应在试验区测量潮位，测量时间应超过30d.并加以分析，评估潮位变化范围

应定义试验区边界，开展该边界内的等深线测量，并形成文件。等深线的分辨率应符合建立波浪的 空间传递模型的需要（见5.3）。 等深线测量应提供海底的细节

重庆标准规范范本5.3计算波浪空间传递模型

波浪测量仪处的海况应能代表波浪能转换装置处的海况。如果采用测量要求的最

量仪，即其中一台安装在未来的测波点，另一台安装在波浪能转换装置处，则当该两点所测算出来的能 流记录中90%的数据差异在10%之内，则可以假定波浪评估方法在统计上等效。 注：深水试验区可以更好地满足此要求， 如果不满足上述要求，则需要研发一个空间传递模型，并加以验证。空间传递模型可以采用现有模 拟程序，或是用户自有模拟程序。模拟程序应被验证过。模拟精度应由附录C确定

险区加以建模以帮助建立空间传递模型 根据5.2.1，如果空间传递模型预测的在波浪能转换装置处的 能流的90%的数据与实测的能流误差在10%之内，则该空间传递模型可被接受。 注：空间传递模型可按公式（1）计算

S(f,0)wEc=T,(f,t,0,h,...)·S(f,0)wM

本文件给出如何根据测量和分析的数据，评估波浪能转换装置的能量转换性能的方法。 波浪能转换装置处的入射海况应按第7章规定的精度测量。应分析海况测量值，得到每一个取样 的参数，按第7章的要求描述海况， 波浪能转换装置的发电功率应按照第7章的精度测量。应分析发电功率的测量值，得到每个取样 的参数，按第8章的要求描述功率 功率矩阵应按照第9竞要求，比较海况参数和发电功率参数而形成（见图2）

描述海况和功率参数的每个取样应符合本章的要求。取样时长为17min20min。每小时至少 次。 注：取样时长会影响测量精度。较短的取样时长会导致较差的海况特性

波浪测量和波浪能转换装置功率测量应同步展并，以保证海况和波浪能功率的一致性。波浪测量 仪器的数据和波浪能转换装置的数据应同步，以保证波浪能转换装置在实海况下经历的海况与波浪测 量仪的记录一致。建议波浪测量数据和波浪能转换装置功率数据的同时记录时间至少达到半个取样 时长。 应采用空间传递模型校正波浪测量仪器和波浪能转换装置因位置不同造成的时间滞后。对时间滞 后的校正不影响测量的同步。

6.4.1需记录的数据量

应确定功率矩阵所需要的最少数据记录，并以此开展测试。 应明确在投放点的试验次数，以确定 矩阵。 测试应在能代表未来投放位置的海域至少运行6个月。 注：谱形状会随季节的变化而变化.将导致功率矩阵有所改变

6.4.2数据格式和固定性

记录的数据应提供某段时间的海况和功率。每一个合成数据记录应按GB/T7408的要求，记录数 居和时间。这些记录应含有质量控制标记，给出记录和分析过程中的质量控制检查结果。这些记录应 可以转换成ASCⅡI格式，并有足以描述记录的文字

本章详细说明了形成一个波浪能转换装置的功率矩阵所需要的波浪和环境数据。本章提供了通 析波浪数据获得环境条件特性的方法。最小的取样频率应是2.0Hz

7.2波浪测量仪及其标定

皮浪测量仪的标定、精度和测量范围应符合《自动化数据质量控制检查和程序手册指南》的要求

波浪测量仪应被置于最能测算出波浪能转换 波浪测量仪的地点应使其和波浪能 装置的相互影响均达到最小。在考虑波浪测 ，反射、辐射、绕射和遮蔽应加以考虑。

7.3.3带空间传递模型的测量

CB/Z402952021

应采用一个空间传递模型以考虑波浪沙 浪能转换装置的位置差异校正。空间传递方科 供波浪能转换装置处的海况

7.3.4修正波浪能转换装置的影响

波浪测量仪安装位置应考虑减小其与波浪能转换装置相互影响。应推导出一个模型以估算辐射 射产生的波浪。波浪测量仪应安装在平均辐射波能流至少减小到90%之处

7.5导出参数的计算过程

c）谱的频矩m，计算见公式（2）： S:fI△f (2） 式中，n=一1和n=0的计算在后面用到。 d) 有效波高的谱估算值H.计算见公式（3）： Hm=4.00/mo (3） e) 能量周期T。计算见公式（4)： mo C 波能流J（单向）计算见公式（5)： J =pgZS: Ci△f; ·(5) 式中： S 重力加速度常数，等于9.8m/s。 波群速度c计算见公式（6）：

式中，n=一1和n=0的计算在后面用到 d）有效波高的谱估算值H计算见公式（3）

式中，C计算见公式（7)

Z.ki.h sinh(2·k; ·h)

.tanh(k;·h)

注3：因为波浪能转换装置具有方向敏感性，故海况的方向性是重要的。有关的海洋数据将作为参数记录。波向 以用平均波向描述。

8波浪能转换装置功率测量

波浪能转换装置功率测量

8.1波浪能转换装置输出终端

以交流电并网的波浪能转换装置，其输出与并人电网保持同电压的交流电的位置为输出终端。 对于非并网的波浪能转换装置，其输出电符合终端用电器对电压和电频率的需求的位置为输出 终端。

波浪能转换装置的功率指其输出终端处的电功率。输出功率测量点首选为波浪能转换装置输出终 端（见8.1）。在实施中，如无法在波浪能转换装置输出终端测量功率，则功率测量点应选择在可通过计 算线路或电子元器件的损失，推算出装置输出终端处功率的测量点上。在这种情况下，推算的方法应给 予详细说明。仅允许计入安装在波浪能转换装置终端、用于测量波浪能转换装置功率的转换设备的功 率损失。当功率测量点与波浪能转换装置输出终端不同时应加以说明。 附录E给出测点在岸上时线损的补偿方法

测量波浪能转换装置的功率，会受到多种因素的影响：如PTO的特性、波浪功率的变化。 PTO有多种类型，常见的有液压式、气动式、直驱式。不同类型PTO输出的功率曲线显著不同，测 量功率所要求频率也不同， 液压式PTO通过液压泵、蓄能器、液压马达和发电机，将波浪能捕获机构输出的机械能转换成电 能。由于存在蓄能器，波浪功率随时间的变化被蓄能器所平滑。为提高波浪能转换装置的捕获宽度， 些在蓄能器出口安装了控制器的液压式PTO，其输出的液压功率与波浪功率几乎完全脱钩，发电功率 曲线与波浪功率曲线无关。 气动式PTO通过波浪运动驱动气室内的空气往复地通过空气透平，使之旋转，驱动发电机发电。 由于气动式PTO的转动惯量相对于空气质量来说较大，故气动式PTO的输出电功率的变化往往会滞 后于气流功率的变化。而且，这种滞后对于短周期的小波浪来说，更加严重。 直驱式PTO通过机械驱动发电机产生电力。直线电机PTO，受波浪能捕获机构随波浪的响应，切 割磁力线，产生电力。旋转式直驱PTO由齿轮增速、逆止器和旋转发电机构成。当波浪驱动波浪能捕 获机构，会导致发电机单向旋转发电。这些直驱式PTO的输出电功率曲线与波浪功率曲线非常相似。 上述分析表明，波浪的功率变化对各种PTO输出电力的变化有显著不同，需要分别考虑：

b）气动式PTO输出功率曲线会受到波浪功率的影响，需要将功率测量频率增加到2Hz。 c） 直驱式PTO输出功率曲线会受到波浪功率的显著影响，功率测量频率应与测波的频率相等， 建议测量频率为4Hz。 测量波浪能转换装置的净发电功率，应包括用于任何在波浪能转换装置正常工作场所必须耗费的 电能。测量数据应经过光顺处理， 应记录每个采样获得的数据的平均值、标准差、最大值和最小值

8.3.2发电功率数据的有效性

与交流电网并网的波浪能转换装置，应评估因并网导致的任何潜在的、对波浪能转换装置功率施加 的限制。这些限制包括连接波浪能转换装置和电网的连接件的容量，或所需要的有效功率输出反应能 方导致的对波浪能转换装置在某些特定条件下的功率输出限制。在这种限制条件可能发生的情况下， 应给出一个识别波浪能转换装置运行发生了限制条件的方法。在这种情况下的功率输出应加以识别并 排除在功率性能矩阵之外。 在这种场合下，宜安装一个外部转储负载以消除波浪能输出限制

波浪能转换装置的纯电功率应使用功率测量仪器（如基于测出电流和电压的传感器）加以测量。 用于电器测量的电子传感器和功率测量设备应具有精度0.5级或者更高，其校准要求应符合最新 标准，并满足以下标准： a）功率传感器：GB/T13850； b）电流传感器：GB/T20840.1； c）电压传感器：GB/T20840.3。 功率测量仪器的操作范围应足够涵盖所有相应于电网输出的正峰值和所有相应于电网输入的负峰 值。作为参考，功率测量装置和传感器的工作范围应至少为： a 输出：额定功率的1%～200%； b）输人：额定功率的一1%～一50%。 在低功率范围，即土1%装置装机容量，当功率测量仪器的工作区没有达到0.5级，则记录的功率为 零。在低功率范围，当功率测量仪器的工作区达到0.5级，则记录的功率为测量值。 注：电流传感器在低电流（≤5%量程左右）时具有非线性，故假定其所测量的结果是正确的

波浪能转换装置的功率性能应由标准化的功率矩阵表述。该标准化矩阵由“捕获长度”“捕获长度 比”和“单元功率”计算。波浪能转换装置的功率性能可以由三个不同的目的来确定。 第一个目的是评价波浪能转换装置的动力性能，以便随后可以在不同点预测其发电量。在这种情 况下，捕获长度矩阵应按9.2给出的细节加以计算 注1：选择捕获长度矩阵而不选择更直观的发电功率矩阵的原因是后者直接受海况的影响，并不能真实地反映波浪 能转换装置的性能指标；而前者是波浪能转换装置的发电功率与波能流之比，能更真实地反映波浪能转换装 置的性能指标。9.3规定了适用于一般环境下的波浪能转换装置的功率矩阵的计算方法 第二个目的是评估波浪能转换装置的功率性能以决定它是否满足给定的功率性能需求。如果已知 个波浪能转换装置的捕获长度矩阵，那么该波浪能转换装置的功率性能便可以由测量功率性能与捕 获长度矩阵进行比较而获得。

9.2标准化的功率矩阵结构

正则化功率矩阵应由用“单元方法”计算出的捕获长度和捕获长度比（见9.3)构成。单元应至少 效波高Hmo和能量周期T。定义。这些单元中有效波高的分辨宽度不大于0.5m，能量周期的分辨 不大于1.0S。

9.2.2标准化功率矩阵的子结构

在附录F的表中增加参数以降低单元中捕获长度的离散度，如平均波向或谱单元宽度，可以增 标准化功率矩阵，以减小各单元之间捕获长度和捕获长度比的变化程度。 注：标准化功率矩阵子结构的优点在于降低了性能预测的偏差，更准确地估算波浪能转换装置的功率

9.2.3捕获长度及捕获长度比的计算

捕获长度等于纯捕获电功率除以波能流，见公式

9.2.4捕获长度矩阵的表述

在仅由有效波高H和能量周期T。定义捕获长度和捕获长度比矩阵的场合，一个表格可以完全描 述捕获长度和捕获长度比矩阵。更多指标可以用于定义捕获长度和捕获长度比矩阵；有效波高和能量 周期则继续与这些指标一起组成数据集，以促进波况离散数据集的应用。 每一个捕获长度矩阵单元应至少包含下列信息： 单元所有数据组中，捕获长度和捕获长度比数据的平均值： 单元所有数据组中，捕获长度数据的标准差和捕获长度比的标准差； C） 单元所有数据组中，最大捕获长度值； d） 单元所有数据组中，最小捕获长度值； e） 单元所有数据组数。 每一个单元的捕获长度平均值以及标准差计算方式见公式（11）及公式（12）：

度比平均值以及标准差计算方式见公式（13)及公

功率矩阵应通过单元参数范围的中值对应的波能流，计 单元的捕获长度及捕获长度 平均值和标准差值（见9.2.4中的定义）。单元参数中值的波能流应用该单元代表性的谱形状，以 于该单元记录的谱形状和提供的验证数据来计算。每一个单元的谱形状可以不同

10年均波浪能发电量（MAEP)的计算

在一个给定地点的波浪能转换装置的年均发电量，由《EquiMar：海洋能转换装置的公平评估草 2部分，第一章1.A.1～1.A.5定义的波浪能资源数据进行计算。年均波浪能发电量计算应在100 效的假设下进行计算。 注：EquiMar主要支持远离海岸的深水区的波浪能资源评估。

可由公式（15）算出波汇 年均发电量位米用U年 能资源数据的最小值加以计算。如果年均发电量是以少于10年的波浪资源数据计算的，应加以明 明。波浪能资源数据列应是客观实际的，含有与该月天数成比例的月海况记录

MAEP=8766 ZL;·J:

式中： N一海况记录个数。 在每一次海况下计算发电量应采用线性内插计算捕获长度。如果该方法不可用，则可以通过将功 率矩阵的单元值除以每个单元中心的波能流密度，来重新生成捕获长度矩阵，其中，计算波能谱使用记 录的谱形式见9.3。 注：WEC开发人员将致力于确保功率矩阵适用于所有可能的海况，尤其是在高有效波高下发电的波浪能转换装 置，可能会因波浪过大终止发电，进人生存模式或继续发电

如果波浪能资料只能作为一个散点图，那么年均发电量应根据公式（16），在公式（17)的条件下，在 数点图的中心进行计算。某单元的发电量应按照10.2的规定计算。在散点图中，每一单元对年均发电 量的贡献，应根据在散图中该单元发生频率加权。如果波资源散射图与捕获长度矩阵的单元大小不同， 可以将捕获长度矩阵进行二维线性插值，对齐两个矩阵的单元，

可发电量的捕获长度矩阵

年均发电量应采用两种方法计党 均发电量测量法的捕获长度矩阵中，假设所有空单元中的捕获长度为零。而年均发电量内插法则通过 计算，假设空单元的捕捉长度等于相邻非空单元的捕获长度的平均值， 这两种方法都应加以计算。当计算结果表明年均发电量测量法与年均发电量内插法计算结果的差 异于5%时，则年均发电量测量法的测量值将被标记为“不完全”。在这种情况下，捕获长度矩阵应被

GB/Z 402952021

波浪空间传递模型的误差分析

在本文件中，术语“空间传递模型”指的是利用分析和数值方法，以一点的波浪参数推算已知距离和 方向的另一点的波浪参数。空间传递模型也许不必用，见5.3。 本附录给出了一个用空间传递模型推算给定地点的波浪参数的例子。 本附录提供了对传输模型进行验证的方法

验证包括下列步骤： a) 确认需验证的参数； b) 在已知数据上应用传递模型； c) 本附录规定的测量传递模型的性能； d）由计算中心频率部分房屋建筑标准规范范本，确定合适的模型。

验证包括下列步骤： a）确认需验证的参数； b) 在已知数据上应用传递模型； c) 本附录规定的测量传递模型的性能； d）由计算中心频率部分，确定合适的模型

数据集中的一个元素； N 该元素的数据总数； 一该元素的数据中的第i个。 数列的误差均方根（RMSE)计算见公式（C.4）：

i取样记录的误差.计算见公式（C.2）

数列的标准差（SD)计算见公式（C.5）：

比较测量参数平均值及其空间传递模型生成参数的平均值，检验误差的均方根和标准差，可显示 传递模型的性能。 满足本文件性能需要的关键统计是CF（X），即给定误差小于士X%的概率。 有效波高和波浪周期的最小值应足够小，以控制误差百分数，例如使有效波高的最小阈值 m，波周期为2s

比较测量参数平均值及其空间传递模型生成参数的平均值，检验误差的均方根和标准差，可显示空 间传递模型的性能。 满足本文件性能需要的关键统计是CF（X），即给定误差小于士X%的概率。 有效波高和波浪周期的最小值应足够小，以控制误差百分数螺母标准，例如使有效波高的最小阈值为 0.2 m,波周期为 2 s。

用于不确定度分析的数据为功率矩阵。 算出年发电量。有效波高和能量周期可以定为最小的测量值。测量中的不确定度被转化为测量值的敏 感系数的不确定度。 表D.1包含了最小量的不确定度成分，用于不确定度分析中

表D.1不确定度的成分清单