[發(fā)明專利]基于液壓傳動的波浪發(fā)電蓄能穩(wěn)壓恒頻方法及其裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910155123.1
• 申請日: 2009-12-02
• 公開（公告）號: CN101737241A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張大海;李偉;林勇剛;鮑經(jīng)緯
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: F03B13/22
• 分類號: F03B13/22;H02P9/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電系統(tǒng)的蓄能穩(wěn)壓恒頻方法及其裝置，尤其是涉及一種基于 液壓傳動的波浪發(fā)電蓄能穩(wěn)壓恒頻方法及其裝置。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)外業(yè)已商業(yè)化的波浪能利用裝置中，其電能輸送方式都是采用并 網(wǎng)方式，通過大容量的電網(wǎng)來吸收小容量的不穩(wěn)定電能。然而，波浪能利用發(fā) 電裝置一般建在遠離電網(wǎng)的偏遠地區(qū)或海上，發(fā)電上網(wǎng)意味著需要價格昂貴的 長距離電纜或海底電纜，顯然相對發(fā)電能力有限的波浪能利用發(fā)電裝置來說， 長距離輸電并不是一種經(jīng)濟的選擇。因此，研究波浪能就地取材、就地使用的 獨立發(fā)電技術(shù)就顯得格外重要。波浪能利用發(fā)電裝置采用獨立工作方式需要解 決波浪能不穩(wěn)定的問題，如專利CN?1177136C等，當前人們已經(jīng)采用的方式有 采用儲氣罐或慣性輪蓄能，使得輸出變得稍微平穩(wěn)一些，談不上穩(wěn)定發(fā)電，無 法獨立為用戶供電。專利CN101012802A、CN100462554C創(chuàng)造性的提出了蓄能 穩(wěn)壓技術(shù)，即在液壓系統(tǒng)回路之間增加了蓄能器，液壓缸在波浪能驅(qū)動下輸入 不穩(wěn)定能量，蓄能器把不穩(wěn)定的能量輸入轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的液壓能，液壓能驅(qū)動液 壓馬達帶動發(fā)電機發(fā)電。然而這樣單一依靠蓄能器也只是從一級能量轉(zhuǎn)換上實 現(xiàn)了蓄能穩(wěn)壓，而如何為前一級轉(zhuǎn)換提供最佳負載，使發(fā)電系統(tǒng)具備更好的抗 沖擊性則并沒有涉及考慮。然而波浪能的一個顯著特點，是其長、短周期性變 化和隨機性變化兼而有之，使輸入功率和機械受力狀態(tài)具有不確定性的特征。 比如波浪大小按日、月季節(jié)都有不同的變化規(guī)律，而波浪能發(fā)電裝置在不同的 吃水深度和波浪高度變化時，都會捕獲到不同的能量大小，輸入功率一般是不 穩(wěn)定，不連續(xù)，甚至是快速突變的。顯然，在波浪發(fā)電裝置這樣一個復(fù)雜系統(tǒng) 中，沒有電氣自動控制系統(tǒng)的作用，單一依靠蓄能器是不能真正完全實現(xiàn)波浪 能發(fā)電裝置高效穩(wěn)定的發(fā)電。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于液壓傳動的波浪發(fā)電蓄能穩(wěn)壓恒頻方法及 其裝置，利用液壓傳動方式進行能量的轉(zhuǎn)換，在液壓傳遞過程中通過蓄能器來 吸收波浪變化引起的能量波動，通過對卸荷負載的無級調(diào)節(jié)和變量馬達的排量 調(diào)節(jié)來實現(xiàn)波浪發(fā)電裝置的穩(wěn)壓及恒頻運轉(zhuǎn)，提高波浪發(fā)電裝置的能量捕獲效 率，使波浪發(fā)電裝置的能量輸出更加穩(wěn)定。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一、一種基于液壓傳動的波浪發(fā)電蓄能穩(wěn)壓恒頻方法：

1)將浮力擺的機械能輸入液壓缸，將變量馬達輸出的機械能輸入永磁同步 發(fā)電機的主軸，在永磁同步發(fā)電機上分別安裝發(fā)電機轉(zhuǎn)速傳感器和發(fā)電機電壓 傳感器，在蓄電池組和工作負載上也裝有各自的蓄電池組電壓傳感器和工作負 載電壓傳感器，存儲控制程序的PLC控制器分別與發(fā)電機轉(zhuǎn)速傳感器、發(fā)電機 電壓傳感器、蓄電池組電壓傳感器、工作負載電壓傳感器、直流電能充放控制 模塊、永磁同步發(fā)電機和變量馬達電氣連接；

2)利用高壓蓄能器吸收由瞬變波浪波速變化引起的壓力和流量波動，當波 速增大時，高壓蓄能器把多余的能量儲存起來，波速減小時，高壓蓄能器把能 量釋放出來，使到達變量馬達的液壓能是穩(wěn)定的，低壓大容量蓄能器一方面充 當油箱，起到補充油液的作用，使補油管路保持一定壓力，另一方面也可以吸 收液壓系統(tǒng)中油液的波動，高壓蓄能器和低壓大容量蓄能器的共同作用實現(xiàn)液 壓傳動過程中的蓄能功能；

3)用電壓傳感器分別測量永磁同步發(fā)電機發(fā)出的電壓值V_g、蓄電池組的電 壓值V_b和工作負載的電壓值V_工，輸入PLC控制器，PLC控制器根據(jù)永磁同步發(fā) 電機發(fā)出的電壓值V_g、蓄電池組的電壓值V_b、工作負載的電壓值V_工和事先存儲 在PLC內(nèi)部程序中的工作負載的最佳工作電壓值V_工opt計算出卸荷負載需消耗掉 的卸荷電壓V_卸荷，然后根據(jù)卸荷電壓V_卸荷由PLC內(nèi)部的控制算法計算出直流電能 充放控制模塊的卸荷負載控制信號S_卸荷并輸出，通過直流電能充放控制模塊切入 或切出相應(yīng)的卸荷負載，實現(xiàn)卸荷負載的無級可調(diào)，進而實現(xiàn)工作負載穩(wěn)壓在 最佳工作電壓值V_工opt工作；