[发明专利]潮流能装置实海况测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋测量技术，主要涉及潮流能装置指标参数的测试方法。 

背景技术

海洋潮流能开发技术是海洋可再生能源开发利用中相对成熟的技术，得到了较快的发展，从能量密度、能量分布等角度分析，初步具备了产业化的条件，具有很好的推广应用前景。功率输出特性、年发电量和发电效率，是潮流能装置的三项核心指标，在潮流能开发的推广利用中具有重要作用。但是，现有技术中，潮流能装置核心指标的检测多为结合实验室模型测试结果进行的计算，还没有针对实海况下的完整的测试方法，特别是在短期测试与评价方法方面更是空白。 

发明内容

针对现有技术中，潮流能装置核心指标的检测还没有针对实海况下的完整的测试方法，本发明推出潮流能装置实海况测试方法，利用潮流能装置的来流方向设置的流速观测仪，监测潮流能装置工作海域的潮流状况，同时利用在装置的电力输出端连接电功率测试仪，监测装置的电力输出参数，并将监测期间获得的潮流和电功率数据进行筛选与分析，从而实现对潮流能装置功率输出特性、年发电量和发电效率的测试与评价。 

本发明的技术步骤包括：设置观测仪器，获取潮流和电功率输出测试数据，筛选测试数据，划分功率特性分析区间，计算各功率特性分析区间代表点，拟合装置功率特性曲线，计算潮流能装置年发电量，计算潮流能装置平均能量输出效率。 

S₁、设置观测仪器 

在潮流能装置正前方来流方向设置潮流观测仪，布放的仪器距潮流能装置10至15米，既能保证测得流速代表装置布放位置流速，又能够避免观测仪器受到潮流能装置引起的涡旋与涡流的影响。对于双向流发电的潮流能装置，则需要在装置前后各设置一台潮流观测仪，以保证在潮流能装置正反向发电时，均能够获得来流方向的流速。 

S₂、获取潮流和电功率输出测试数据 

由潮流观测仪测试潮流能装置设置处潮流流速，由潮流能装置电力输出端设置的电功率检测仪测试电功率数据，潮流测试与电功率测试需同步进行。 

在大潮潮差日至小潮潮差日之间连续观测15天，对于在正规半日潮或正规日潮海域连续观测7至8天。 

每5分钟获得一次平均潮流流速数据，同时每5分钟获取一次平均电功率数据，每个潮流流速数据需与同时间段采集的电功率数据一一对应。同步测试获得的相对应的每一个潮流流速数据与电功率数据组成一个数据点。 

S₃、筛选测试数据 

潮流流速低于潮流能装置的最低设计运行流速或高于最高设计运行流速时，潮流能装置会停止工作。对于单向发电的潮流能装置而言，反向来流时装置也会停止工作。装置停止工作期间没有电力输出，在进行数据分析处理前需要将上述潮流数据筛选出来并剔除掉。 

对于双向发电的潮流能装置的检测，依照S1中的方式，需要在潮流能装置的前后两测各设置一台流速测试仪，则只筛选出装置来流方向上仪器获得的数据，计算该时间段的平均流速。 

S₄、划分功率特性分析区间 

将对应的潮流流速数据与电功率数据组成的数据点进行分组，分组依据每个数据点所包含流速值的大小来进行，划分到每组的数据点，均是满足其包含的流速值大于等于某一流速值，且小于另一流速值的数据点，作为下限的流速值定义为组的起点，作为上限的流速值定义为组的终点。分组的目的是对被测试的潮流能装置进行功率特性分析，所分的组就命名为分析区间。则组的起点和终点，即为分析区间的起点和终点，每个分析区间终点值和起点值的差值定义为该分析区间的区间宽度。划分的所有分析区间需首尾相连，区间与区间之间无重合，且保证所有的数据点均能够且仅能够分入一个所划分的分析区间中。 

进行潮流能功率特性分析时，分析区间的区间宽度取0.2米，保证有不少于10个数据点落入每个分析区间中，如落入某个分析区间的数据点少于10个，则可扩大分析区间宽度，以增加落入区间内的数据点，但分析区间宽度应不大于0.3米。 

S₅、计算各功率特性分析区间代表数据点 

分析区间确定后，根据流速值的大小，使所得到的数据点落入不同的分析区间。将每个分析区间中全部数据点的流速值与电功率值分别作算术平均，每个分析区间的流速与电功率的算术平均值构成该分析区间的代表数据点。 代表数据点的流速值与电功率值即为代表流速值与代表电功率值。 

S₆、拟合装置输出功率特性曲线