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基于实测数据的潮流能发电场规划方法研究

纪合盼  
【摘要】:为解决能源短缺的现状,潮流能发电越来越受到人们的重视,因此建立潮流能发电场,实现潮流能发电的产业化、商业化具有很大现实意义。潮流能发电场的布局规划是发电场建设的重要环节,直接关系到发电场的发电效率、建设成本和施工过程等。因此,在建设发电场之前,需要考虑潮流能资源的分布、发电装置的运行条件以及机组的排列等诸问题,对于潮流能发电场进行合理规划。本文通过理论分析、数值模拟以及经验理论相结合的方法,基于海域实际测量数据进行发电场规划方法的研究。 首先,分析国内外潮流能发电场规划方法的研究现状,介绍潮流能资源评估方法及其对于发电场选址的意义,提出基于实测数据的评估方法。研究潮流能发电场选址条件,为发电装置选型以及布局提供依据。 其次,研究水轮机类型以及工作原理,分析不同水轮机的特点、水轮机的运转条件,根据海域实际的潮流数据确定安装水轮机的各种性能参数。运用CFD软件研究单台水轮机的尾流场以及多机组的相互影响,以工程样机三维模型为研究对象,设定相关接近海域实际环境的边界条件,通过分析仿真结果确定在发电场中机组之间最优横向间距值(垂直于水流方向)和纵向间距值(沿着水流方向)。最终总结发电场布局规划方法,形成一套完整的规划方法,能够具体根据海域的实际测量数据选取安装水轮机型号以及安装数量,确定整个发电场的装机功率,预测年发电量。 最后,以斋堂岛海域为实例,运用上述规划方法,对于斋堂岛海域测量数据进行评估,确定发电场的具体范围,计算水轮机旋转直径大小以及最优安装间距,在发电场区域中布局优化水轮机,预测发电场年发电量,为实际海域发电场规划提供依据。


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