專利名稱：一種模擬水域仿真系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及波浪、水流、潮汐發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種模擬水域仿真系統(tǒng)。
技術(shù)背景 如何充分利用江河湖海中的水流和波浪的能量，為人類造福，這是一項(xiàng)巨大的系統(tǒng)工程。當(dāng)蘊(yùn)藏在其中的能量被越來(lái)越多的人所認(rèn)識(shí)的時(shí)候，如何在現(xiàn)實(shí)的地理空間位置中獲取能量做到最大化，這又涉及到如何充分、有效地、最大限度地利用大自然所賦予的能量，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換能量的最大化和綜合布置合理化的技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種模擬水域仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)換能裝置轉(zhuǎn)換能量的最大化和綜合布置合理化。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種模擬水域仿真系統(tǒng)，包括蓄水池，所述蓄水池內(nèi)充滿水，所述蓄水池內(nèi)的水的水域參數(shù)由控制系統(tǒng)控制，所述控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)相連；所述蓄水池內(nèi)還設(shè)有水參數(shù)檢測(cè)裝置，所述的水參數(shù)檢測(cè)裝置用于檢測(cè)水域參數(shù)，并與所述計(jì)算機(jī)相連實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。所述蓄水池內(nèi)還設(shè)有換能裝置，所述換能裝置用于將水能轉(zhuǎn)換為電能。所述的換能裝置包括波浪發(fā)電裝置、水流發(fā)電裝置和潮汐能發(fā)電裝置。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本實(shí)用新型通過(guò)人為的手段研究了河流參數(shù)可任意模擬河流，該人工模擬的河流為研究換能裝置而設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型使得各種換能裝置的轉(zhuǎn)換效率得以最大化，當(dāng)通過(guò)不同梯度河流參數(shù)設(shè)置過(guò)程中，研究出河流的換能裝置，這些裝置在特定的河流參數(shù)下能做到轉(zhuǎn)換效率的最大化。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種模擬水域仿真系統(tǒng)，如圖I所示，包括蓄水池1，所述蓄水池I內(nèi)充滿水，所述蓄水池I內(nèi)的水的水域參數(shù)由控制系統(tǒng)控制，所述控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)相連；所述蓄水池I內(nèi)還設(shè)有水參數(shù)檢測(cè)裝置2，所述的水參數(shù)檢測(cè)裝置2用于檢測(cè)水域參數(shù)，并與所述計(jì)算機(jī)相連實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。在本系統(tǒng)中，通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)蓄水池I內(nèi)的水的循環(huán)流量進(jìn)行控制，對(duì)改變波浪的成型控制，可以任意調(diào)節(jié)水流的流速、水壓、波浪的高度、頻度。整個(gè)仿真系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。水參數(shù)檢測(cè)裝置2用于檢測(cè)蓄水池I內(nèi)的水域參數(shù)，系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)模擬的水域參數(shù)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，并將結(jié)果傳送回計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。所述換能裝置包括波浪發(fā)電裝置3、水流發(fā)電裝置4和潮汐能發(fā)電裝置5。波浪發(fā)電裝置3，該換能裝置對(duì)波浪具有敏感特征，因此，能將波浪的能量轉(zhuǎn)換成電能；水流發(fā)電裝置4，當(dāng)模擬系統(tǒng)內(nèi)的水流發(fā)生變化時(shí)，該裝置能產(chǎn)生與之相對(duì)應(yīng)的電能，即把水流能轉(zhuǎn)換成電能；潮汐能發(fā)電裝置5，將本仿真系統(tǒng)中模擬的潮汐能轉(zhuǎn)換成電能。本實(shí)用新型的仿真方法，包括以下步驟(I)利用河流參數(shù)傳感器在待測(cè)水區(qū)域中進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量采集并存儲(chǔ)；也就是說(shuō)，為獲得一條能用于安置多種發(fā)電模式的河流區(qū)域(或海洋區(qū)域)，首先要做的是，利用河流參數(shù)傳感器在該水域中進(jìn)行廣泛的數(shù)據(jù)測(cè)量采集并存儲(chǔ)。(2)將采集到的數(shù)據(jù)輸入上述的模擬水域仿真系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)內(nèi)，利用控制系統(tǒng)控制蓄水池內(nèi)的水，使蓄水池內(nèi)的水與采集到的水域參數(shù)相符；(3)通過(guò)水參數(shù)檢測(cè)裝置對(duì)蓄水池的水的水域參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的水域參數(shù)傳回所述計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制；(4)確定選用的換能裝置的種類，利用換能裝置將水能轉(zhuǎn)換為電能，并利用計(jì)算機(jī)檢測(cè)換能裝置的效率；(5)根據(jù)獲得的效率對(duì)換能裝置進(jìn)行布局使換能裝置的效率最優(yōu)，即合理布置波浪發(fā)電裝置、水流發(fā)電裝置和潮汐能發(fā)電裝置的位置，如圖I所示。采集數(shù)據(jù)結(jié)束后，在實(shí)驗(yàn)室將這些參數(shù)進(jìn)行分析，利用相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行仿真模擬，即所謂的離線模擬過(guò)程，在這一模擬過(guò)程中要經(jīng)過(guò)分析得到結(jié)果是采用何種換能裝置，如波浪發(fā)電裝置、水流發(fā)電裝置或潮汐發(fā)電裝置等，因?yàn)椴煌膿Q能裝置，其對(duì)參數(shù)的敏感度、效率是相差甚遠(yuǎn)的。當(dāng)確定換能裝置的種類后，在模擬河道中仿真實(shí)踐自然河流區(qū)域(或海洋區(qū)域)、目標(biāo)水域中的參數(shù)，此時(shí)，所確定的目標(biāo)換能裝置將參與仿真全過(guò)程，通過(guò)對(duì)發(fā)電量的采集和統(tǒng)計(jì)，確定換能裝置的效率，選取其設(shè)計(jì)的最大值。經(jīng)過(guò)優(yōu)化參數(shù)，通過(guò)對(duì)發(fā)電量的統(tǒng)計(jì)分析，得到了一組滿足自然河流區(qū)域(或海洋區(qū)域)、目標(biāo)水域中的參數(shù)的發(fā)電裝置，即所謂最優(yōu)化的目標(biāo)捕捉。經(jīng)過(guò)確定的、并與目標(biāo)河流相匹配的發(fā)電裝置，將在自然河流水域得到能量的疊加和累積，此時(shí)的所獲取的電能值將是最大化的。比如，一種波浪的換能裝置，在某一段波浪高度和頻率下，其換能的效率最高，其波浪的參數(shù)可以在自制研發(fā)的模擬河流的采集中獲得。然后，當(dāng)在自然的環(huán)境中，獲得了可以安裝這種換能裝置的河道區(qū)域(或海洋中的區(qū)域)，首先要做的是，對(duì)其波浪的參數(shù)進(jìn)行反復(fù)的測(cè)試，對(duì)影響換能裝置的所有參數(shù)進(jìn)行多方位、多時(shí)間段的采集、監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)。當(dāng)獲取了這些記錄參數(shù)后，便可以在自制的模擬人工河道上進(jìn)行相同參數(shù)的仿真，并對(duì)波浪換能裝置所獲取的能量進(jìn)行分析，選擇一種滿足模擬條件下得到的最大效率的參數(shù)，把換能裝置定位在同一參數(shù)條件下，然后再去自然環(huán)境中的河道區(qū)域(或海洋中的區(qū)域)進(jìn)行實(shí)地運(yùn)行，這樣獲取的能量即能做到最大化，通過(guò)合理的布局，便能充分地利用了其中的轉(zhuǎn)換能 量。由此可見(jiàn)，本實(shí)用新型在研究波浪、水流、潮汐發(fā)電的過(guò)程中，通過(guò)人為的手段研究了河流參數(shù)可任意設(shè)置的人工河流，人工河流的設(shè)計(jì)成功，使得各種換能裝置的轉(zhuǎn)換效率得以最大化，當(dāng)通過(guò)不同梯度河流參數(shù)設(shè)置過(guò)程中，研究出河流的換能裝置，這些裝置在特定的河流參數(shù)下能做到轉(zhuǎn)換效率的最大化。
權(quán)利要求1.一種模擬水域仿真系統(tǒng)，包括蓄水池(I)，所述蓄水池(I)內(nèi)充滿水，其特征在于，所述蓄水池(I)內(nèi)的水的水域參數(shù)由控制系統(tǒng)控制，所述控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)相連；所述蓄水池內(nèi)還設(shè)有水參數(shù)檢測(cè)裝置(2)，所述的水參數(shù)檢測(cè)裝置(2)用于檢測(cè)水域參數(shù)，并與所述計(jì)算機(jī)相連實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模擬水域仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄水池(I)內(nèi)還設(shè)有換能裝置，所述換能裝置用于將水能轉(zhuǎn)換為電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬水域仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述的換能裝置包括波浪發(fā)電裝置(3)、水流發(fā)電裝置⑷和潮汐能發(fā)電裝置(5)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種模擬水域仿真系統(tǒng)，包括蓄水池，所述蓄水池內(nèi)充滿水，所述蓄水池內(nèi)的水的水域參數(shù)由控制系統(tǒng)控制，所述控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)相連；所述蓄水池內(nèi)還設(shè)有水參數(shù)檢測(cè)裝置，所述的水參數(shù)檢測(cè)裝置用于檢測(cè)水域參數(shù)，并與所述計(jì)算機(jī)相連實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)換能裝置轉(zhuǎn)換能量的最大化和綜合布置合理化。
文檔編號(hào)G05B17/02GK202548561SQ20122004430
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
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