本書詳細介紹了海洋潮流能及其發(fā)電技術(shù)理論，全面闡述了葉片、機械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)等關(guān)鍵系統(tǒng)的設(shè)計原則、方法、流程和工程實踐，對從事海洋能發(fā)電領(lǐng)域的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)掌握機組設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)極為有益。
【褚景春】入選"國家百千萬人才工程”，國電科技環(huán)保集團股份有限公司黨委委員、副總經(jīng)理，國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司董事長、總經(jīng)理，風(fēng)電設(shè)備及控制國家重點實驗室主任、國家能源潮汐海洋能發(fā)電技術(shù)重點實驗室主任。
第1章 海洋潮流能概述 1
1.1 海洋能的定義和分類 1
1.2 海洋潮流能的特點 2
1.3 海洋潮流能的資源分布 3
第2章 海洋潮流能發(fā)電技術(shù)概述 5
2.1 海洋潮流能發(fā)電基本原理 5
2.2 潮流能發(fā)電機組整體結(jié)構(gòu) 6
2.3 國外海洋潮流能發(fā)電典型裝置 7
2.4 國內(nèi)海洋潮流能發(fā)電典型裝置 9
第3章 海洋潮流能發(fā)電機組設(shè)計理論 12
3.1 潮流能捕獲 12
3.1.1 動量理論 12
3.1.2 葉素理論 15
3.1.3 動量葉素理論 17
3.2 結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論 19
3.2.1 翼型動力學(xué) 19
3.2.2 潮流能發(fā)電機組多體動力學(xué)建模 21
3.3 水動力湍流理論 21
第4章 海洋潮流能發(fā)電機組載荷仿真關(guān)鍵技術(shù) 26
4.1 潮流能發(fā)電機組載荷概述 26
4.1.1 載荷分類 26
4.1.2 外部環(huán)境條件 28
4.1.3 載荷工況 30
4.1.4 載荷坐標(biāo)系 31
4.2 載荷分析 33
4.2.1 疲勞載荷 33
4.2.2 極限載荷 38
4.3 載荷仿真 39
4.3.1 仿真軟件介紹 40
4.3.2 仿真建模 41
4.3.3 仿真計算 44
4.3.4 仿真后處理結(jié)果 47
4.3.5 控制調(diào)參 48
4.4 載荷優(yōu)化技術(shù) 50
4.4.1 非線性防超速控制技術(shù) 50
4.4.2 變槳故障智能停機控制技術(shù) 50
第5章 海洋潮流能發(fā)電機組葉片關(guān)鍵技術(shù) 52
5.1 葉片專用翼型技術(shù) 52
5.2 葉片水動外形技術(shù) 55
5.3 葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù) 59
5.3.1 葉片殼體結(jié)構(gòu)形式 59
5.3.2 葉片殼體結(jié)構(gòu)仿真分析 60
5.3.3 葉根連接結(jié)構(gòu)形式 67
5.3.4 葉根連接結(jié)構(gòu)仿真分析 68
5.3.5 葉根靜密封 70
5.4 潮流能發(fā)電機組葉片材料技術(shù)研究 70
5.5 葉片工藝設(shè)計技術(shù) 71
第6章 海洋潮流能發(fā)電機組機械系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 74
6.1 傳動鏈設(shè)計技術(shù) 75
6.2 齒輪箱設(shè)計技術(shù) 75
6.3 聯(lián)軸器設(shè)計技術(shù) 80
6.4 高速軸制動技術(shù) 83
6.5 變槳機構(gòu)設(shè)計技術(shù) 85
第7章 海洋潮流能發(fā)電機組電氣系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 95
7.1 電氣系統(tǒng)總體布局 95
7.2 電網(wǎng)適應(yīng)性技術(shù) 99
7.3 電力系統(tǒng)保護技術(shù) 99
7.4 永磁同步發(fā)電機設(shè)計技術(shù) 100
7.5 全功率變流器設(shè)計技術(shù) 103
7.6 自動變槳技術(shù) 105
第8章 海洋潮流能發(fā)電機組控制與數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 112
8.1 控制系統(tǒng) 112
8.1.1 控制系統(tǒng)概述 112
8.1.2 狀態(tài)控制 113
8.1.3 控制策略 118
8.1.4 控制系統(tǒng)軟件架構(gòu) 126
8.1.5 硬件在環(huán)測試技術(shù) 130
8.1.6 運行優(yōu)化控制技術(shù) 135
8.2 數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng) 139
8.2.1 數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)概述 139
8.2.2 場站底層高速通信技術(shù) 140
8.2.3 健康評估技術(shù) 142
第9章 海洋潮流能發(fā)電機組裝配關(guān)鍵技術(shù) 151
9.1 仿真裝配技術(shù) 151
9.2 裝配工藝流程 153
9.3 裝配工藝設(shè)計 154
9.3.1 控制柜裝配工藝 154
9.3.2 整機裝配工藝 156
第10章 海洋潮流能發(fā)電機組密封防護關(guān)鍵技術(shù) 162
10.1 動密封技術(shù) 162
10.2 靜密封技術(shù) 164
10.3 機組防護技術(shù) 166
第11章 海洋潮流能發(fā)電機組測試關(guān)鍵技術(shù) 167
11.1 設(shè)計驗證計劃工作流程 167
11.2 海洋潮流能發(fā)電機組工廠測試 168
11.2.1 聯(lián)機測試 169
11.2.2 全功率測試 171
11.2.3 密封測試 173
11.3 海洋潮流能發(fā)電機組現(xiàn)場測試 174
11.3.1 功率曲線和效率測試 174
11.3.2 電能質(zhì)量測試 176
11.3.3 機組振動測試 178
第12章 漂浮式平臺運動對機組性能影響的評估方法研究 180
12.1 潮流能發(fā)電機組的水動力系數(shù)分析模型 180
12.2 水平軸葉輪縱蕩運動水動力特性數(shù)值研究 182
12.2.1 CFD數(shù)值模擬 182
12.2.2 葉輪載荷分析 184
12.2.3 縱蕩流場特性分析 188
12.3 水平軸葉輪縱搖運動水動力特性數(shù)值研究 190
12.3.1 CFD數(shù)值模擬 190
12.3.2 葉輪載荷分析 191
12.3.3 縱搖流場特性分析 196
12.4 水平軸葉輪橫蕩運動水動力特性數(shù)值研究 198
12.4.1 CFD數(shù)值模擬 198
12.4.2 葉輪載荷分析 199
12.4.3 橫蕩流場特性分析 203
12.5 水平軸葉輪橫搖運動水動力特性數(shù)值研究 205
12.5.1 CFD數(shù)值模擬 205
12.5.2 葉輪載荷分析 206
12.5.3 橫搖流場特性分析 210
12.6 水平軸葉輪艏搖運動水動力特性數(shù)值研究 212
12.6.1 CFD數(shù)值模擬 212
12.6.2 葉輪載荷分析 212
12.6.3 艏搖流場特性分析 216
參考文獻 219
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