基于TRL的海洋能装备技术成熟度等级划分及评估研究

发布时间：2020-08-08 04:51

【摘要】：由于我国本身具有较为丰富的海洋能资源,加上政府的大力支持,海洋能容量也从几千瓦发展到了上百千瓦的样机。海洋能发电装备是一个大型的复杂系统,往往具有周期长、成本高、风险较大的特点。为了在项目前期对技术成熟度进行详细评估以达到尽可能降低技术风险和节约成本的目的,需要在海洋能发电装备领域引入技术成熟度等级划分的概念。海洋能发电装置技术成熟度等级的划分及计算方法对实现海洋能源技术、经济发展以及产业化具有重要的研究意义。本文致力于在海洋能装备领域引入技术成熟度等级评估(Technology Readiness Assessment,TRA)方法,围绕技术成熟度等级(Technology Readiness Level,TRL)和在海洋能发电装备领域的实际应用指导展开深入研究,主要取得以下成果:一、列举了当前系统成熟度计算的常用方法,包括最小值法、简单加权法、集成成熟度(IRL)矩阵法。比较了各种方法的优缺点,针对上述方法存在的不足,提出了基于集成成熟度矩阵法的改进方法。依据权威性、熟悉性和公正性原则,并融合调查问卷和信息熵方法确定专家权重,将专家权重综合专家给出的TRL矩阵、关键技术单元(Critical Technology Element,CTE)权重矩阵和IRL矩阵,共同确定最终的系统成熟度等级。二、结合海洋能发电装备的要求和特点,参考欧美提出的技术成熟度等级划分标准,本文创新性地将技术成熟度的概念应用到了我国海洋能发电装备领域。通过从测试规模、系统保真度和测试环境三个方面对技术成熟度等级的各个阶段进行详细说明,明确了技术成熟度等级的各阶段选取模型的具体含义和选址要求,分别阐述了海洋能发电装备发展中各阶段的主要目的、通过标准以及成功要点分析,以加强等级划分标准在海洋能发电装备领域实际应用中的可操作性。以波浪能发电装置(Wave Energy Converter,WEC)为例,给出了TRL在整个WEC发展路线中的应用指导。三、结合海洋能发电装备特点,对美国航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)提出的调查问卷进行了改进,并以此为基础编写了海洋能发电装备技术成熟度等级计算器软件,用于对海洋能发电项目中的CTE进行等级评估。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P742
【图文】：

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论架构图

计算器,工作界面,成熟度等级

上海交通大学硕士学位论4.4.3 叶片技术的成熟度等级计算示例(1) 确定 CTE叶片的性能很大程度上决定了潮流能发电装备的发电效率。因此本文选择潮流能发电装备中的叶片技术作为待评价的 CTE，应用本文开发的 TRL 计算器对其成熟度等级进行计算。(2) 填写项目信息及设定评估参数当打开 TRL 计算器，首先进入的是整体显示界面（图 4-3）。

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a）评估小组人员首先填写项目的基本信息：项目名称，项目经理，项目日期；b）选择技术类型：因为叶片设计应该包含模型试验和数值模拟，所以选择第三选项；c）选择评价内容：这里选择对技术成熟度等级，加工成熟度等级和项目成熟度等级同时进行评估；d）设置阈值：这里设定，完成度 100%则显示绿色，完成度大于 67%显示黄色，其它则显示红色。（专家可以在一定选择范围内根据项目需要对阈值点进行设置）(3) 回答调查问卷软件中从 TRL1 TRL9 每个等级都设置了多个问题（图 4-4），从 TRL1 开始，依次回答问卷中的问题，并且为自己的选择提供支持信息。(4) 查看计算结果点击结果按钮，可以看到最终的评估结果（图 4-5）。

【参考文献】