海洋能多能互補(bǔ)智能供電系統(tǒng)總體開發(fā)方案研究及應(yīng)用.pdf

1、近幾年來(lái),海洋能的開發(fā)與利用是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)之一。各國(guó)學(xué)者局限于對(duì)海洋能發(fā)電裝置的研發(fā),普遍遇到發(fā)電不平穩(wěn)、難以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)、缺乏海上測(cè)試平臺(tái)以及無(wú)統(tǒng)一的裝置工作性能評(píng)估方法等瓶頸問(wèn)題。本文針對(duì)以上瓶頸問(wèn)題,結(jié)合我國(guó)海洋能能流密度偏低的現(xiàn)狀,提出海洋能多能互補(bǔ)智能供電系統(tǒng)。海洋能多能互補(bǔ)智能供電系統(tǒng)綜合利用交叉變化的海洋能,將海洋能發(fā)電裝置產(chǎn)生的多路不平穩(wěn)電力輸入轉(zhuǎn)化為單路平穩(wěn)電力輸出,獨(dú)立為海島供電或并入電網(wǎng)。海洋能多能互補(bǔ)智能供電系統(tǒng)

2、的提出可以解決海洋能發(fā)電遇到的瓶頸問(wèn)題,推動(dòng)我國(guó)海洋能的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
　　本文主要研究海洋能多能互補(bǔ)智能供電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),探討普遍適用的理論、方法,并將這些理論、方法應(yīng)用于500kW海洋能獨(dú)立電力系統(tǒng)示范工程的建設(shè)實(shí)踐中。其中,關(guān)鍵技術(shù)包括四個(gè)方面:建立適用于海洋能多能互補(bǔ)智能供電系統(tǒng)的資源評(píng)估方法;建立適用于海洋能多能互補(bǔ)智能供電系統(tǒng)選址方案比選的方法;確定海洋能發(fā)電裝置的選型參數(shù)和布置參數(shù);海洋能多能互補(bǔ)智能供電系統(tǒng)的總體設(shè)

3、計(jì)。在明確關(guān)鍵技術(shù)的同時(shí),編寫海洋能多能互補(bǔ)智能供電系統(tǒng)的開發(fā)流程。本文的主要內(nèi)容即圍繞關(guān)鍵技術(shù)與開發(fā)流程兩條主線展開。
　　本文根據(jù)開發(fā)流程劃分資源評(píng)估階段,同時(shí)明確評(píng)估內(nèi)容。然后,給出不同評(píng)估內(nèi)容不同階段的資源調(diào)查方法、精度要求以及調(diào)查結(jié)果描述方法。給出資源條件的分析方法,包括預(yù)測(cè)方法與精度要求,數(shù)據(jù)分析參數(shù)及相應(yīng)的計(jì)算方法。給出資源條件的估算方法以及資源評(píng)價(jià)方法。
　　本文對(duì)傳統(tǒng)盼層次分析法進(jìn)行改進(jìn),給出改進(jìn)層次分析法

4、的計(jì)算方法。通過(guò)某碼頭平面布置方案比選實(shí)例,將改進(jìn)的層次分析法與傳統(tǒng)的層次分析法進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證簡(jiǎn)化算法的正確性。同時(shí),編寫通用程序,以便改進(jìn)的層次分析法在工程領(lǐng)域的推廣使用。建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并針對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)定性、定量混雜,量綱不一致以及導(dǎo)向不一致的特點(diǎn),給出不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的規(guī)范化方法。最后,將改進(jìn)的層次分析法應(yīng)用于海洋能多能互補(bǔ)智能供電系統(tǒng)選址方案比選中,構(gòu)建四層次遞階模型。
　　本文明確裝置選型參數(shù),識(shí)別出目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)成形的潮流

5、能發(fā)電裝置和波浪能發(fā)電裝置的相關(guān)參數(shù),為裝置選型提供信息基礎(chǔ)。同時(shí),明確裝置的布置參數(shù),為站址以及布置方案的確定提供指導(dǎo)。
　　海洋能多能互補(bǔ)智能供電系統(tǒng)由海洋能發(fā)電裝置、電纜以及中央控制室組成。本文對(duì)海洋能發(fā)電裝置的通信及連接方式、淹沒(méi)裝置的離岸標(biāo)識(shí)、海底電纜、陸上電纜、中央控制室電力系統(tǒng)、中央控制室、計(jì)量設(shè)備、輔助設(shè)備以及其他設(shè)備等進(jìn)行總體設(shè)計(jì),給出設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)內(nèi)容以及優(yōu)選方案。
　　500kW海洋能獨(dú)立電力系統(tǒng)示范工

6、程是在青島市齋堂島建設(shè)的海洋能多能互補(bǔ)智能供電系統(tǒng)示范項(xiàng)目。本文通過(guò)資料搜集調(diào)查齋堂島的地理位置、功能區(qū)劃、海島面積、人口及人口分布、電力來(lái)源等社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件和環(huán)境約束。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、資料搜集調(diào)查齋堂島的水深地形、潮汐、地質(zhì)、陸域條件、建氣象條件以及波浪等自然條件要索。同時(shí)基于小麥島觀測(cè)站1983-2005年風(fēng)、波浪年極值序列推算各方向多年一遇大風(fēng)極值、波高極值以及周期極值,并使用SWAN模型模擬了齋堂島海域的波浪場(chǎng)。風(fēng)、波浪多年一遇極值

7、是潮流能發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。將潮流資源評(píng)估劃分為開發(fā)海島評(píng)估階段以及站址評(píng)估階段。分別透過(guò)同步觀測(cè)、走航觀測(cè)和定點(diǎn)觀測(cè)調(diào)查潮流能資源,并采用不同的調(diào)和常數(shù)進(jìn)行調(diào)和分析。然后,分別使用COHEREN-SED模型、Delft3D模型對(duì)潮流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,并通過(guò)觀測(cè)資料對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)驗(yàn)證,計(jì)算值與實(shí)測(cè)值符合良好。最后,通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析確定站址及潮流能發(fā)電裝置布置方案。此外,確定承擔(dān)的1OOkW潮流能發(fā)電裝置類型,并通過(guò)數(shù)值模