本發(fā)明屬于消波裝置，尤其涉及一種用于浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波裝置、方法及發(fā)電設(shè)備。
背景技術(shù)：
1、隨著全球?qū)η鍧嵞茉葱枨蟮牟粩嘣鲩L(zhǎng)，海上浮式風(fēng)電作為一種潛力巨大的可再生能源技術(shù)，正逐步成為可持續(xù)能源體系的重要組成部分。與傳統(tǒng)的固定式海上風(fēng)電平臺(tái)不同，浮式風(fēng)電平臺(tái)在海面上漂浮，受波浪和海洋環(huán)境的影響更加顯著。這些環(huán)境因素對(duì)浮式風(fēng)電裝置的發(fā)電效率、穩(wěn)定性和安全性構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，尤其是波浪的頻繁變化和復(fù)雜性使得浮式平臺(tái)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)更加復(fù)雜。
2、目前，傳統(tǒng)的消波裝置雖然能夠在一定程度上緩解波浪帶來的沖擊，但它們通常難以適應(yīng)海洋環(huán)境的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)變化，特別是在浮式平臺(tái)應(yīng)用中，缺乏足夠的靈活性和自適應(yīng)能力；傳統(tǒng)的消波技術(shù)往往較為簡(jiǎn)單，無(wú)法有效應(yīng)對(duì)不同海況下平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)和波浪帶來的影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種用于浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波裝置、方法及發(fā)電設(shè)備，通過設(shè)置鰭片特殊機(jī)構(gòu)提高消浪基礎(chǔ)上，能夠?qū)崟r(shí)感知并響應(yīng)波浪變化，提高了海上浮式風(fēng)電平臺(tái)的穩(wěn)定性、發(fā)電效率以及延長(zhǎng)平臺(tái)使用壽命具有重要意義，不僅能優(yōu)化平臺(tái)在復(fù)雜海況下的表現(xiàn)，還能夠提升其可靠性，推動(dòng)海上浮式風(fēng)電技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波裝置，采用如下技術(shù)方案：
2、一種用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波裝置，包括通過驅(qū)動(dòng)組件設(shè)置在浮式風(fēng)電周圍的多個(gè)鰭片，每個(gè)鰭片上通過傳感器安裝槽安裝有波浪感知傳感器組件；
3、所述驅(qū)動(dòng)組件和所述波浪感知傳感器組件連接有智能控制系統(tǒng)，所述智能控制系統(tǒng)用于，根據(jù)所述波浪感知傳感器組件監(jiān)測(cè)的波浪情況自適應(yīng)調(diào)整鰭片的動(dòng)作。
4、進(jìn)一步的，所述鰭片為仿魚鰭，所述鰭片上分布多個(gè)凸起。
5、進(jìn)一步的，所述波浪感知傳感器組件包括壓力傳感器、加速度傳感器、速度傳感器和方向傳感器中的一種或幾種。
6、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第二方面，本發(fā)明還提供了一種用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波方法，采用如下技術(shù)方案：
7、一種用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波方法，使用了如第一方面中所述的海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波裝置，包括：根據(jù)波浪狀態(tài)和魚鰭動(dòng)作之間的關(guān)系，自動(dòng)調(diào)整魚鰭的角度和擺動(dòng)。
8、進(jìn)一步的，根據(jù)海浪的高度、頻率和波速，根據(jù)訓(xùn)練好的q網(wǎng)絡(luò)，得到鰭片的自適應(yīng)角度和速度調(diào)節(jié)值。
9、進(jìn)一步的，如果裝置減少波浪能量或沖擊力，則給予正獎(jiǎng)勵(lì)；反之，則給予負(fù)獎(jiǎng)勵(lì)。
10、進(jìn)一步的，初始化一個(gè)q網(wǎng)絡(luò)來估算每個(gè)狀態(tài)-動(dòng)作對(duì)的q值，在每一步中，記錄下每一個(gè)狀態(tài)動(dòng)作、獎(jiǎng)勵(lì)和下一個(gè)狀態(tài)形成一個(gè)經(jīng)驗(yàn)樣本；存儲(chǔ)經(jīng)驗(yàn)回放池，隨機(jī)采樣批次來訓(xùn)練q網(wǎng)絡(luò)。
11、進(jìn)一步的，計(jì)算q值的目標(biāo)：
12、
13、其中，γ是折扣因子，θ-是目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，是下一個(gè)狀態(tài)st+1下的最大q值；通過最小化q網(wǎng)絡(luò)輸出與目標(biāo)值間的均方誤差來更新q網(wǎng)絡(luò)。
14、進(jìn)一步的，每預(yù)設(shè)步數(shù)后，將q網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)復(fù)制給目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)；以概率∈選擇一個(gè)隨機(jī)動(dòng)作，以概率1-∈選擇當(dāng)前估計(jì)q值最大的動(dòng)作；在每次訓(xùn)練過程中，不斷地通過q網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略，逐步提高消波裝置的控制效果；每經(jīng)過預(yù)設(shè)步數(shù)后，評(píng)估裝置的表現(xiàn)，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。
15、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第三方面，本發(fā)明還提供了一種用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波發(fā)電設(shè)備，采用如下技術(shù)方案：
16、一種用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波發(fā)電設(shè)備，使用了如第一方面中所述的海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波裝置。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
18、本發(fā)明通過驅(qū)動(dòng)組件設(shè)置在浮式風(fēng)電周圍的多個(gè)鰭片，每個(gè)鰭片上通過傳感器安裝槽安裝有波浪感知傳感器組件；驅(qū)動(dòng)組件和波浪感知傳感器組件連接有智能控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)用于，根據(jù)所述波浪感知傳感器組件監(jiān)測(cè)的波浪情況自適應(yīng)調(diào)整鰭片的動(dòng)作；通過設(shè)置鰭片特殊機(jī)構(gòu)提高消浪基礎(chǔ)上，能夠?qū)崟r(shí)感知并響應(yīng)波浪變化，提高了海上浮式風(fēng)電平臺(tái)的穩(wěn)定性、發(fā)電效率以及延長(zhǎng)平臺(tái)使用壽命具有重要意義，不僅能優(yōu)化平臺(tái)在復(fù)雜海況下的表現(xiàn)，還能夠提升其可靠性，推動(dòng)海上浮式風(fēng)電技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展。
1.用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波裝置，其特征在于，包括通過驅(qū)動(dòng)組件設(shè)置在浮式風(fēng)電周圍的多個(gè)鰭片，每個(gè)鰭片上通過傳感器安裝槽安裝有波浪感知傳感器組件；
2.如權(quán)利要求1所述的用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波裝置，其特征在于，所述鰭片為仿魚鰭，所述鰭片上分布多個(gè)凸起。
3.如權(quán)利要求1所述的用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波裝置，其特征在于，所述波浪感知傳感器組件包括壓力傳感器、加速度傳感器、速度傳感器和方向傳感器中的一種或幾種。
4.用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波方法，其特征在于，使用了如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波裝置，包括：根據(jù)波浪狀態(tài)和魚鰭動(dòng)作之間的關(guān)系，自動(dòng)調(diào)整魚鰭的角度和擺動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波方法，其特征在于，根據(jù)海浪的高度、頻率和波速，根據(jù)訓(xùn)練好的q網(wǎng)絡(luò)，得到鰭片的自適應(yīng)角度和速度調(diào)節(jié)值。
6.如權(quán)利要求5所述的用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波方法，其特征在于，如果裝置減少波浪能量或沖擊力，則給予正獎(jiǎng)勵(lì)；反之，則給予負(fù)獎(jiǎng)勵(lì)。
7.如權(quán)利要求6所述的用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波方法，其特征在于，初始化一個(gè)q網(wǎng)絡(luò)來估算每個(gè)狀態(tài)-動(dòng)作對(duì)的q值，在每一步中，記錄下每一個(gè)狀態(tài)動(dòng)作、獎(jiǎng)勵(lì)和下一個(gè)狀態(tài)形成一個(gè)經(jīng)驗(yàn)樣本；存儲(chǔ)經(jīng)驗(yàn)回放池，隨機(jī)采樣批次來訓(xùn)練q網(wǎng)絡(luò)。
8.如權(quán)利要求7所述的用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波方法，其特征在于，計(jì)算q值的目標(biāo)：
9.如權(quán)利要求8所述的用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波方法，其特征在于，每預(yù)設(shè)步數(shù)后，將q網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)復(fù)制給目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)；以概率∈選擇一個(gè)隨機(jī)動(dòng)作，以概率1-∈選擇當(dāng)前估計(jì)q值最大的動(dòng)作；在每次訓(xùn)練過程中，不斷地通過q網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略，逐步提高消波裝置的控制效果；每經(jīng)過預(yù)設(shè)步數(shù)后，評(píng)估裝置的表現(xiàn)，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。
10.用于海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波發(fā)電設(shè)備，其特征在于，使用了如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的海上浮式風(fēng)電的波浪自適應(yīng)消波裝置。