[發明專利]一種波浪能發電裝置電氣控制系統

有效

• 申請號: 201110201416.6
• 申請日: 2011-07-18
• 公開（公告）號: CN102384021A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 鮑經緯;李偉;張大海;林勇剛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F03B15/02
• 分類號: F03B15/02
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

技術領域

本發明屬于波浪能發電領域，具體涉及一種波浪能發電裝置電氣控制系統。

背景技術

波浪能是海洋中分布最廣的以機械能形式存在的可再生能源，目前，波浪能發電裝置通常采用液壓傳動裝置將捕獲的波浪能轉換成液壓能傳遞到發電機端，進而轉化為換電能。現有的波浪能發電裝置通常僅設有能量轉換裝置，波浪的不穩定性使得液壓傳動裝置的輸入不穩定，同時造成發電裝置的能量轉換效率低下、發電裝置不穩定性；雖然液壓傳動裝置中使用蓄能器或慣性輪蓄能，但只能使液壓傳動裝置的輸出稍微穩定，而從發電裝置的能量轉換效率和穩定性角度看，離網型波浪能發電裝置的輸出仍無法達到穩定輸出給用戶供電的水平。當波浪能發電裝置和電網并網時，要求發電機恒頻運轉，采用電氣方式的恒頻方法需要造價昂貴的變流設備，變流設備受波浪的不穩定輸入影響較大，會造成不必要的能量損失，同時維修也不方便。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種波浪能發電裝置電氣控制系統，該系統通過對變量液壓馬達的排量調節和對發電機輸出電流的整流及控制，來實現發電裝置的恒頻運轉，提高液壓傳動裝置的能量捕獲效率，使波浪能發電裝置的能量輸出更加穩定。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種波浪能發電裝置電氣控制系統，該系統包括不可控整流回路、DC/DC斬波電路、PLC控制器和DSP控制器，發電機與不可控整流回路相連接，發電機發出的電流經不可控整流回路、DC/DC斬波電路輸出給用戶負載、蓄電池及卸荷負載。發電機的轉軸上設有轉速傳感器，液壓傳動裝置的主管路上設有流量傳感器和壓力傳感器；所述PLC控制器分別與轉速傳感器、流量傳感器、壓力傳感器和變量液壓馬達電氣連接，PLC控制器接收來自轉速傳感器的發電機轉速信號、來自壓力傳感器和流量傳感器的液壓傳動裝置的壓力信號和流量信號，PLC控制器輸出排量控制信號給變量液壓馬達。所述不可控整流回路的輸出端、蓄電池端和用戶負載端分別設有一直流電壓傳感器，不可控整流回路的輸出端和用戶負載端分別設有一直流電流傳感器，所述直流電流傳感器和直流電壓傳感器均分別經A/D轉換器與DSP控制器相連接；所述DSP控制器接收來自直流電流傳感器的電流信號和來自直流電壓傳感器的電壓信號，DSP控制器與PLC控制器相連接進行傳輸串口數據，DSP控制器輸出PWM給觸發電路來控制DC/DC斬波電路的功率電子器件IGBT，所述DC/DC斬波電路包括功率電子器件IGBT和Buck-Boost型直流變換器；所述DSP控制器分別輸出控制信號給卸荷負載、蓄電池和用戶負載的開關電路來控制卸荷負載、蓄電池和用戶負載的通斷。

進一步的，該系統還包括與所述PLC控制器相連接的報警蜂鳴器和PC顯示裝置。

采用本發明具有如下的有益效果：

1、本發明所述的波浪能發電裝置電氣控制系統，通過PLC控制器輸出控制信號來調節變量液壓馬達的排量，實現了波浪能發電裝置的恒頻運轉，簡單可靠，且能量在傳遞過程中損失較少，使得發電裝置具有較高的效率。

2、本發明所述的波浪能發電裝置電氣控制系統，采用基于液壓傳動的恒頻方法，減小了波浪的不穩定性對波浪發電裝置能量輸出的影響，通過對不可控整流回路、DC/DC斬波電路的整流穩壓控制，以及對負載、蓄電池的控制使得波浪發電裝置的輸出更穩定，實現發電裝置功率的穩定輸出。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1為本發明一種波浪能發電裝置電氣控制系統實施例的工作原理圖。

具體實施方式

參照附圖1。一種波浪能發電裝置電氣控制系統，將波浪能捕獲裝置捕獲的波浪能輸入變量液壓泵的轉軸轉換為機械能輸出，通過變量液壓泵將機械能轉換為液壓能，最后通過液壓馬達將液壓能轉換為機械能傳送至發電機轉換為電能。

所述的波浪能發電裝置電氣控制系統該系統包括不可控整流回路、DC/DC斬波電路、PLC控制器和DSP控制器，發電機與不可控整流回路相連接，發電機發出的電流經不可控整流回路、DC/DC斬波電路輸出給用戶負載、蓄電池及卸荷負載。

液壓傳動裝置的實時工況信息由轉速傳感器、壓力傳感器和流量傳感器采集并傳送至PLC控制器。其中，所述轉速傳感器設置在發電機的轉軸上，所述流量傳感器和所述壓力傳感器設置在液壓傳動裝置的主管路上，所述PLC控制器分別與轉速傳感器、流量傳感器、壓力傳感器和變量液壓馬達電氣連接。