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导管架式海上风电结构地震-强风-波浪 多灾耦合响应分析
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作者 艾凡微 杨丽丽 +1 位作者 焦晨阳 白久林 《地震研究》 北大核心 2026年第1期158-167,共10页
以导管架式海上风电结构为研究对象,在OpenSees中建立考虑机舱-转子组件、桩-土相互作用以及支撑屈曲等影响因素的精细化分析模型。将筛选的地震动、模拟的风荷载和浪荷载施加在模型上,并与单独施加地震动时的结构响应进行对比,分析地震... 以导管架式海上风电结构为研究对象,在OpenSees中建立考虑机舱-转子组件、桩-土相互作用以及支撑屈曲等影响因素的精细化分析模型。将筛选的地震动、模拟的风荷载和浪荷载施加在模型上,并与单独施加地震动时的结构响应进行对比,分析地震-强风-波浪多灾害耦合作用下导管架式海上风电结构的动力响应特性。结果表明:①不同频率地震动激励导致的导管架式风电结构响应存在明显的差异,低频成分丰富的地震动作用下结构动力响应幅值最大。②地震-强风-波浪耦合作用时,罕遇地震动会显著增大结构的塔顶位移响应,但地震动引起的结构振动能量在气动阻尼和水动阻尼的作用下会很快被耗散。③有地震动作用时,结构的前后向全高加速度最大值均出现在风电结构塔身距上部1/3处,与结构的高阶振型类似。 展开更多
关键词 导管架基础 海上风电结构 OPENSEES 地震-强风-波浪耦合 动力响应
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风浪联合作用下驳船型海上浮式风机的非线性耦合模型与TMD振动控制研究 被引量:2
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作者 孔凡 陈玲霜 +2 位作者 郑达成 李书进 董华 《振动工程学报》 北大核心 2025年第1期8-18,共11页
海上浮式风机是捕获深远海风能的重要装置,是风能开发的主要研究方向之一。驳船型风机多采用二维低阶简化动力学模型和非线性最小二乘参数识别方法,建立高阶耦合动力模型能更准确地反映其动力特性。本文关注驳船型海上浮式风机的多体系... 海上浮式风机是捕获深远海风能的重要装置,是风能开发的主要研究方向之一。驳船型风机多采用二维低阶简化动力学模型和非线性最小二乘参数识别方法,建立高阶耦合动力模型能更准确地反映其动力特性。本文关注驳船型海上浮式风机的多体系统,建立风浪联合作用下的16自由度耦合动力学模型,通过数值仿真验证模型的准确性。其中,利用修正的叶素动量理论计算叶片气动荷载,利用线性势流理论计算波浪荷载,采用准静态法计算系泊张力。此外,为减小驳船型海上浮式风机的结构振动,在考虑发电机转矩控制和叶片集体变桨控制的基础上,提出将双向碰撞调谐质量阻尼器置于机舱中,并引入限位装置控制振子行程。随后,通过穷举法和遗传算法进行控制参数优化。仿真分析表明,本文所建模型可准确计算驳船型海上浮式风机的动力响应;双向碰撞调谐质量阻尼器对结构振动有较好的控制效果。 展开更多
关键词 振动控制 驳船型海上浮式风机 非线性耦合模型 双向TMD 风浪联合作用
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海面风浪对浅海长距离声传播的累积效应
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作者 姚美娟 谢志敏 +2 位作者 鹿力成 马力 郭圣明 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第10期2070-2076,共7页
针对海面风浪典型环境对浅海长距离声传播的影响,本文进行了仿真和试验数据分析研究。基于海浪谱模型和近海面气泡层模型,结合风浪环境下长距离上的宽带声传播海试数据及海面波浪测量数据,分析了不同频段下粗糙海面及近海面气泡层因素... 针对海面风浪典型环境对浅海长距离声传播的影响,本文进行了仿真和试验数据分析研究。基于海浪谱模型和近海面气泡层模型,结合风浪环境下长距离上的宽带声传播海试数据及海面波浪测量数据,分析了不同频段下粗糙海面及近海面气泡层因素对长距离声传播的累积效应。经仿真与试验数据分析,4~5级海况下的风浪对3 kHz频率下的声传播在50 km距离上的累积效应可达到十几分贝。随着频段的升高,这种累积效应更加显著。所建立的模型对距离上的仿真和数据结果吻合较好,均方根误差在3 dB以内。因此在海面风浪典型环境下,远距离下的水声定位、通信等应用必须要考虑风浪对长距离声传播的累积效应。 展开更多
关键词 粗糙海面 气泡层 长距离声传播 风浪 风速 海浪谱 浅海 累积效应
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风速分布差异及波浪因素对海上风电机组运行特性的影响研究 被引量:1
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作者 绳晓玲 王天翔 +1 位作者 程紫瑶 万书亭 《动力工程学报》 北大核心 2025年第9期1403-1411,共9页
为研究风剪切和塔影效应引起的风速分布差异及波浪因素对海上风力发电机组的影响,以Openfast软件中提供的5 MW单桩式海上风机模型作为研究对象,建立了海上风电系统的动态模型,进而输出了在风速分布差异及波浪因素影响下的机械转矩,并进... 为研究风剪切和塔影效应引起的风速分布差异及波浪因素对海上风力发电机组的影响,以Openfast软件中提供的5 MW单桩式海上风机模型作为研究对象,建立了海上风电系统的动态模型,进而输出了在风速分布差异及波浪因素影响下的机械转矩,并进一步结合Matlab/Simulink平台中构建的双馈风力发电机(DFIG)仿真模块进行耦合仿真。结果表明:考虑风速分布差异及波浪因素后,在发电机转速、功率、定子电流以及转子电流的频谱图中均出现了受风速分布差异影响的频率以及波浪频率;不同风况下风速分布差异与波浪因素对转速、功率、定子电流以及转子电流的影响程度不同,并且风剪切、塔影效应和波浪因素之间也互相有耦合影响。 展开更多
关键词 海上风电 风速分布差异 波浪 运行特性
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基于数值水池的风浪流联合作用下半潜式海洋平台动力响应分析
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作者 刘晖 朱兆琛 +1 位作者 巴宁 吉柏锋 《振动与冲击》 北大核心 2025年第18期217-225,共9页
为分析半潜式海洋平台在复杂深海环境荷载作用下的动力响应,建立了能综合考虑风浪流等海洋环境荷载的三维数值水池,以南海工作水深为1100 m的某半潜式海洋平台为研究对象,研究了该平台在不同海况下的动力响应。先基于N-S(Navier-Stokes... 为分析半潜式海洋平台在复杂深海环境荷载作用下的动力响应,建立了能综合考虑风浪流等海洋环境荷载的三维数值水池,以南海工作水深为1100 m的某半潜式海洋平台为研究对象,研究了该平台在不同海况下的动力响应。先基于N-S(Navier-Stokes)方程和VOF(volume of fluid)多相流模型构建了数值水池,利用动网格技术实现流场与海洋平台网格的实时更新;再根据系泊缆刚度计算获得系泊力时程,在平台相应位置施加系泊力而实现系泊系统作用;最后将分析得到的海洋平台动力响应与基于ANSYS的AWQA软件建立数值模型分析得到的结果进行对比。研究结果表明:基于数值水池分析得到的平台纵荡和垂荡响应与基于AWQA软件分析结果较为接近;此外,数值水池的分析结果还展现了流场湍流特性的影响,得到了平台的横荡响应;而且,在百年一遇的海况下,数值水池计算的平台纵荡、垂荡和横荡响应最大位移幅值分别为26.0000 m、3.5553 m和0.3897 m。因此,采用数值水池方法能较好模拟海洋环境,可得到精度较高的动力响应,为半潜式海洋平台的结构设计奠定可靠基础。 展开更多
关键词 结构工程 半潜式海洋平台 数值水池 风浪流联合作用 动力响应分析
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装备碰撞调谐质量阻尼器的近海单桩风机疲劳损伤分析
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作者 孔凡 穆拉提江•麦麦提 +2 位作者 孙香红 夏红兵 王恒 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期48-57,共10页
为研究碰撞调谐质量阻尼器(PTMD)在风浪联合作用下对海上单桩风机疲劳损伤的控制效果,以美国国家可再生能源实验室(NREL)的5 MW基准单桩海上风机为研究对象,利用拉格朗日方程建立风浪联合作用下单桩风机-PTMD系统的运动方程。考虑Kaima... 为研究碰撞调谐质量阻尼器(PTMD)在风浪联合作用下对海上单桩风机疲劳损伤的控制效果,以美国国家可再生能源实验室(NREL)的5 MW基准单桩海上风机为研究对象,利用拉格朗日方程建立风浪联合作用下单桩风机-PTMD系统的运动方程。考虑Kaimal湍流谱模型和Jonswap波高谱,分别得到随机风速时程和波浪荷载时程,基于Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤理论及雨流计数法,分析了单桩风机-PTMD系统的疲劳损伤。结果表明:最优碰撞参数以及调谐频率下的PTMD能够显著减轻风浪联合荷载作用下风机的疲劳损伤,PTMD质量块无需过大行程即可满足风机实际使用要求;即使在失谐情况下,PTMD仍具有较好的减轻风机疲劳损伤的作用;提出的PTMD技术具有很好的应用前景,可在海上风电场中广泛应用,提升海上单桩风机塔身的安全性和疲劳特性。 展开更多
关键词 近海单桩风机 碰撞调谐质量阻尼器 风浪联合作用 疲劳损伤
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风电采暖高寒地区严寒并发匮风事件关联分析
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作者 李彬 左剑 +2 位作者 苏盛 石东源 陈金富 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期450-457,共8页
为明确中国东北地区在严寒天气下并发匮风的概率和严重程度,采用当地1979—2022年间逐小时历史气象数据反演产生风电出力数据;按风电出力容量系数低于设定阈值识了匮风事件,重现2021年9月下旬造成大面积限电的匮风发电事件,并识别出2009... 为明确中国东北地区在严寒天气下并发匮风的概率和严重程度,采用当地1979—2022年间逐小时历史气象数据反演产生风电出力数据;按风电出力容量系数低于设定阈值识了匮风事件,重现2021年9月下旬造成大面积限电的匮风发电事件,并识别出2009年7月下旬持续7 d的长时持续匮风事件;分析匮风发电事件的年度次数、季节分布和持续时长;对采暖季匮风发电事件的分析表明,采暖季在低于-15℃气温条件下的匮风达300次,且采暖季匮风与寒潮有强关联性。 展开更多
关键词 匮风发电事件 电力系统可靠性 风力发电 寒潮 电力系统规划
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山东半岛海岛波浪能和风能联合开发潜力评估
8
作者 万勇 程秋薇 《太阳能学报》 北大核心 2025年第11期492-499,共8页
利用近15年第5代欧洲中期天气预报中心再分析资料再分析海浪场数据,选取山东半岛海岛最适合波浪能和风能资源联合开发的电站位置,各单站通过采用商用风力涡轮机(WT)和波浪能转换器(WEC)组成联合发电站,从功率平滑效果、容量因子和停机... 利用近15年第5代欧洲中期天气预报中心再分析资料再分析海浪场数据,选取山东半岛海岛最适合波浪能和风能资源联合开发的电站位置,各单站通过采用商用风力涡轮机(WT)和波浪能转换器(WEC)组成联合发电站,从功率平滑效果、容量因子和停机时间等多角度分析其联合后带来的潜在优势。研究表明:东诸岛、竹岔岛和斋堂岛所选单站特定的风浪装机容量占比显著降低了联合发电站功率输出可变性和停机时间,相比其他岛屿其联合开发潜力更高。此外,所有单站采用两种资源联合的发电站均可有效减少低功率输出时间。 展开更多
关键词 海上风能 波浪能 资源评估 功率平滑 山东半岛海岛
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基于反行波波前瞬时能量谱的深远海风电经柔直并网系统的双端行波故障测距方法
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作者 刘乐 陈旭明 +5 位作者 康小宁 马晓伟 李诗闯 赵勃扬 李昕盈 刘鑫 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第3期86-94,共9页
现有的行波测距方法的精确性和可靠性受到保护采样频率、强噪声干扰、短故障距离、高过渡电阻等因素的严重影响,对此提出一种基于小波自适应阈值降噪(AWTD)和结合变分模态分解(VMD)的Hilbert变换的双端行波故障测距方法。利用AWTD算法... 现有的行波测距方法的精确性和可靠性受到保护采样频率、强噪声干扰、短故障距离、高过渡电阻等因素的严重影响,对此提出一种基于小波自适应阈值降噪(AWTD)和结合变分模态分解(VMD)的Hilbert变换的双端行波故障测距方法。利用AWTD算法对故障反行波数据进行降噪预处理。通过VMD算法提取蕴含故障距离信息的高频本征模态函数。利用Hilbert变换获得第5层本征模态函数的瞬时能量谱,并通过瞬时能量谱的最大值实现对线路两端反行波波头的标定,得到行波抵达保护测量点的精确时间,从而结合线路两端行波波速度预测故障距离。在PSCAD/EMTDC与RTDS仿真平台中搭建双端与三端典型深远海风电并网模型进行大量测试,结果表明,所提测距方法不受故障电阻、故障类型的影响,在不同采样频率、近端故障、强噪声干扰与实时仿真环境下,均能实现精准的故障定位,具有一定工程应用价值。 展开更多
关键词 深远海风电 行波故障测距 小波自适应阈值降噪 变分模态分解 HILBERT变换 瞬时能量谱
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风浪作用下并排锚泊渔船垂荡运动分析
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作者 孙一艳 熊玉章 +3 位作者 于德双 王刚 陈丁 刘昌凤 《渔业现代化》 北大核心 2025年第5期117-125,共9页
为研究港内渔船多船并排艏艉锚泊时各船的垂荡运动情况以及下沉量与波高的关系,采用物理模型试验的方法,对单船艏艉锚泊、双船、三船、四船并排艏艉锚泊时各船的垂荡运动进行了研究,重点分析了纯浪和风浪作用下,波浪周期、波浪入射方向... 为研究港内渔船多船并排艏艉锚泊时各船的垂荡运动情况以及下沉量与波高的关系,采用物理模型试验的方法,对单船艏艉锚泊、双船、三船、四船并排艏艉锚泊时各船的垂荡运动进行了研究,重点分析了纯浪和风浪作用下,波浪周期、波浪入射方向、并排锚泊船数、渔船所处位置等对各船垂荡的影响。结果显示:90°和45°纯浪作用时,单船的最大下沉量约为波高的0.5~0.8倍;0°纯浪时,单船的最大下沉量约为波高的0.25~0.65倍;90°纯浪作用下双船并排艏艉锚泊时,其最大下沉量约为波高的0.3~1.1倍;当三船或四船并排锚泊时,其最大下沉量约为波高的0.5~1.2倍。当90°风浪作用时单船最大下沉量约为波高的0.4~0.6倍,双船时约为0.6~0.8倍,三船或四船时约为0.8~1.2倍。研究结果可为港内渔船安全泊稳研究提供参考依据。 展开更多
关键词 多船并排艏艉锚泊 垂荡运动 并排锚泊船数 风浪作用 最大下沉量
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基于改进霜冰优化算法的混合风-光-波一体化系统阵列优化
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作者 杨博 张芮 +3 位作者 胡袁炜骥 李鸿彪 郜登科 陆海 《南方电网技术》 北大核心 2025年第7期50-61,共12页
在国际社会提振气候环境治理的决心与我国“双碳”政策及海洋强国战略的多重驱动下,可再生能源逐步替代化石燃料成为新型发电资源,其中波浪能发电由于资源丰富、绿色环保等优点得到了广泛研究。相较于单一波浪能装置发电系统能源利用率... 在国际社会提振气候环境治理的决心与我国“双碳”政策及海洋强国战略的多重驱动下,可再生能源逐步替代化石燃料成为新型发电资源,其中波浪能发电由于资源丰富、绿色环保等优点得到了广泛研究。相较于单一波浪能装置发电系统能源利用率低的缺点,混合风-光-波一体化系统(hybrid wind-solar-wave system,HWSWS)可最大程度地实现多能互补。因此,提升HWSWS的效率和产量具有深远意义。为充分发挥风、光、波的优势,提出了一种基于改进霜冰优化算法(improved rime optimization algorithm,IRIME)的HWSWS阵列优化布局策略。通过整合Logistic混沌映射、黄金正弦策略和莱维飞行策略对原始的霜冰优化算法(rime optimization algorithm,RIME)进行改进。为了验证IRIME在优化HWSWS阵列方面的有效性,分别在5个HWSWS和9个HWSWS的规模下对阵列进行优化。仿真结果表明,经IRIME优化后的HWSWS的可实现最大功率输出,相较于RIME、粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)、灰狼优化算法(grey wolf optimizer,GWO)和天鹰优化算法(aquila optimizer,AO),5个HWSWS规模的输出功率分别提高36.2 kW、83.3 kW、27.6 kW和38.0 kW,9个HWSWS规模的输出功率分别提高45.5 kW、191.2 kW、168.5 kW和66.5 kW,证明了IRIME的有效性与优越性。 展开更多
关键词 改进霜冰优化算法 波浪能转换器 漂浮式光伏 漂浮式风电 混合风-光-波一体化系统 SimuNPS软件
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驱动电机换位连续波绕组及其交流损耗分析
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作者 边旭 景冠睿 +1 位作者 李雪 梁艳萍 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期109-120,共12页
针对新能源汽车驱动电机现有技术中扁线发卡绕组焊点较多以及在高频时绕组交流损耗较高的问题,提出一种既能完全消除焊点又能有效抑制高频时交流损耗的新型换位连续波绕组结构。首先,基于传统发卡绕组结构,分析了多股发卡股线间的环流... 针对新能源汽车驱动电机现有技术中扁线发卡绕组焊点较多以及在高频时绕组交流损耗较高的问题,提出一种既能完全消除焊点又能有效抑制高频时交流损耗的新型换位连续波绕组结构。首先,基于传统发卡绕组结构,分析了多股发卡股线间的环流产生机理,提出一种既能消除焊点又能有效抑制环流损耗产生的新型换位连续波绕组结构。其次,建立换位连续波绕组两端部等效三维计算模型,能够在考虑两侧端部各股线实际端部结构的情况下精确计算各股线端部漏感。最后,利用场路耦合二维有限元法,对比换位连续波绕组与发卡绕组在不同工况下各项损耗,并通过试验验证了仿真模型的有效性。研究表明,相较于发卡绕组,新型换位连续波绕组结构能够完全消除焊点,且在额定与高速运行工况下均能有效抑制交流损耗,最高转速时绕组交流损耗下降40.8%。 展开更多
关键词 驱动电机 连续波绕组 换位绕组 交流损耗分析 场路耦合 绕组设计
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不同海浪主导条件下的一维风涌分离方法研究
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作者 魏永亮 庞邓连 +1 位作者 高志一 唐泽艳 《海洋学报》 北大核心 2025年第6期61-72,共12页
海洋中的混合浪通常由风浪和涌浪以一定比例组成,因研究和应用等需求经常需要分离其中的风浪和涌浪。本文针对现有4种代表性一维谱风涌分离方法(1D法):PM法(Pierson-Moskowitz)、改进的PM法、JP法(Jesús-Portilla)和频谱积分法,利... 海洋中的混合浪通常由风浪和涌浪以一定比例组成,因研究和应用等需求经常需要分离其中的风浪和涌浪。本文针对现有4种代表性一维谱风涌分离方法(1D法):PM法(Pierson-Moskowitz)、改进的PM法、JP法(Jesús-Portilla)和频谱积分法,利用中法海洋卫星上搭载的波谱仪提供的二维海浪谱数据,对比分析了纯风浪、风浪为主、涌浪为主和纯涌浪4种海浪主导情况下的分离结果,结果表明:(1)PM法和改进的PM法分别在风浪为主和涌浪为主时各有更好的分离效果;(2)JP法整体表现较差,对不同海浪主导条件的响应不敏感;频谱积分法在风浪占比较大时效果更佳;(3)随着混合浪中涌浪比例的增加,适当增大PM法中分离频率的比例系数可提升分离精度。在此基础上结合波龄提出了一种分段PM法,通过调整分离频率的比例系数,在风浪主导和涌浪主导的条件下分别取1.03和1.1时,得到的分离结果更为精确。 展开更多
关键词 海浪主导条件 风涌浪分离 中法海洋卫星 海浪谱
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改进多准则决策和人工神经网络的风浪联合开发区划智能模型研究
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作者 邵萌 管笑 +4 位作者 孙金伟 毛智谋 邵珠晓 伊传秀 李祥东 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期117-128,共12页
针对目前海洋能区划研究中存在的计算复杂、耗时长和成本高等问题,本研究基于改进的多准则决策(Multiple criteria decision making,MCDM)方法和人工神经网络(Artificial neural network,ANN),提出了一种风浪联合开发区划智能模型。为... 针对目前海洋能区划研究中存在的计算复杂、耗时长和成本高等问题,本研究基于改进的多准则决策(Multiple criteria decision making,MCDM)方法和人工神经网络(Artificial neural network,ANN),提出了一种风浪联合开发区划智能模型。为降低专家的主观偏差,应用基于层级的模糊权重评估(Fuzzy level based weight assessment,FLBWA)法来计算各评价指标权重;继而结合改进的Borda-全乘比例多目标优化(Borda-multi-objective optimization on the basis of ratio analysis plus full multiplicative form,Borda-MULTIMOORA)法计算开发适宜性指数,从而能够更加准确、高效地得到评价结果;之后,基于灰狼优化算法的反向传播(Grey wolf optimizer with back propagation,GWO-BP)神经网络构建并训练智能模型,将适宜性分析转化为自动化、高效化和智能化的过程;最后,以山东省风浪联合开发区划为例验证该模型的可行性和合理性。根据实例验证,该模型可以实现风浪联合开发区划的智能化,为相关领域的研究和政府规划提供参考。 展开更多
关键词 风浪联合开发 区划 基于层级的模糊权重评估法 改进的Borda-全乘比例多目标优化法 灰狼优化算法的反向传播
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面向风浪联合发电系统的混合储能控制策略 被引量:1
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作者 朱轩毅 黄宣睿 肖曦 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期54-62,共9页
针对应用混合储能平抑风浪联合发电系统功率波动的典型场景,采用二阶低通滤波法对超级电容器与锂电池功率进行初步分配,并以此为基础提出一种包括功率修正与能量管理模块的新型功率分配控制拓扑。其中,功率修正模块主要从稳定直流母线... 针对应用混合储能平抑风浪联合发电系统功率波动的典型场景,采用二阶低通滤波法对超级电容器与锂电池功率进行初步分配,并以此为基础提出一种包括功率修正与能量管理模块的新型功率分配控制拓扑。其中,功率修正模块主要从稳定直流母线电压、补偿储能内阻损耗与功率限幅需求出发,动态调整混合储能系统的功率分配初值以提升储能稳定运行能力;能量管理模块采用一种可免于荷电状态(SOC)滞留的变滤波时间常数法,通过设置能量缓冲区来避免超级电容器过充过放。最后在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,结果验证所设计控制策略的技术合理性。 展开更多
关键词 储能 功率分配 能量管理 荷电状态 风浪联合发电
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海上风力机组高承台群桩基础上的极端波浪载荷数值模拟研究 被引量:3
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作者 胡金鹏 李争霖 +2 位作者 陈远明 宏波 张运秋 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期589-594,共6页
以畸形波为代表的极端波浪对海上风力机组基础的安全性具有潜在的威胁,该文以上海东海大桥海上风电示范项目中3 MW装机容量的海上风力机组高承台群桩基础为研究对象,首先利用Fluent软件建立规则波与海上风力机组高承台群桩基础的作用模... 以畸形波为代表的极端波浪对海上风力机组基础的安全性具有潜在的威胁,该文以上海东海大桥海上风电示范项目中3 MW装机容量的海上风力机组高承台群桩基础为研究对象,首先利用Fluent软件建立规则波与海上风力机组高承台群桩基础的作用模型,并与已有的实验结果进行比较以验证数值模拟结果的可靠性,进而以畸形波作为入射波浪条件模拟其对高承台群桩基础的冲击作用,并与规则波冲击结果进行比较以对比两种入射波条件下的作用异同。研究表明,采用数值模拟方法得到的承台波浪载荷比Morison方法更接近真实的物理模型试验结果;在实验组次相同的条件下,数值模拟结果误差比规范结果误差最多小39%,说明数值模拟方法结果更加适用;同尺度条件下畸形波产生的峰值波浪载荷可达到规则波力的2.2倍,因而未充分考虑极端波浪载荷的海洋工程基础结构将更具危险性。 展开更多
关键词 海上风力机组 极端波浪 畸形波 波浪载荷 高承台群桩基础
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基于NAUTILUS平台的10 MW漂浮式风力机动态响应研究 被引量:1
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作者 范莉 岳敏楠 +3 位作者 何鸿圣 谢露 李春 贾文哲 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第6期2298-2307,I0022,共11页
漂浮式风力机的逐渐大型化使其受环境载荷的作用显著增强,研究平台动态响应特性对漂浮式风力机安全运行具有重要意义。该文以基于NAUTILUS平台的DTU 10 MW风力机为研究对象,利用叶素动量理论与势流理论分别计算其所受风载荷与波浪载荷,... 漂浮式风力机的逐渐大型化使其受环境载荷的作用显著增强,研究平台动态响应特性对漂浮式风力机安全运行具有重要意义。该文以基于NAUTILUS平台的DTU 10 MW风力机为研究对象,利用叶素动量理论与势流理论分别计算其所受风载荷与波浪载荷,研究风波耦合作用下,大型漂浮式风力机浮动平台动态响应。结果表明,风、波入射角均为0°时,平台在横荡、垂荡及横摇方向表现出良好的稳定性。平台垂荡受波浪载荷影响较大,而纵荡、横荡、横摇、纵摇及艏摇主要受风载荷影响,其中纵荡与纵摇在风载荷作用下大幅偏离初始位置。随环境载荷的增大,机舱加速度增加,但依然在安全范围内;沿风、波入射方向对称的系泊所受拉力基本相等,迎风侧系泊所受拉力先增大后减小。 展开更多
关键词 漂浮式风力机 NAUTILUS平台 动态响应 风波耦合 叶素动量理论 辐射/绕射理论
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双峰谱波浪在西非典型海滩上的传播变形与演化特性
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作者 张凯 王广生 +2 位作者 时健 鱼童 张弛 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期109-117,共9页
基于实测波浪数据得到了西非典型的双峰谱,通过物理模型试验研究了在不同风浪、涌浪能量占比的条件下,不规则波浪在典型海滩上的传播变形与波谱演化特性。结果表明:双峰谱波浪在有效波高变化、谱峰能量变化和非线性作用等方面与单峰谱... 基于实测波浪数据得到了西非典型的双峰谱,通过物理模型试验研究了在不同风浪、涌浪能量占比的条件下,不规则波浪在典型海滩上的传播变形与波谱演化特性。结果表明:双峰谱波浪在有效波高变化、谱峰能量变化和非线性作用等方面与单峰谱波浪存在显著差异;双峰谱波浪的有效波高增大主要由低频涌浪部分的波浪浅化主导,涌浪能量占比增大会导致波浪破碎前的最大波高增大;相比于单峰谱涌浪,双峰谱波浪的涌浪谱峰在海滩上传播中的能量增长更快,波浪破碎后的涌浪谱峰能量衰减更慢;涌浪和风浪主峰之间的非线性作用产生了由高频风浪部分至低频涌浪部分的能量转移,使得双峰谱中的涌浪主峰能量相对增大。 展开更多
关键词 双峰谱 波谱演化 涌浪 风浪 非线性作用 西非
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黄海黑泥湾近岸水体动能变化分析 被引量:1
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作者 凡仁福 魏皓 +1 位作者 赵亮 聂红涛 《海洋科学进展》 北大核心 2025年第1期106-117,共12页
清晰地认识近岸水体动能变化规律是理解物质输运的基础和前提。本文基于黄海黑泥湾北侧海域冬季、夏季观测的风、波浪和海流等数据,研究近岸水体动能对风、波浪和潮等过程的响应。观测期间研究海域出现了风速大于10 m/s的大风过程。涌... 清晰地认识近岸水体动能变化规律是理解物质输运的基础和前提。本文基于黄海黑泥湾北侧海域冬季、夏季观测的风、波浪和海流等数据,研究近岸水体动能对风、波浪和潮等过程的响应。观测期间研究海域出现了风速大于10 m/s的大风过程。涌浪主导了该海域的波浪变化。冬季、夏季观测到的最大流速分别为0.35和0.45 m/s,流速剖面无垂向分层,EW向往复型半日潮流控制总流速变化。冬季涨、落潮阶段的水体动能峰值基本相当,约为2.49×10^(-2)m^(2)/s^(2),夏季落潮阶段的水体动能峰值较大,约为6.09×10^(-2)m^(2)/s^(2)。潮流致水体动能呈周期性变化特征。大风过程的出现未对潮流注入明显的能量。大风能量不断用于生成风生余流使水体余动能增大了约4.3倍。海底拖曳变化与大风强迫无关,但响应强波浪过程。 展开更多
关键词 水体动能 波浪 潮流 黄海 黑泥湾
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非线性波浪载荷对15 MW半潜型浮式风机基础运动响应的影响研究 被引量:1
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作者 刘英芳 黎国彦 +1 位作者 李志雨 李焱 《海洋工程》 北大核心 2025年第3期16-26,共11页
浮式风机基础在波浪中的运动呈现非线性,其所受非线性波浪载荷包括计及考虑瞬时湿表面变化的回复刚度和入射力,以及二阶速度势产生的波浪载荷。线性势流理论无法反映这些特性,对基础运动响应的预报准确性不足。采用15 MW半潜型浮式风机... 浮式风机基础在波浪中的运动呈现非线性,其所受非线性波浪载荷包括计及考虑瞬时湿表面变化的回复刚度和入射力,以及二阶速度势产生的波浪载荷。线性势流理论无法反映这些特性,对基础运动响应的预报准确性不足。采用15 MW半潜型浮式风机模型,基于三维势流理论和直接时域积分法,分别在额定作业和极端生存海况下,对比线性波浪载荷和非线性波浪载荷对基础运动响应的影响。结果表明,非线性波浪载荷会显著增大浮式基础的低频响应,并激发其在固有频率下的运动。纵荡和纵摇对非线性波浪载荷更为敏感,而垂荡所受影响最小。环境参数主要影响运动响应在不同频率下的能量占比。 展开更多
关键词 15 MW半潜型浮式风机 非线性波浪载荷 瞬时湿表面 基础运动响应
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