《近海可再生能源綜合發電基礎研究》是依託河海大學，由鞠平擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：近海可再生能源綜合發電基礎研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：鞠平
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
科學地開發和利用近海可再生能源對緩解能源危機和環境污染問題，具有重要的意義。目前可利用的近海可再生能源主要包括近海風能、波浪能和潮流能。其中近海風力發電技術比較成熟，而波浪能和潮流能發電裝置在海洋中運行，當風暴潮來臨，漂浮的發電裝置很容易被損壞，造成巨大的經濟損失和安全隱患。本項目以提高近海可再生能源發電系統的安全性和可靠性為目標，構建近海可再生能源綜合發電系統，研究其相關基礎理論。首先，基於近海風力發電平台，融合波浪能和潮流能發電裝置，對其在空間上進行合理布置，並且最佳化設計各發電裝置之間以及綜合發電系統與電網之間的電氣連線方式。然後分別建立綜合發電系統的詳細模型和近海可再生能源發電場的等效模型，分析發電場與電網之間的互動作用。最後，在此基礎之上研究含近海可再生能源發電場電網的網源協調控制策略，建立含近海可再生能源發電場電網的分層次控制策略體系，實現其安全穩定和平穩協調控制。
結題摘要
本項目以近海可再生能源發電為研究對象，以建立近海可再生能源綜合發電構建、建模和控制的理論與方法為研究目標，取得如下主要進展： （1）構建了近海可再生能源綜合發電系統。首先，對綜合發電基礎結構進行了受力分析和最佳化設計。其次，分別從建設經濟性、技術可行性和運行可靠性等方面，對近海可再生能源綜合發電單元內部匯流方式和併網方式進行了對比分析，並給出了選擇建議。然後，提出了考慮波浪與地形共振機制的波浪能發電新概念，實驗結果表明其有效提高了波浪發電效率。最後，基於波浪的傳輸特性，提出了直驅式波浪發電場的最佳化布局方案，在保證發電場平均輸出功率的同時改善功率輸出的波動性。 （2）建立了近海可再生能源綜合發電的模型。首先，構建了近海可再生能源綜合發電系統的詳細仿真模型。其次，提出了基於傳遞函式的近海可再生能源綜合發電系統的非機理等效模型結構，以及準穩態、動態解耦辨識的等效建模方法。然後，利用實際風電場數據以及波浪、潮流實驗數據驗證等效建模方法的有效性和準確性。 （3）提出了近海可再生能源綜合發電的控制理論與方法。首先，通過對含近海可再生能源發電網的小干擾穩定性分析、穿透功率極限計算以及調峰充裕性評估，掌握了近海可再生能源綜合發電場與電網之間互動作用的規律。其次，提出了波浪發電系統在不規則波浪下的最優控制策略，有效提高了波浪發電效率；提出了控制器可區分性分析的概念和方法，並將其套用於近海可再生能源綜合發電的動態最佳化控制，既提高了參數最佳化效率又提高了綜合發電系統的動態性能；提出了電網不平衡條件下VSC-HVDC的最佳化控制策略，實現了多目標的協調控制。然後，提出了近海可再生能源發電的功率平滑控制策略以及含近海可再生能源發電微電網的分散式能量管理策略，提高了系統的穩態運行性能。本項目研究成果為近海可再生能源發電的構建、運行和控制提供了理論依據和技術方法，為大規模近海可再生能源的開發利用以及商業化運營提供了有力支撐。
