圖1 300kW直驅(qū)自變距潮流能發(fā)電機(jī)海上示范運(yùn)行
首次提出了獨(dú)立于傳統(tǒng)電變距、液壓變距技術(shù)之外的第三種變距方式—無源雙向自適應(yīng)雙流向透平技術(shù)。針對海洋潮流能發(fā)電系統(tǒng)雙向運(yùn)行的世界性難題，創(chuàng)新性的提出并發(fā)明了自適應(yīng)無源雙心分離后掠葉片及自適應(yīng)無源尾舵對流技術(shù)，實現(xiàn)了潮流能發(fā)電機(jī)組在流向改變時高效、高可靠、無源換向，革新了海洋潮流能發(fā)電系統(tǒng)對流技術(shù)方案，突破了傳統(tǒng)變距機(jī)構(gòu)在海洋環(huán)境下動密封可靠性不高的理論及技術(shù)性問題，有效解決了潮流能及水力發(fā)電行業(yè)中水下透平機(jī)構(gòu)無動密封自適應(yīng)雙向流的瓶頸性難題。
圖2 自變距透平葉輪CFD仿真
研發(fā)了創(chuàng)新的水下發(fā)電機(jī)離心封裝和無油水潤滑磁推力軸承組一體化技術(shù)。針對水平軸潮流能發(fā)電裝置水下可靠密封難的問題，創(chuàng)新設(shè)計開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高可靠水下發(fā)電機(jī)離心封裝技術(shù)和水潤滑磁推力軸承組一體化技術(shù)，解決了發(fā)電機(jī)在海水浸泡時的電氣絕緣性能難題，使其能夠可靠運(yùn)行。
圖3 非金屬自潤滑磁推力軸承組技術(shù)
開發(fā)了新型海洋潮流能的智能監(jiān)控運(yùn)維一體化技術(shù)。針對目前沒有滿足潮流能周期性波動特點的監(jiān)控與運(yùn)維系統(tǒng)，研制了集發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行、最大功率跟蹤、系統(tǒng)健康管理一體的智能監(jiān)控與運(yùn)維系統(tǒng)，提出了基于自適應(yīng)Kalm an的系統(tǒng)工作狀態(tài)的預(yù)估算法、基于短時能量段的安全保護(hù)方法，實現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行信息的共享與數(shù)據(jù)智能分析，提高了系統(tǒng)的健康管理能力，確保系統(tǒng)安全、可靠、連續(xù)運(yùn)行。
圖4 基于自適應(yīng)Kalman的系統(tǒng)工作狀態(tài)的預(yù)估算法
以上技術(shù)解決了潮流能發(fā)電系統(tǒng)中葉輪透平適流性問題，水下敞開式發(fā)電機(jī)及高可靠智能化運(yùn)行問題，使得整機(jī)的可靠性、穩(wěn)定性和效率得到了大大提升，為海洋潮流能走向商業(yè)化、規(guī)模化應(yīng)用起到了推進(jìn)作用?？蒲袌F(tuán)隊先后獲得“國家科技支撐計劃”、“國家海洋可再生能源專項資金”、吉林省科技廳重點計劃資助，獲得授權(quán)發(fā)明專利10項，發(fā)表代表性學(xué)術(shù)論文10篇，相關(guān)技術(shù)在杭州江河水電科技有限公司等企業(yè)得到了實際推廣應(yīng)用，并獲得2023年度吉林省科學(xué)技術(shù)獎科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎。作者：朱挽強(qiáng)、孫艷輝
