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基于数字融合的海上漂浮式光伏运动发电分析

刘波 彭乐乐 陈玉洁 汪佳男

刘波, 彭乐乐, 陈玉洁, 汪佳男. 基于数字融合的海上漂浮式光伏运动发电分析[J]. 上海工程技术大学学报, 2025, 39(4): 458-465. doi: 10.12299/jsues.24-0055
引用本文: 刘波, 彭乐乐, 陈玉洁, 汪佳男. 基于数字融合的海上漂浮式光伏运动发电分析[J]. 上海工程技术大学学报, 2025, 39(4): 458-465. doi: 10.12299/jsues.24-0055
LIU Bo, PENG Lele, CHEN Yujie, WANG Jia'nan. Analysis of offshore floating photovoltaic motion power generation based on digital fusion[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2025, 39(4): 458-465. doi: 10.12299/jsues.24-0055
Citation: LIU Bo, PENG Lele, CHEN Yujie, WANG Jia'nan. Analysis of offshore floating photovoltaic motion power generation based on digital fusion[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2025, 39(4): 458-465. doi: 10.12299/jsues.24-0055

基于数字融合的海上漂浮式光伏运动发电分析

doi: 10.12299/jsues.24-0055
基金项目: 国家自然科学基金(51907117)
详细信息
    作者简介:

    刘波:刘 波(1999 − ),男,硕士生,研究方向为浮动式光伏动态建模方法及特性研究。E-mail:723670889@qq.com

    通讯作者:

    彭乐乐(1984 − ),男,副教授,博士,研究方向为新能源转换及应用。E-mail:lele.peng@sues.edu.cn

  • 中图分类号: TM615

Analysis of offshore floating photovoltaic motion power generation based on digital fusion

  • 摘要: 相比陆基式光伏发电系统,海上漂浮式光伏系统发电耦合了运动特征,输出功率呈现复杂随机性。为获取海上漂浮式光伏系统的发电运动特征,提出一种“一次测量三层融合”的数字化方法,即利用运动、环境、组件和发电数据表征系统耦合因素,通过测量获取运动数据,依次实现运动到环境、环境到组件、组件到发电的三层数据融合,并通过搭建实验系统,验证数字融合方法的有效性。结果表明,与实测数据相比,融合方法的最大偏差为1.11 W,最大相对偏差为1%。相较于静态时,运动造成系统整体功率减少1.14 W,降低5.06%;功率最大减少3.27 W,最大降低13.30%,为提高海上漂浮式光伏发电效率提供了有效途径。
  • 图  1  技术方案

    Figure  1.  Technical proposal

    图  2  实验系统及流程图

    Figure  2.  Experimental system and flowchart

    图  3  运动数据曲线

    Figure  3.  Curve of motion data

    图  4  运动环境融合数据散点图

    Figure  4.  Scatter plot of motion-environment fused data

    图  5  环境组件融合数据热点图

    Figure  5.  Heat map of environment-module fused data

    图  6  组件发电融合数据平行坐标图

    Figure  6.  Parallel coordinate diagram of module-power fused data

    图  7  测量值与融合值对比曲线

    Figure  7.  Comparison curve between measured and fused values

    图  8  输出功率运动与静态下的对比图

    Figure  8.  Comparison chart of output power under motion and static conditions

    图  9  基于互补滤波器的三轴运动姿态角

    Figure  9.  Three axis motion attitude angles based on complementary filters

    图  10  运动与发电致因关系曲线

    Figure  10.  Causal relationship curve between motion and power generation

    表  1  数字融合关键参数

    Table  1.   Key parameters of digital fusion

    N(t) S(t) X[M(t)] [i j] Δt/s
    ${\left[ \begin{gathered} 1000{\text{ }} \\ {\text{25}} \\ \end{gathered} \right]^{\text{T}}}$${\left[ \begin{gathered} 3.86 \\ {\text{2}}{\text{.409e-7}} \\ {\text{0}}{\text{.01}} \\ {\text{83}}{\text{.1}} \\ {\text{1}}{\text{.31}} \\ \end{gathered} \right]^{\text{T}}}$$\left[ \begin{gathered} 0 \\ {\text{0}} \\ {\text{90}} \\ \end{gathered} \right]$$\left[ {1{\text{ }}2} \right]$0.001
    Kq/CEG/eVbk
    0.0041.6×10−191.120.221.38×10−23
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-03-06
  • 网络出版日期:  2026-02-02
  • 刊出日期:  2025-12-01

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