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某波浪能与潮流能海上测试场总体布置设计

钟耀;孙莉;刘功鹏

【摘要】实海况试验是波浪能、潮流能装置从工程样机走向规模产业化应用的关

键环节,我国波浪能、潮流能海上试验与测试场建设方面仍处于是空白阶段,已成为

制约我国波浪能、潮流能技术成果转化的瓶颈.建设波浪能、潮流能海上试验与测

试场,是解决这一问题的最有效途径.针对某波浪能与潮流能测试场的选址布置要求

分析、资源条件计算、系统组成及布置设计进行了初步研究,为波浪能与潮流能海

上测试场建设提供参考.

【期刊名称】《水力发电》

【年(卷),期】2013(039)011

【总页数】3页(P91-93)

【关键词】波浪能;潮流能;测试场;布置

【作者】钟耀;孙莉;刘功鹏

【作者单位】水能资源利用关键技术湖南省重点实验室,湖南长沙410014;中国水

电顾问集团中南勘测设计研究院有限公司,湖南长沙410014;中国水电顾问集团中

南勘测设计研究院有限公司,湖南长沙410014;中国水电顾问集团中南勘测设计研

究院有限公司,湖南长沙410014

【正文语种】中文

【中图分类】P743.2

受气候变化和能源价格上涨的影响，海洋能利用在国际上日益受到重视。波浪能发

电和潮流能发电是海洋能中技术相对成熟和具备商业化开发前景的两种能源开发利

用方式，国内、外科研院所正不断推出不同类型的波浪能和潮流能发电装置。

实海况试验是波浪能、潮流能装置从工程样机走向规模产业化应用的关键环节，为

建立权威完整的设备测试认证体系，降低设备测试成本，促进设备技术发展，国外

已由政府统一部署建成多个波浪能、潮流能测试场，如英国的欧洲海洋能中心

（EMEC），爱尔兰的Galway湾试验基地，丹麦的NissumBredning测试中心，

美国的Oregon波能测试站。我国波浪能、潮流能设备测试场还尚未起步，与发

达国家存在着较大的差距。

本文依托海洋可再生能源专项资金项目重点支持项目研究成果，对波浪能与潮流能

海上测试场总体布置设计进行研究。

1波浪能与潮流能测试场选址要求分析

波浪能、潮流能海上试验与测试场的选址布置主要参考海洋能资源状况、水文气象

环境、海底底质情况、自然灾害区、交通环境条件以及地方政策与规划等因素，便

于装置试验和试验场后期建设与运维。

参考国内外有关案例和本项目所在海域海洋能状况及海洋环境条件，波浪能和潮流

能备选场区的选址要求环境、规模要求如下。

1.1波浪能测试场的环境条件要求

（1）海域特征。海面开阔，场址内无（或极少）岛礁与大型海上构筑物对波浪造

成遮挡。

（2）水深深度为10～50m，局部海域可达60m。

（3）波高。年平均波高大于0.5m（全年中，平均波高大于0.5m的月份应多于

7个月），每年一遇大波波高小于6m。

（4）波周期。年平均波周期2～6s。

（5）其他要求。近岸2km海域地质结构稳定，地形不复杂，利于坐底式装置的

安装与布放。自然灾害不频繁海区，符合地方功能区划，交通便利。

1.2潮流能测试场的环境条件要求

（1）水深深度为10～50m。

（2）流速大于0.5m/s，小于3m/s。

（3）流向基本稳定。

（4）其他要求。流向相对稳定近岸2km海域地质机构稳定，地形不复杂，底质

非淤泥。自然灾害不频繁海区，符合地方功能区划，交通便利。

1.3测试场的规模要求

测试场的功能应满足对多个波浪能装置和潮流能装置的比例样机和实尺样机进行长

期海上测试和评估的要求。整个系统由波浪能装置测试泊位、潮流能装置测试泊位、

岸上变电集控中心组成。

根据目前装备的研究进展情况及发展预期，测试场总体要具有同时对8个百千瓦

级海洋能获能装置进行测试的能力，包括4个波浪能装置，4个潮流能装置。各获

能装置因类型不同，装机容量不等，考虑测试场实际条件，因此分别设置4个波

浪能装置测试泊位和4个潮流能装置测试泊位，每个泊位上装置的装机容量不大

于300kW。各电气设备及电缆均以装置的最大峰值输出功率为300kW来进行设

计。各泊位可根据实际情况分期建设，预留扩建条件。

岸上集控中心用于岸上对测试场中各泊位试验测试的海洋能装置发出的电力进行变

换传输以及对各装置运行状况和参数、测试场的环境及海洋动力要素监测数据进行

接收和处理，并对试验装置的运行进行远程控制。

2某测试场的资源条件计算

2.1某测试场的波浪能