【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋发电，尤其涉及一种海上平台波浪发电系统及功率寻优方法。
技术介绍
1、海上平台波浪发电具有常海况下能量俘获效率高、频率响应范围宽、可靠性高、建造成本低等优势，在海浪发电领域得到广泛使用；但由于海况波浪参数的多变性，如何设置海上平台使海上发电的发电功率的最大化成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种海上平台波浪发电系统及功率寻优方法，该海上平台稳定性好，发电效率高；发电功率的寻优方法简便、实用，可操作性强。
2、专利技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种海上平台波浪发电系统，包括海上平台，所述海上平台包括工作平台、配重平台、立柱和浮体，所述工作平台位于配重平台的上方，所述工作平台与配重平台之间通过立柱固定连接，所述立柱包括多个，多个所述立柱沿工作平台的外缘均匀分布，每个所述立柱上套设环状的浮体，所述浮体可在立柱上进行上下运动，所述立柱与浮体之间设有换向机构，以实现浮体上下运动转换为发电机转子的旋转运动。
4、上述的海上平台波浪发电系统，其中，所述换向机构包括沿立柱长度方向设置的第一螺杆，所述浮体的内环设有与第一螺杆适配的第二螺纹。
5、上述的海上平台波浪发电系统，其中，所述配重平台的外缘均匀设有多个挂锚环，每个所述挂锚环上连接锚链，所述锚链另一端锚固在海底。
6、上述的海上平台波浪发电系统，其中，所述海上平台初始状态时，所述浮体吃水位于浮体高度的一半位置。
7、
8、步骤一、通过结构建模软件进行海上平台的3d结构建模，将模型导入水动力仿真软件中，输入海域波浪的周期、方向和波幅参数，进行仿真计算，得到海上平台多个浮体的频域数据，所述频域数据包括海上平台的辐射阻尼矩阵b和激励力矩阵fe；
9、步骤二、在相应海域的波浪条件下，计算单个浮体的输出功率p′，其中，ρ：海水密度，g：重力加速度，ω：波浪角速度，η：波浪波幅，nwave：波浪数量；分别计算所有可能海况下的输出功率pn，pn＝p′*相应海域波浪的概率；计算单浮体在该海域下的发电功率p0，p0＝p1+p2+…+pn；
10、步骤三、在相应海域的波浪条件下，计算海上平台为n个浮体中每个浮体的输出功率p，其中，p＝1/8*fe/b*cogj(fe)；对n个浮体的输出功率p进行加权求和，得n个浮体的总输出功率pe，计算功率增益比μ0，其中μ0＝(pe-p0)/p0；
11、步骤四、以工作平台的中心为圆心，设置工作平台的初始零度，按步长为β角度依次将工作平台旋转，β＝360°/n，n为自然数；重复步骤三直至将工作平台旋转至360°-β，依次记录海上平台转动累计步长角度的功率值pe和功率增益比μ0；其中，最大的发电功率pemax和最大功率增益比μmax所对应的累计旋转步长角度为γmax，将工作平台由初始零度旋转至为γmax，此时，海上工作平台的发电功率为最大。
12、上述的海上平台波浪发电系统的发电功率寻优方法，其中，步骤二中，所述相应海域波浪的概率为对波浪的周期、方向和波幅参数进行历史数据统计得到的概率。
13、上述的海上平台波浪发电系统的发电功率寻优方法，其中，所述步骤四中，n为180～360的自然数。
14、综上所述，本专利技术的有益技术效果为：
15、本专利技术通过设置海上平台，海上平台包括工作平台、配重平台、立柱和浮体，通过换向机构实现浮体上下运动转换为发电机转子的旋转运动；通过3d结构建模，得到海上平台多个浮体的频域数据；在相应海域的波浪条件下，计算单个浮体的输出功率p’计算单浮体在该海域下的发电功率p0；计算海上平台为n个浮体中每个浮体的输出功率p，对n个浮体的输出功率p进行加权求和，得n个浮体的总输出功率pe，计算功率增益比μ0；设置工作平台的初始零度，按步长为β角度依次将工作平台旋转；重复步骤三直至将工作平台旋转至360°-β，依次记录海上平台转动累计步长角度的功率值pe和功率增益比μ0；其中，最大的发电功率pemax和最大功率增益比μmax所对应的累计旋转步长角度为γmax，将工作平台由初始零度旋转至为γmax，此时，海上工作平台的发电功率为最大，从而为海上平台发电调整提供数据支持，实现海上平台发电的最大化。
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1.一种海上平台波浪发电系统，包括海上平台，其特征在于，所述海上平台包括工作平台、配重平台、立柱和浮体，所述工作平台位于配重平台的上方，所述工作平台与配重平台之间通过立柱固定连接，所述立柱包括多个，多个所述立柱沿工作平台的外缘均匀分布，每个所述立柱上套设环状的浮体，所述浮体可在立柱上进行上下运动，所述立柱与浮体之间设有换向机构，以实现浮体上下运动转换为发电机转子的旋转运动。
2.根据权利要求1所述的海上平台波浪发电系统，其特征在于，所述换向机构包括沿立柱长度方向设置的第一螺杆，所述浮体的内环设有与第一螺杆适配的第二螺纹。
3.根据权利要求1所述的海上平台波浪发电系统，其特征在于，所述配重平台的外缘均匀设有多个挂锚环，每个所述挂锚环上连接锚链，所述锚链另一端锚固在海底。
4.根据权利要求1所述的海上平台波浪发电系统，其特征在于，所述海上平台初始状态时，所述浮体吃水位于浮体高度的一半位置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的海上平台波浪发电系统的发电功率寻优方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的海上平台波
7.根据权利要求5所述的海上平台波浪发电系统的发电功率寻优方法，其特征在于，所述步骤四中，n为180～360的自然数。
...【技术特征摘要】
1.一种海上平台波浪发电系统，包括海上平台，其特征在于，所述海上平台包括工作平台、配重平台、立柱和浮体，所述工作平台位于配重平台的上方，所述工作平台与配重平台之间通过立柱固定连接，所述立柱包括多个，多个所述立柱沿工作平台的外缘均匀分布，每个所述立柱上套设环状的浮体，所述浮体可在立柱上进行上下运动，所述立柱与浮体之间设有换向机构，以实现浮体上下运动转换为发电机转子的旋转运动。
2.根据权利要求1所述的海上平台波浪发电系统，其特征在于，所述换向机构包括沿立柱长度方向设置的第一螺杆，所述浮体的内环设有与第一螺杆适配的第二螺纹。
3.根据权利要求1所述的海上平台波浪发电系统，其特征在于，所述配重平台的外缘均...
【专利技术属性】
技术研发人员：单升华，
申请(专利权)人：智清众维科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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