济南融远新能源开发有限公司成功将其推广应用，性能安全可靠，用户反映良好。此外，已将所研发的发电装置应用于青岛中乌特种船舶研究设计院有限公司研发的深海网箱养殖平台中10余台，性能良好。 该项目已申报国家专利19项，其中已授权发明专利3项，实用新型专利9项；发表相关高水平学术论文22篇，博士/硕士研究生学位论文8篇；制定相关海试规程1个。