[發(fā)明專利]海上綜合能源發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110257652.X
• 申請日: 2011-09-01
• 公開（公告）號: CN102359431A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧煜炯;王兵兵;成明;黃晶華;趙麗君;陳昆亮;王向志;劉莎莎;韓立;代術(shù)建
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: F03B13/22
• 分類號: F03B13/22;F03B13/00;F03B3/00;F03D9/00;F03D3/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 童曉琳

1.一種海上綜合能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述海上綜合能源發(fā)電系統(tǒng)包括 波浪能轉(zhuǎn)換裝置、風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置、海流能轉(zhuǎn)換裝置、功率傳動箱和直驅(qū)發(fā)電機；

所述波浪能轉(zhuǎn)換裝置、風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置和海流能轉(zhuǎn)換裝置分別與功率傳動箱 相連；所述功率傳動箱通過傳動軸與直驅(qū)發(fā)電機相連；

所述波浪能轉(zhuǎn)換裝置用于將波浪能轉(zhuǎn)換為機械能并輸出到功率傳動箱；

所述風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械能并輸出到功率傳動箱；

所述海流能轉(zhuǎn)換裝置用于將海流能轉(zhuǎn)換為機械能并輸出到功率傳動箱；

所述功率傳動箱用于接收波浪能轉(zhuǎn)換裝置、風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置和海流能轉(zhuǎn)換裝 置輸出的機械能，并將波浪能轉(zhuǎn)換裝置、風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置和海流能轉(zhuǎn)換裝置輸出 的機械能疊加后，驅(qū)動直驅(qū)發(fā)電機發(fā)電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上綜合能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述海上 綜合能源發(fā)電系統(tǒng)還包括測控裝置，所述測控裝置分別與波浪能轉(zhuǎn)換裝置、風(fēng) 能轉(zhuǎn)換裝置和海流能轉(zhuǎn)換裝置相連，用于測量風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置和海流能轉(zhuǎn)換裝置 輸出的機械能，并根據(jù)風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置和海流能轉(zhuǎn)換裝置輸出的機械能，控制波 浪能轉(zhuǎn)換裝置輸出的機械能。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種海上綜合能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述波浪 能轉(zhuǎn)換裝置包括多個波浪能獲取單元、總高壓油管、截止溢流閥、儲能器、油 路開關(guān)、可控液壓馬達、總回油管和第一單向閥；

所述波浪能獲取單元包括浮子、浮子臂、擺動式液壓缸、出油口單向閥和 進油口單向閥，所述浮子與浮子臂的一端固定連接，浮子臂的另一端與擺動式 液壓缸的轉(zhuǎn)軸連接，擺動式液壓缸的油口經(jīng)液壓管路分別與出油口單向閥和進 油口單向閥相連；

每個波浪能獲取單元的出油口單向閥經(jīng)液壓管路與總高壓油管相連，每個 波浪能獲取單元的進油口單向閥經(jīng)液壓管路與總回油管相連，總高壓油管、截 止溢流閥、儲能器、油路開關(guān)、可控液壓馬達、第一單向閥和總回油管順序相 連；

可控液壓馬達與波浪能轉(zhuǎn)換裝置的輸出軸相連，波浪能轉(zhuǎn)換裝置的輸出軸 與功率傳動箱相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種海上綜合能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述風(fēng)能 轉(zhuǎn)換裝置包括安裝于第一垂直傳動軸上的升力型風(fēng)輪、阻力型風(fēng)輪、用于固定 第一垂直傳動軸的第一塔架以及第一塔架底部的平臺；

所述阻力型風(fēng)輪位于升力型風(fēng)輪的下方以及第一塔架的上方，第一垂直傳 動軸通過上下兩組第一調(diào)心滾子軸承以及第一垂直傳動軸底部的第一止推軸承 分別固定在第一塔架頂部及第一塔架底部的平臺上；

所述第一垂直傳動軸在第一塔架底部的平臺處通過風(fēng)輪換向機構(gòu)與風(fēng)能轉(zhuǎn) 換裝置的輸出軸相連，風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的輸出軸與功率傳動箱相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種海上綜合能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述海流 能轉(zhuǎn)換裝置包括安裝于第二垂直傳動軸上的水輪、用于固定第二垂直傳動軸的 第二塔架以及第二塔架底部的平臺；

所述第二垂直傳動軸通過上下兩組第二調(diào)心滾子軸承以及第二垂直傳動軸 底部的第二止推軸承分別固定在第二塔架頂部及第二塔架底部的平臺上；

所述第二垂直傳動軸在第二塔架底部的平臺處通過水輪換向機構(gòu)與海流能 轉(zhuǎn)換裝置的輸出軸相連，海流能轉(zhuǎn)換裝置的輸出軸與功率傳動箱相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種海上綜合能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述功率 傳動箱包括第一行星差動齒輪、第一疊加功率輸出軸、第二行星差動齒輪和第 二疊加功率輸出軸；

所述第一行星差動齒輪用于根據(jù)差動輪系的傳動原理，將波浪能轉(zhuǎn)換裝置 的輸出軸和海流能轉(zhuǎn)換裝置的輸出軸的功率疊加，并通過第一疊加功率輸出軸 輸出；

所述第二行星差動齒輪用于根據(jù)差動輪系的傳動原理，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的 輸出軸和第一疊加功率輸出軸的功率疊加，并通過第二疊加功率輸出軸輸出到 直驅(qū)發(fā)電機。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種海上綜合能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述測控 裝置包括風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的扭矩和轉(zhuǎn)速傳感器、海流能轉(zhuǎn)換裝置的扭矩和轉(zhuǎn)速傳 感器以及PLC控制器；

所述PLC控制器分別與風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的扭矩和轉(zhuǎn)速傳感器、海流能轉(zhuǎn)換裝 置的扭矩和轉(zhuǎn)速傳感器和可控液壓馬達相連；

所述風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的扭矩和轉(zhuǎn)速傳感器與風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的輸出軸相連，用 于測量風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的輸出軸的扭矩和轉(zhuǎn)速，并將風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的輸出軸的扭 矩和轉(zhuǎn)速送入PLC控制器；

所述海流能轉(zhuǎn)換裝置的扭矩和轉(zhuǎn)速傳感器與海流能轉(zhuǎn)換裝置的輸出軸相 連，用于測量海流能轉(zhuǎn)換裝置的輸出軸的扭矩和轉(zhuǎn)速，并將海流能轉(zhuǎn)換裝置的 輸出軸的扭矩和轉(zhuǎn)速送入PLC控制器；

所述PLC控制器用于分別根據(jù)風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的扭矩和轉(zhuǎn)速以及海流能轉(zhuǎn)換 裝置的扭矩和轉(zhuǎn)速計算風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的輸出功率和海流能轉(zhuǎn)換裝置的輸出功 率，之后根據(jù)風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的輸出功率、海流能轉(zhuǎn)換裝置的輸出功率以及所述 海上綜合能源發(fā)電系統(tǒng)自身的額定功率，計算可控液壓馬達的目標輸出功率， 并控制可控液壓馬達按照目標輸出功率進行輸出。