[發(fā)明專利]一種多變量可調(diào)節(jié)的水能發(fā)電裝置及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110346708.9
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102410131A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 帥鴻元;陸政德
• 申請（專利權(quán)）人: 上海瑞華（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B15/06;H02J7/32
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多變量可調(diào)節(jié)的水能發(fā)電裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

無污染的新興能源系統(tǒng)的應(yīng)用得到了長足的發(fā)展，所謂的智能電網(wǎng)的應(yīng)用，已引起了世人的高度關(guān)注，大有后勁突發(fā)的勢頭。

人們期待著利用大自然所賦予的自然能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而獲取更加環(huán)保和高收益的電能。

近年來，隨著超級電容產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，以及大容量電池的量產(chǎn)可能性在不斷提升，儲能系統(tǒng)的應(yīng)用被人們所日益關(guān)注，因此，以往通常不被看好的微弱能量的積累和存儲如今變得可能。

當(dāng)人們在獲取斷續(xù)、零星、微弱的電能時，試圖將這些能量通過技術(shù)手段進(jìn)行累積和保存，當(dāng)需要進(jìn)行功率性能量輸出和轉(zhuǎn)換的時候，由超級電容進(jìn)行輸出和供給，這樣，就能有效地做到，將儲能電池中存儲的、經(jīng)過微量累積的電能，在需要的時候便能通過超級電容這一媒介，進(jìn)行滿足需求的功率和能量的傳遞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多變量可調(diào)節(jié)的水能發(fā)電裝置及其控制方法，將水流中的微弱能量，通過能量的轉(zhuǎn)換，使之變成人們所需要的電能；這些微弱的電量通過電路的轉(zhuǎn)換將其保存到儲能電池中，經(jīng)過多組的串聯(lián)和并聯(lián)實(shí)現(xiàn)向電網(wǎng)的能量傳輸。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種多變量可調(diào)節(jié)的水能發(fā)電裝置，包括發(fā)電機(jī)、葉輪和安裝底座，所述的發(fā)電機(jī)內(nèi)置的磁鋼與葉輪轉(zhuǎn)動體的主軸相連，磁鋼內(nèi)固定有線圈，發(fā)電機(jī)的下部連有電纜線，電纜線包括電流導(dǎo)線和信號線，所述的葉輪由沿圓周排列的旋轉(zhuǎn)葉片組成，所述的旋轉(zhuǎn)葉片上端由葉片定位裝置固定，下端與齒輪組環(huán)片相連，所述的齒輪組環(huán)片內(nèi)置的齒輪組與每片旋轉(zhuǎn)葉片下端的齒輪嚙合，所述的齒輪組與驅(qū)動電機(jī)相連，所述的驅(qū)動電機(jī)通過信號線與控制系統(tǒng)相連，所述的齒輪組環(huán)片與發(fā)電機(jī)之間安裝有升降操作桿，所述的發(fā)電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)體安裝在安裝底座上，所述的電流導(dǎo)線通過涓流控制電路與超級電容相連，所述的超級電容與儲能電池相連。

所述的電纜線至少為四根。

所述的發(fā)電機(jī)與葉輪之間安裝有增速變速箱。

所述的旋轉(zhuǎn)體為270度旋轉(zhuǎn)體。

所述的升降操作桿與驅(qū)動電機(jī)相連，所述的驅(qū)動電機(jī)與控制系統(tǒng)相連。

所述的旋轉(zhuǎn)體與驅(qū)動電機(jī)相連，所述的驅(qū)動電機(jī)與控制系統(tǒng)相連。

所述的升降操作桿4與驅(qū)動電機(jī)相連，所述的驅(qū)動電機(jī)與控制系統(tǒng)相連。

所述的旋轉(zhuǎn)體3與驅(qū)動電機(jī)相連，所述的驅(qū)動電機(jī)與控制系統(tǒng)相連。

所述的超級電容的單體容量是4000F/2.7V。

一種多變量可調(diào)節(jié)的水能發(fā)電裝置的控制方法，包括下列步驟：

(1)將發(fā)電機(jī)的安裝底座固定在河床固定位置，當(dāng)葉輪開始旋轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)動體的主軸將使發(fā)電機(jī)軸內(nèi)置的磁鋼旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的磁鋼體在固定的線圈中運(yùn)行，使線圈產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)速度成正比的電流；

(2)當(dāng)電流流出后，經(jīng)過涓流控制電路，電流對超級電容進(jìn)行充電，當(dāng)充電到系統(tǒng)控制的程度時，超級電容的能量將被轉(zhuǎn)移到儲能電池，電池將接受隨意大小的電能，并保存其能量；

(3)系統(tǒng)將定時地對河床水位的高低、水流的角度和葉片的角度進(jìn)行調(diào)整，其調(diào)整的依據(jù)是依照獲得的電能量的對比值進(jìn)行系統(tǒng)分析和判斷后給出修正的控制指令。

所述的步驟(3)控制指令將分成三部分：

(a)高度調(diào)節(jié)指令：當(dāng)河床的水位高度發(fā)生變化時，發(fā)電裝置所獲得的電量將發(fā)生變化，控制系統(tǒng)將獲得的反饋參數(shù)與調(diào)整前的參數(shù)進(jìn)行對比，以獲得最優(yōu)的高度調(diào)節(jié)，并發(fā)出調(diào)整指令給升降操作桿(4)；

(b)角度調(diào)節(jié)，當(dāng)河床水域的水流發(fā)生變換時，系統(tǒng)根據(jù)步驟(a)的原理將發(fā)出角度調(diào)節(jié)指令給旋轉(zhuǎn)體(3)；

(c)葉片角度調(diào)節(jié)：為得到能量最大值，控制系統(tǒng)本次固定時間段的能量與上一時段的能量進(jìn)行對比，要是未能達(dá)到由系統(tǒng)標(biāo)定過程中獲得的最大值，控制系統(tǒng)就將發(fā)出改變?nèi)~片的指令，在若干個調(diào)整指令過后，選擇一個對比后得到的能量最大值，這個能量最大值所對應(yīng)的葉片調(diào)整角度就被認(rèn)定為經(jīng)過優(yōu)化控制的優(yōu)化角度。

有益效果