GB/T 37551-2019 海洋能 波浪能、潮流能和其他水流能转换装置术语

ICS27.140

F14

中华人民共和国国家标准

/—

GBT375512019

、

海洋能波浪能潮流能和其他水流能

转换装置术语

—,

MarineenerTerminoloofwavetidalandotherwatercurrentconverters

gygy

(/:,—,

IECTS62600-12011MarineenerWavetidalandotherwatercurrent

gy

—:,)

convertersPart1TerminoloMOD

gy

2019-06-04发布2020-01-01实施

国家市场监督管理总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—

GBT375512019

目次

前言…………………………Ⅰ

引言…………………………Ⅱ

1范围………………………1

2环境………………………1

2.1通用术语……………1

2.2波浪能术语…………………………4

2.3潮流能及其他水流能术语…………7

3技术………………………8

3.1通用术语……………8

3.2波浪能术语…………………………13

3.3潮流能及其他水流能术语…………14

4转换装置…………………14

4.1通用术语……………14

4.2波浪能术语…………………………16

4.3潮流能及其他水流能术语…………17

()/:………

附录资料性附录本标准与相比的结构变化情况

AIECTS62600-1201120

()/:……

附录资料性附录本标准与的技术性差异及其原因

BIECTS62600-1201126

参考文献……………………33

索引…………………………34

/—

GBT375512019

前言

本标准按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

/:《、

本标准使用重新起草法修改采用海洋能波浪能潮流能和其他水流能转

IECTS62600-12011

:》。

换装置第部分术语

1

/:,,

本标准与相比在结构上有较多调整附录中列出了本标准与

IECTS62600-12011A

/:相比章条编号变化对照一览表。

IECTS62600-12011

/:,

本标准与IECTS62600-12011相比存在技术性差异这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边

(),。

空白位置的垂直单线进行了标示附录中给出了相应技术性差异及其原因的一览表

|B

本标准做了下列编辑性修改:

———《、》;

将标准名称改为海洋能波浪能潮流能和其他水流能转换装置术语

———增加了索引。

本标准由国家能源局提出。

(/)。

本标准由全国海洋能转换设备标准化技术委员会SACTC546归口

:、、、

本标准起草单位国家海洋技术中心哈尔滨大电机研究所中国科学院广州能源研究所哈尔滨工

、、、、、、

程大学中国海洋大学中国长江三峡集团公司中国船级社质量认证公司河海大学中海油研究总院

、。

国家海洋局第一海洋研究所山东电力工程咨询院有限公司

:、、、、、、、、、、

本标准主要起草人夏登文杨立覃大清游亚戈张亮史宏达张田田王晓航王树杰李晶

、、、、、、、、、、、、、、

戴江张继春张继生刘伟民张理朱月涌刘佳张中华路宽杨磊高艳波李扬眉李志川钟志刚

闫华晓。

Ⅰ

/—

GBT375512019

引言

,,

近些年来随着海洋能源技术快速发展海洋能源标准化已经成为衡量海洋能源领域竞争力的重要

。,,

标志术语标准是标准体系中最基础关键的标准有助于明确和理解相关术语所以统一国际与国内术

、,、

语标准的定义适用范围是一项非常重要的工作因此波浪能潮流能和其他水流能转换设备相关术语

标准的制定是亟需解决的事项。

Ⅱ

/—

GBT375512019

、

海洋能波浪能潮流能和其他水流能

转换装置术语

1范围

、、、、

本标准界定了海洋能转换装置在环境技术转换装置三个方面的通用术语波浪能术语潮流能及

其他水流能术语。

、。

本标准适用于海洋可再生能源的波浪能潮流能和其他水流能转换装置

、、、

本标准不适用于有坝潮汐能离岸风能海洋生物质能海洋温差能以及盐差能转换装置的相关

领域。

2环境

2.1通用术语

2.1.1

海图深度基准面chartdatum

,。

平均海平面以下人为选取的作为深度起算点的水平面

:。

注不同的水文组织在定义海图深度基准面时有不同的惯例

2.1.2

潮差tidalrane

g

相邻高潮位和低潮位之间的差值。

2.1.3

风区长度fetch

风作用在无障碍水面上的距离。

2.1.4

自由表面freesurface

空气和水体的交界面。

2.1.5

潮汐的调和分析harmonicanalsisoftides

y

利用潮汐观测资料推算潮汐分潮的振幅和相位的方法。

2.1.6

平均小潮高潮;

meanhihwaterneasMHWN

gp

,(

当天文潮差达到最小值时24h内连续的两个高潮位的年平均高度当平均最大月球赤纬角是

时)。

23.5°

:,。

注年平均小潮高潮的数值每年都不同大约每18.6年循环一次

2.1.7

平均大潮高潮;

meanhihwatersrinsMHWS

gpg

,(

当天文潮差达到最大值时24h内连续的两个高潮位的年平均高度当平均最大月球赤纬角是

时)。

23.5°

:,。

注年平均大潮高潮的数值每年都不同大约每18.6年循环一次

1

/—

GBT375512019

2.1.8

平均小潮低潮;

meanlowwaterneasMLWN

p

,(

当天文潮差达到最小值时24h内连续的两个低潮位的年平均高度当平均最大月球赤纬角是

时)。

23.5°

:,。

注年平均小潮低潮的数值每年都不同大约每18.6年循环一次

2.1.9

平均大潮低潮;

meanlowwatersrinsMLWS

pg

,(

当天文潮差达到最大值时24h内连续的两个低潮位的年平均高度当平均最大月球赤纬角是

时)。

23.5°

:,。

注年平均大潮低潮的数值每年都不同大约每18.6年循环一次

2.1.10

平均小潮潮差meannearane

pg

平均小潮高潮和平均小潮低潮的差值。

2.1.11

平均大潮潮差meansrinrane

pgg

平均大潮高潮与平均大潮低潮的差值。

2.1.12

平均水位meanwaterlevel

消除潮汐和波浪引起水位变化后的水面位置。

2.1.13

海洋水文气象条件met-ocean

、、。

用风波浪潮汐的特征来描述气象和海洋环境

2.1.14

全日潮diurnaltides

,。

在一个太阴日内只出现一次高潮和一次低潮

:。

注一个太阴日等于24.8h

2.1.15

半日潮semi-diurnaltides

每个潮汐日内发生两次潮位近似相等的高潮和两次潮位近似相等的低潮。

2.1.16

混合潮mixedtides

介于半日潮和全日潮之间的一种潮汐类型。

2.1.17

资源评估resourceassessment

,。

根据对海洋水文气象条件的数据收集和处理得出海洋能捕获量的推算

:、、。

注资源评估可分为三个不同的实施阶段包括理论资源评估技术资源评估和实际资源评估理论资源评估值要

,。

高于技术资源评估值技术资源评估值又高于实际资源评估值

2.1.17.1

理论资源评估theoreticalresourceassessment

对资源中所包含的全部能量的评估。

2.1.17.2

技术资源评估technicalresourceassessment

,。

不考虑外部约束使用现有技术得到的理论资源中可获得的部分

2

/—

GBT375512019

2.1.17.3

实际资源评估racticalresourceassessment

p

考虑外部约束后技术资源中仍可用的部分。

:、。

注外部约束一般包括电网可接入性竞争性使用和环境敏感度等

2.1.18

资源特征resourcecharacterization

海洋能发电装置或发电场设计所需的海洋水文气象参数。

2.1.19

环境条件图表scatterdiaram

g

描述具体位置处特定的海洋水文气象条件发生频率的图表。

:,()。

注对于波浪能发电装置所使用的海洋水文气象条件海洋环境条件通常是有效波高和特征波周期例如散点

,()。

图是环境条件图表中的一种也称为联合发生次数分布图联合概率分布图

2.1.20

海况seastate

、、,

某位置某时刻海面的风风浪涌浪引起的海面外貌特性的基本描述其特征由相关参数如有效波

高和能量周期来描述。

2.1.21

潮汐分潮tidalheihtconstituents

g

潮位振动中的每个分振动。

2.1.22

波浪谱wavesectrum

p

,。

波浪能量相对于频率的分布反应海浪的内部特性

:,。;

注波浪谱也称为波浪频谱包括频谱和方向谱频谱是指波浪的能量相对于频率的分布方向谱是指波浪的能量

相对于频率和波浪传播方向的分布。

2.1.22.1

谱

BretschneiderBretschneidersectrum

p

布氏谱

用于长风区波浪的理论双参数谱。

:,。

注布氏谱存在不同的参数表达形式通常将其表达为有效波高Hm0和谱峰周期Tp的函数

2.1.22.2

谱

JONSWAPJONSWAPsectrum

p

,“”(,

表示为风速和风区长度的函数是基于联合北海波浪计划JointNorthSeaWaveProectJON-

j

SWAP)而开发的双参数谱。

注:谱是在谱中引入谱峰升高因子后的改进形式。

1JONSWAPPierson-Moskowitz

:,。

注2JONSWAP谱存在不同的参数化方法通常将其表达为有效波高Hm0和谱峰周期Tp的函数

2.1.22.3

谱

Pierson-MoskowitzPierson-Moskowitzsectrum

p

P-M谱

,。

适用于充分成长海况的理论单参数谱可表示为风速的函数

:,。

注P-M谱存在不同的参数表达形式通常将其表达为有效波高Hm0和谱峰周期Tp的函数

3

/—

GBT375512019

2.2波浪能术语

2.2.1

方向解析功率密度directionallresolvedower

yp

,。

给定海况下波浪功率密度的分布它是波浪入射角度的函数

2.2.2

方向分布函数directionalsreadinfunction

pg

关于给定的频率和入射角度的波浪能标准化分布函数。

fθD

2π

:(,),。

注因为Dθdθ1所以它也可以看做是方向的概率密度函数

∫f=

0

2.2.3

波浪方向谱directionalwavesectrum

p

波浪能量相对于频率和方向的分布。

:。

注方向谱是由关于入射波浪频率的谱函数乘以方向分布函数计算得到

2.2.4

能量周期enereriod

gyp

T

e

与能量传递有关的特征波周期。

:,

注若深水中单色波的方差谱和周期与指定海况随机波的方差谱和能量周期相同则两者具有相同的波浪功率

1

密度。

:(),:

注依照国际水利研究协会首选能量周期的谱估计值

2IAHRTe

m-1

T=

e

m0

式中:

m-1———-1阶谱矩;

m0———0阶谱矩。

2.2.5

群速度rouvelocit

gpy

波群的传播速度。

:。,

注水波的群速度是沿波浪传播方向与波浪扰动相关的能量的传递速度根据线性波浪理论深水中的波浪群速

,。

度等于二分之一的波浪相速度浅水中的波浪群速度等于波浪相速度

2.2.6

波浪功率密度;

waveenerfluxerunitwidthwaveowerdensit

gyppy

,

波浪在传播方向上单位时间内通过单位波峰宽度上的能量由群速度与波浪能量密度的乘积来

计算。

:,,。

注若无其他说明波浪功率密度宜为全向功率密度或方向解析功率密度

2.2.7

最大单体波高maximumindividualwaveheiht

g

H

max

,。

在规定了超值累积率的指定海况下可以观测和预测到的最大单体波高的统计值

:,,,

注最大单体波高Hmax也称为最大波高通常由深水中波高的瑞利分布计算得到当超值累积率为千分之一时

H=1.86H。

maxm0

2.2.8

年平均波浪功率密度meanannualwaveower

p

指定位置处一年内的海浪功率密度的算数平均值。

4

/—

GBT375512019

:/。

注年平均波浪功率密度的单位常用kWm来表示

2.2.9

平均跨零周期meanzerocrossineriod

gp

T02

,。

取相邻的两个上跨或下跨零点间的时间间隔作为周期某段时间范围内所有跨零周期的平均值

::

注由谱估计得到的平均跨零周期T02由下式计算

m0

T02=2π

m2

2.2.10

谱峰周期eakeriod

pp

T

p

()。

峰值频率的倒数波浪

fp

:/。

注表示为T=1f

pp

2.2.11

谱峰频率eakfreuenc

pqy

波浪谱最大值所对应的频率。

2.2.12

有效波高sinificantwaveheiht

gg

,。

将不规则波列中的波高由大到小依次排列其中最大的三分之一波高的平均值

:()。

注有效波高的时域分析基于下或上跨零点分析来计算

1HS

:,,。,

注首选采用有效波高的谱估计方法其中是海浪谱的零阶谱矩是海况的方差可以直

2H=4mmm

m0000

。,。,

接由表面高程的时间序列计算得到如果波高服从瑞利分布则H=H但在大多数真实海况中该假

Sm0

,。

定并不完全成立因此Hm0通常略大于HS

2.2.13

极限有效波高extremesinificantwaveheiht

gg

,。

在设计寿命内某地点理论上可能发生的最恶劣海况对应的有效波高Hm0

:。

注规定了在年或年的风暴条件下的极限波高

50100

2.2.14

谱密度sectraldensit

py

,。

单位频率间隔内的组成波提供的能量对应于波幅平方的一半

2.2.15

谱矩sectralmoment

p

波浪谱相对于原点的距离。

第阶谱矩表示为:

nm

n

∞

n()

m=Sd

nfff

∫

0

式中:

S()———谱密度函数。

f

:,:

注对离散型数据使用下式估算

m=nSΔ

n∑fiifi

i

2.2.16

波能谱waveenersectrum

gyp

将单位面积的波浪能表示为频率的函数。

5

/—

GBT375512019

:(),()。

注波能谱用表示其中为谱密度函数

1SS

ρgff

:、。

注波能谱也可表示为圆频率方向以及其他参数的函数

2

2.2.17

波高waveheiht

g

,。

相邻两个上跨或下跨零点间的波峰最高点和波谷最低点的垂直距离见图1

说明:

A———波面高程;

B———波高;

C———波周期;

D———下跨零点;

E———时间。

图1波高示意图

2.2.18

波周期waveeriod

p

()。

波面高程的两个相邻下或上跨零点之间的时间间隔

2.2.19

相速度hasevelocit

py

波浪波动形状传播的速度。

:。

注波浪相速度由波长和周期之比来计算

1

:,,。

注因有限水深及深水波浪具有色散性所以波浪相速度随周期不同而变化且不同于波浪群速度

2

2.2.20

波陡wavesteeness

p

波高与波长的比值。

:。

注波陡通常用百分比形式表示

2.2.21

波长wavelenth

g

某瞬间波面沿波向截线的相邻下跨零点之间的距离。

,:

在规则波中波长和波周期之间可近似表达为

LT

gT22πd

L=tanh

2πL

式中:

g———重力加速度;

d———水深。

,:

当波长短于倍水深时上式可近似表达为

2

6

/—

GBT375512019

gT22

L==1.56T

2π

。:

当波长大于倍水深的波波长和波周期之间可近似表达为

20LT

LTd

=g

2.2.21.1

深水波deewaterwave

p

波长短于倍水深的波。

2

2.2.21.2

中等水深波intermediatedethwaterwave

p

波长在倍水深至倍水深之间的波。

220

:。

注也称为有限水深波

2.2.21.3

浅水波shallowwaterwave

波长大于倍水深的波。

20

2.2.22

波幅waveamlitude

p

波上的质点在振动过程中偏离平衡位置的最大距离。

:。

注为波高的一半

2.2.23

波向wavedirection

波浪传来的方向。

:,。

注波向用角度度量波向的角度又称为入射角

2.2.24

波数wavenumber

在波传播的方向上长度内的波周数目。

2π

:/。

注波数与波长之间可表达为

kLk=2πL

2.3潮流能及其他水流能术语

2.3.1

海流剖面currentrofile

p

水体内不同水层的速度变化情况。

:。

注海流剖面通常表示为从海底起算的高度的函数

2.3.2

最高天文潮位;

hihestastronomicaltideHAT

g

。,

天体引潮力引发的最高潮位在典型的气象条件和任意组合的天文条件下预期发生的天文潮的

最高潮位。

:。,。

注最高天文潮位不是极端潮位因为特定的气象条件而形成更高的潮位称之为风暴增水HAT是通过检验数

年内的潮位预测值而确定的。

2.3.3

最低天文潮位;

lowestastronomicaltideLAT

。,

天体引潮力引发的最低潮位在典型的气象条件和任意组合的天文条件下预期发生的天文潮的

最低潮位。

7

/—

GBT375512019

:,,。

注最低天文潮位不是极端潮位因为特定的气象条件而形成更低的潮位称之为风暴减水LAT是通过检验数年

内的潮位预测值而确定的。LAT通常用作海平面测量的基准点。

2.3.4

潮流分潮tidalcurrentconstituents

在规定位置处潮流速度的谐波描述中各组分的复振幅和相位。

2.3.5

平均大潮峰值速度meansrineakvelocit

pgpy

,(

当天文潮差达到最大值时24h内连续的四个最大流速的年平均值当平均最大月球赤纬角是

时)。

23.5°

: