潮流能作为一类重要的海洋可再生能源,其开发与利用是缓解能源危机和气候变化的一种有效途径。潮流能转换技术具有环境影响较小、技术成熟度高等特点。我国近期大规模潮流能调查与评估研究结果显示,我国渤海海峡、浙江舟山海域、福建诸多海湾口、琼州海峡等多处海域的潮流能资源丰富,具有广阔的开发利用前景。潮流能资源的时间、空间分布不均匀,科学表征潮流能资源的空间分布特征和时间变化规律,建立一套完整的潮流能资源评估方法是其选址和设计的前提。潮流能发电场的选址可分为宏观选址和微观选址。其中,前者主要是根据资源条件、水深条件、海洋规划等因素确定适合于潮流能资源开发利用的潜在区域,而后者则是在已确定的潜在开发区内,确定潮流能发电机组阵列具体布局的过程。微观选址过程中,除了水深、岸线和地质等因素外,潮流能水轮机阵列的整体发电效率受水轮机尾流的影响显著,规则化的阵列布局难以成为最优布局。故此,开展潮流能资源评估及选址方法研究,分析潮流能水轮机尾流时空分布特征和规律,提出潮流能水轮机的解析尾流公式,并建立大规模开发利用的微观选址方法对潮流能资源的科学集约开发利用具有重要的科学意义和实践意义。首先,本文针对潮流能资源开发利用需求,提出了反应流向变化特征和潮流能开发利用时间的表征参数,引入了可以综合反应潮流能资源时空分布特征、垂向变化及水深条件等因素的新型潮流能表征参数——潮流能电站宏观选址指数,并结合流速、功率密度等传统评估参数,建立了一套较为系统的潮流能资源评估方法。利用FVCOM海洋数学模型对舟山海域及普陀山-葫芦岛水道（简称“普葫水道”）建立了高分辨率的潮流模型,较好地模拟了该海域的潮流运动特性。根据数值模拟结果,利用上述的潮流能资源评估及选址方法对该海域进行了资源评估,遴选出了一处潮流能资源丰富、开发利用条件较好的潜在开发利用区域。其次,为探讨潮流能水轮机开发利用的尾流效应,利用物理模型实验分析了双叶片水平轴潮流能水轮机的水动力特性,分析了实验水槽的湍流强度和水轮机尾流的衰减特性。建立了潮流水轮机原型样机的数值水池,在此基础上分析了不同阻塞比下（中远区）尾流变化特性,并基于高斯概率分布建立了考虑“阻塞比”效应的潮流能解析尾流模型,较好地预测了中远区尾流场流速衰减、扩散和恢复规律。最后,利用离散粒子群优化算法开展潮流能水轮机阵列优化布局研究,基于已提出的潮流能水轮机尾流模型修改了约束条件,建立了潮流能水轮机阵列布局优化方法。在舟山普葫水道开展了应用研究,得到了优化的阵列布局方案,使阵列的总发电功率较传统的规则交错式布局有了明显提升,有效提高了潮流能开发利用的经济性,该研究成果可为大规模潮流能开发的设计与微观选址提供科学依据。