现在，CorPower Ocean 的 C4 设备已在暴露的大西洋试验场得到了商业规模的验证，该设备具有根据不同海况进行调节和解调的独特能力，可限制对极端风暴海浪（高达 18.5 米）的响应，同时利用新型相位控制技术在正常海浪中放大运动和功率捕获。

这一进展标志着波浪能的一个重要里程碑，解决了迄今为止阻碍商业应用的两大障碍--正常海况下的生存能力和高效发电。

这一拐点为波浪能的大规模应用提供了一个坚定的信号。

自 2023 年 8 月部署以来，C4 系统功能的所有关键方面现已得到成功验证，包括向电网输出电力、系统的自动控制和监测以及安全运营和维护 (O&M) 方法。

收集到的数据可用于校准数字孪生系统，这是一个用于预测系统行为的大型数字模型。采用新型 "WaveSpring "相位控制的机器的运动和功率输出测量数据略微超出了数字孪生模型对所用机器设置的预测。通过断开 C4 设备的连接并将其拖回 CorPower Ocean 位于 Viana do Castelo 的陆上基地进行首次计划维护周期，第一运行阶段圆满结束。展示高效的运行和维护方法是 C4 部署计划的一个关键目标，以支持未来向公用事业规模的波浪场扩展。

在完成第一个陆上检查和维护周期后，C4 将重新部署到 Agucadoura 场址，示范项目也将继续进行。下文将进一步详细介绍 C4 第一阶段的运行结果。


风暴生存能力

C4 水力发电装置的生存能力已通过四次大风暴的考验得到了验证，每次风暴过后都能重新开始运行并向电网输出电力。需要提醒的是，CorPower C4 在 Babet 和 Aline 风暴（corpowerocean.com）中都能可靠运行。 11 月 4 日，多明戈斯风暴给现场带来了浪高达 18.5 米的涌浪，这是能量最强的时期。CorPowerC4 创造了新的风暴存活率记录（corpowerocean.com）

CorPower Ocean公司及其试点接入计划（PAP）合作伙伴已经验证了CorPower C4设备的生存模式在极端海浪中稳健运行的设计原则。在失谐的生存模式（这是系统的自然状态）下运行时，尽管 WEC 船体在风暴期间经常在波峰时完全浸没，但该设备对入射波的响应非常小。在下图中，蓝色曲线显示的是 2023 年 11 月 4 日机载传感器估算的波高，波高最高达 18.5 米，绿色曲线显示的是齿轮箱编码器测得的机械运动，最多只有几分米。

在这些极端波浪中的低机械运动（分米级）证实了生存模式所使用的失谐原理的有效性，与入射波相比，机械运动几乎小了两个数量级。C4 海洋演示迄今为止最重要的成果之一就是验证了对风暴波的极低响应。风暴生存能力一直是波浪能设备面临的最大挑战之一。


调整运行

生存性结果可以与 C4 在调谐模式下运行时的测量数据进行比较，在 1 米的入射波中可以观察到高达 3 米的机械运动。通过激活 WaveSpring 相位控制技术，系统开始与波浪同相振荡，这已被证实能极大地增强机械对入射波的响应。


调谐和解谐--具有竞争力的波浪能的关键特性

C4 在阿古卡杜拉的运行期间，已经清楚地证明了该装置能够根据海洋条件进行调整和解调，从而限制对风暴的响应，并放大在正常波浪中的运动和功率捕获。相位控制系统对放大的运动和功率捕获的验证被视为高波 5 号示范项目的关键成果。

CorPower Ocean 的水力发电装置的调谐和解谐功能可与风力涡轮机相比较，所有现代涡轮机都具有叶片变桨功能，以改变对风力条件的响应，在风暴中限制负荷，而在常规条件下优化产量。我们相信，为波浪能增加类似功能是使其成为可靠且具有竞争力的清洁能源的关键。


发电性能

在调试期间，主要重点是验证在所有海洋条件下的安全可靠运行，并对每个系统功能进行严格测试。设备在有限的运动范围内运行，通过限制允许的最大速度和机械行程来提供额外的安全裕度，并在大部分时间内使用一个强大而简单的功率输出控制器来控制机器。已记录的功率输出峰值可达 600 千瓦。

电力传动系统的配置将峰值功率限制在 600 千瓦左右。在第一个陆上维护周期内，计划对传动系统进行调整，目的是将功率提高到 850 千瓦。由于运动包络线有限，功率限制在 600 千瓦，因此在第一个运行期间，调谐运行仅限于中等海况。在可以验证调整运行的海况下，在相同的机械设置下，测得的输出功率略高于数字孪生预测值。


数字孪生系统的校准

利用运动、功率和内部机械动力学方面的测量数据，对系统的数字孪生（详细的数字模型）进行了校准。结果发现，动力转换链得到了准确的体现，测量数据和模拟数据之间的匹配度非常接近，显示出 96-99% 的典型拟合度。这表明功率输出组件得到了准确的表示，并具有适当的损耗和效率图。水动力模型被发现略微低估了海浪对水动力发电设备船体的功率吸收，这导致在测量的海况和使用的特定机械设置下，海洋中的运动和功率测量值略微超出数字孪生预测值。在测量数据的基础上，通过与领先学术团体合作开展非线性流体力学研究，预计将对流体力学模型的非线性修正函数进行调整。


远程监测和控制

CorPower Ocean 控制中心的远程监测和控制功能已经过验证。C4 系统最初由操作员全天候监控，随着调试程序的推进，监控系统会在需要关注的事件发生时向操作员发出警报，随后可减少为定期检查。


UMACK 锚具

CorPower Ocean 公司与欧洲合作伙伴合作开发的首个商业规模的 UMACK 锚栓安装在阿古卡都拉（Agucadoura）45 米深的沙质海底。有关这项岩土技术创新的更多详情，请参阅此处CorPower Oceans 部署的商业规模 UMACK 锚。 在与 UMACK 锚连接的 C4 设备的第一个运行周期中，验证了稳定的站位保持。


运行与维护 (O&M)

2023 年 8 月，CorPower 海洋公司在葡萄牙部署的波浪能转换器成功演示了 C4 系统的拖出和连接方法。随后，CorPower Ocean 公司的技术人员可以在现场对机器进行内部检查和小规模干预。

在完成第一试运行阶段的测试案例后，已成功演示了释放和拖回设备以进行计划中的陆上检查和维护周期的方法。释放过程包括远程启动位于系泊系统底部和 UMACK 锚之间的快速连接器，使设备浮出水面。运行期为未来公用事业规模波浪场的高效低成本运行提供了宝贵的运行和维护方法学习机会。


下一步工作

C4 系统目前正在按计划进行陆上检查。还将根据从第一轮运行中收集到的经验进行调整和升级。调试完成后，该系统将重新部署到阿古卡杜拉，并进入提升阶段，以展示其全部发电能力，包括控制方法的进一步改进。调试程序完成后，将按照IEC/TS 62600-100 标准启动功率性能评估阶段。