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

1、近幾年來,海洋能的開發(fā)與利用是國內外的研究熱點之一。各國學者局限于對海洋能發(fā)電裝置的研發(fā),普遍遇到發(fā)電不平穩(wěn)、難以實現(xiàn)并網(wǎng)、缺乏海上測試平臺以及無統(tǒng)一的裝置工作性能評估方法等瓶頸問題。本文針對以上瓶頸問題,結合我國海洋能能流密度偏低的現(xiàn)狀,提出海洋能多能互補智能供電系統(tǒng)。海洋能多能互補智能供電系統(tǒng)綜合利用交叉變化的海洋能,將海洋能發(fā)電裝置產生的多路不平穩(wěn)電力輸入轉化為單路平穩(wěn)電力輸出,獨立為海島供電或并入電網(wǎng)。海洋能多能互補智能供電系統(tǒng)

2、的提出可以解決海洋能發(fā)電遇到的瓶頸問題,推動我國海洋能的產業(yè)化進程。
　　本文主要研究海洋能多能互補智能供電系統(tǒng)的關鍵技術,探討普遍適用的理論、方法,并將這些理論、方法應用于500kW海洋能獨立電力系統(tǒng)示范工程的建設實踐中。其中,關鍵技術包括四個方面:建立適用于海洋能多能互補智能供電系統(tǒng)的資源評估方法;建立適用于海洋能多能互補智能供電系統(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);海洋能多能互補智能供電系統(tǒng)的總體設

3、計。在明確關鍵技術的同時,編寫海洋能多能互補智能供電系統(tǒng)的開發(fā)流程。本文的主要內容即圍繞關鍵技術與開發(fā)流程兩條主線展開。
　　本文根據(jù)開發(fā)流程劃分資源評估階段,同時明確評估內容。然后,給出不同評估內容不同階段的資源調查方法、精度要求以及調查結果描述方法。給出資源條件的分析方法,包括預測方法與精度要求,數(shù)據(jù)分析參數(shù)及相應的計算方法。給出資源條件的估算方法以及資源評價方法。
　　本文對傳統(tǒng)盼層次分析法進行改進,給出改進層次分析法

4、的計算方法。通過某碼頭平面布置方案比選實例,將改進的層次分析法與傳統(tǒng)的層次分析法進行對比,驗證簡化算法的正確性。同時,編寫通用程序,以便改進的層次分析法在工程領域的推廣使用。建立評價指標體系,并針對評價指標定性、定量混雜,量綱不一致以及導向不一致的特點,給出不同評價指標的規(guī)范化方法。最后,將改進的層次分析法應用于海洋能多能互補智能供電系統(tǒng)選址方案比選中,構建四層次遞階模型。
　　本文明確裝置選型參數(shù),識別出目前國內外已經成形的潮流

5、能發(fā)電裝置和波浪能發(fā)電裝置的相關參數(shù),為裝置選型提供信息基礎。同時,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。
　　海洋能多能互補智能供電系統(tǒng)由海洋能發(fā)電裝置、電纜以及中央控制室組成。本文對海洋能發(fā)電裝置的通信及連接方式、淹沒裝置的離岸標識、海底電纜、陸上電纜、中央控制室電力系統(tǒng)、中央控制室、計量設備、輔助設備以及其他設備等進行總體設計,給出設計方法、設計內容以及優(yōu)選方案。
　　500kW海洋能獨立電力系統(tǒng)示范工

6、程是在青島市齋堂島建設的海洋能多能互補智能供電系統(tǒng)示范項目。本文通過資料搜集調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、電力來源等社會經濟條件和環(huán)境約束。通過現(xiàn)場實測、資料搜集調查齋堂島的水深地形、潮汐、地質、陸域條件、建氣象條件以及波浪等自然條件要索。同時基于小麥島觀測站1983-2005年風、波浪年極值序列推算各方向多年一遇大風極值、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。風、波浪多年一遇極值

7、是潮流能發(fā)電裝置結構設計的基礎。將潮流資源評估劃分為開發(fā)海島評估階段以及站址評估階段。分別透過同步觀測、走航觀測和定點觀測調查潮流能資源,并采用不同的調和常數(shù)進行調和分析。然后,分別使用COHEREN-SED模型、Delft3D模型對潮流場進行數(shù)值模擬,并通過觀測資料對計算結果進行驗證。通過驗證,計算值與實測值符合良好。最后,通過對計算結果的分析確定站址及潮流能發(fā)電裝置布置方案。此外,確定承擔的1OOkW潮流能發(fā)電裝置類型,并通過數(shù)值模