[發明專利]離網型海流能發電裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201210545434.0
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103075294A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 徐全坤;石茂順;劉宏偉;李偉;林勇剛;丁金鐘
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F03B13/22
• 分類號: F03B13/22;F03B15/00
• 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

1.離網型海流能發電裝置，其特征在于：包括由海流推動旋轉的葉輪（1），所述葉輪（1）的轉軸連接第一變量液壓泵（2）的主軸，第一變量液壓泵（2）的入口連接油箱（13），第一變量液壓泵（2）的出口連接并聯的第二變量液壓泵（7）和定量液壓馬達（8），定量液壓馬達（8）的輸出軸連接第二變量液壓泵（7）的主軸，第二變量液壓泵（7）和定量液壓馬達（8）構成液壓變壓器，第二變量液壓泵（7）的出口接油箱（13），定量液壓馬達（8）的出口連接變量液壓馬達（9），變量液壓馬達（9）的出口連接油箱（13），變量液壓馬達（9）的輸出軸連接發電機（10）的主軸，發電機（10）的輸出端連接負載（11）；所述葉輪（1）處裝有測量海水流速的流速傳感器（21），葉輪（1）與第一變量液壓泵（2）之間的連接軸上裝有第一轉速傳感器（22），定量液壓馬達（8）和變量液壓馬達（9）之間的液壓管路上裝有壓力傳感器（23），發電機（10）的主軸上裝有第二轉速傳感器（24），所述流速傳感器（21）、第一轉速傳感器（22）、壓力傳感器（23）、第二轉速傳感器（24）均與控制器（12）相連，第一變量液壓泵（2）的排量執行機構、第二變量液壓泵（7）的排量執行機構、變量液壓馬達（9）的排量執行機構均與控制器（12）相連。

2.如權利要求1所述的離網型海流能發電裝置，其特征在于：所述第一變量液壓泵（2）與液壓變壓器的連接管路上設置有蓄能器（4），蓄能器（4）的入口設置有截止閥（5）。

3.如權利要求1或2所述的離網型海流能發電裝置，其特征在于：所述第一變量液壓泵（2）與液壓變壓器的連接管路上設置有單向閥（3）。

4.如權利要求3所述的離網型海流能發電裝置，其特征在于：所述第一變量液壓泵（2）與液壓變壓器的連接管路上設置有溢流閥（6）。

5.如權利要求1所述離網型海流能發電裝置的控制方法，其特征在于：

1）每個海流流速都對應一個可使葉輪捕獲到最大功率的最佳葉輪轉速ω_opt，流速傳感器（21）將采集到的包含海水流速v信息的信號傳遞給控制器（12），控制器（12）根據最優尖速比λ_opt計算得到當前流速下的最佳葉輪轉速ω_opt，并與當前第一轉速傳感器（22）采集到的葉輪轉速ω對比，計算得到第一變量液壓泵（2）的排量D_p，將包含此第一變量液壓泵（2）的排量D_p信息的控制信號傳遞給第一變量液壓泵（2）的排量執行機構，第一變量液壓泵（2）的排量執行機構控制第一變量液壓泵（2）的排量改變，使葉輪（1）達到最佳葉輪轉速ω_opt，從而通過調節第一變量液壓泵（2）的排量使葉輪（1）運轉在最佳葉輪轉速ω_opt，實現最大功率跟蹤控制；

2）控制器（12）通過將目標壓力p_re與壓力傳感器（23）實測到的變量液壓馬達（9）的進口壓力p_m相比較得出壓力偏差p_e，并計算輸出變量液壓馬達（9）的排量D_m，將包含此變量液壓馬達（9）的排量D_m信息的控制信號傳遞給變量液壓馬達（9）的排量執行機構，變量液壓馬達（9）的排量執行機構調節變量液壓馬達（9）的進口壓力p_m，使其穩定在目標壓力p_re；控制器（12）將發電機（10）目標轉速ω_re與第二轉速傳感器（24）實測到的轉速ω_m相比較得出發電機的轉速偏差ω_e2，并計算輸出第二變量液壓泵（7）的排量D_cp，將包含此第二變量液壓泵（7）的排量D_cp信息的控制信號傳遞給第二變量液壓泵（7）的排量執行機構，第二變量液壓泵（7）的排量執行機構通過改變排量調節定量液壓馬達（8）的轉速ω_c，從而間接調節發電機（10）轉速ω_m跟蹤目標轉速ω_re，實現發電機的恒頻輸出控制。