在诸多海洋可再生能源中,潮能储量巨大,可准确预报且能量密度最大,在能源紧缺、资源开发与环境保护矛盾突出的当下,加大对潮能的研究开发力度显得非常必要。论文从理论推导、典型海湾选址、数值模型计算和环境优势分析等方面研究了相位差潮能开发的技术问题。本文首次提出利用海湾潮波相位差的全新潮能开发方式,其原理是：外海潮波向海岸和海湾传播过程中,由于岸线和地形变化导致潮波变形,在海湾内外形成显著的相位差而具有动态水头,并利用这种动态水头进行潮能发电。该潮能开发技术在不建坝截流前提下获得较高的能量密度,具有环境影响较小和资源利用率高的优势。采用两种不同的数学物理方法求得相位差潮能水头解析解。①利用海水运动基本方程和牛顿第二运动定律导出潮能水头解析解；②基于波动理论,分别求得忽略和考虑阻力条件下两组潮能水头解析解,且忽略阻力的解析解是考虑阻力解析解的一个特例。此即相位差潮能研究的理论基础。基于N-S方程获得不同组合条件下的潮能水头数值解,对比数值解和解析解曲线表明,与忽略阻力的解析解不同,考虑阻力的解析结果与数值模型解符合良好。可见本文获得的潮能水头理论公式是合理可靠的,为新型潮能开发提供了技术支撑。根据潮能水头理论计算公式和尾水动能跟水体总势能的关系,得到发电通道内理论最大功率和装机功率的数学表达式,进而得出最佳装机功率Pp-max的计算公式,潮流强度和半岛长度越大、过水面积越大、效率系数越高,装机功率越大。基于潮能水头解析解和最佳装机功率,提出海湾相位差潮能选址的四项原则。选定福建三沙湾为典型潮能海湾进行了为期一年的连续观测,统计得到大潮期最大潮能水头为1.70～2.20m。而由本文公式计算得潮能水头值为1.48m～2.33m,理论计算值与实测值较为接近。研究认为该典型海湾的相位差潮能水头具备开发价值。建立典型海湾二维水动力数值模型,预测了不同发电工况下的水动力场,获得潮位、流速、发电水头和发电流量等要素过程曲线,结果表明：①相位差潮能发电时水头损失较小,对发电效率的影响明显小于传统潮汐能开发；②经发电通道流向湾外的流量较大,正向发电宜指向湾外,以获得更多的电能。基于数值模型成果进行机组选型和发电量计算,认为该海湾适宜装机(6-10)Mw。与传统潮能相比,相位差潮能的最大优势在于环境影响小,具体表现为①加快海湾水体交换速率；②降低湾内活性磷酸盐含量,改善海湾水质；③增强湾底水动力；④便于湾底清淤。因而相位差潮能是一种环境友好型海洋能开发方式,为潮能资源开发提供一种新的途径。