[發明專利]一種遠洋深海浮式風力及波浪能混合并網發電方法及裝置

在審

• 申請號: 201310604561.8
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103629051A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 陳兆嶺;丁云;劉國海;錢鵬;吳翃軒
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;H02J3/38
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

技術領域

本發明涉及一種遠洋深海浮式風力及波浪能混合并網發電方法及裝置，屬于漂浮式海上綜合發電裝置結構技術。

背景技術

隨著石油、煤等不可再生燃料的漸漸消耗，人們也越來越把關注的焦點放在對海洋能源的利用上，而海洋上的風能、波浪能具有巨大的利用空間，而且也是無污染的環保能源。海上風力發電是一種具有戰略意義的新能源形式，海上風力發電從淺海的樁柱型向深海的漂浮式發展是其發展的必然趨勢。而海上浮式風力發電技術因為只采用風力發電這種單一新能源發電技術，所以對整個浮式發電系統的利用率不高，同時深海發電系統的電能儲存和輸送技術是制約遠海能源利用的一個重要因素。作為海洋能源中蘊藏最為豐富的能源之一的波浪能也是各國海洋能研究開發的重點，英國海洋動力傳遞公司研制的“海蛇”號(Pelamis)波浪能發電裝置由若干個圓柱形鋼殼結構單元鉸接而成，將波浪能轉換成液壓能進而發電。因此研究一套由海上浮式風力發電和數臺“海蛇”式發電機組成的混合并網發電裝置，在實際工業應用中具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于針對現有海洋風力發電技術功能單一的不足，提出一種遠洋深海浮式風力及波浪能混合并網發電方法，利用浮式平臺應用場合廣，安裝靈活的優點，并且加入了一套由4臺“海蛇”式發電機組成的波浪能發電裝置，提高了系統的利用率；本發明還提供了實現該方法的裝置，結構簡單，實用價值高，推進了該發電裝置在工業上的應用。

本發明采用的具體技術方案如下：

一種遠洋深海浮式風力及波浪能混合并網發電方法：將風力發電機安裝在海上浮式平臺上，多臺?“海蛇”式波浪能發電機放置于海上浮式平臺附近海面上，能接受不同方向的波浪能；風力發電機和?“海蛇”式發電機在風能和波浪能的作用下發出電能，電能通過功率變換器變換后由電纜輸送到岸上電網系統。

本發明的裝置采用具體技術方案如下：

一種遠洋深海浮式風力及波浪能混合并網發電裝置，包括風力發電機、海上浮式平臺、功率變換器和“海蛇”式發電機；所述風力發電機安裝在海上浮式平臺的頂端，海上浮式平臺通過錨鏈固定在海床上，“海蛇”式發電機通過固定錨鏈固定在海床上，功率變換器安裝在海上浮式平臺內，并分別與風力發電機和“海蛇”式發電機進行電氣連接。

所述“海蛇”式發電機的數量為4臺。

所述的功率變換器包括風力發電整流電路、波浪能發電整流電路、三電平并網逆變電路、PWM控制器和驅動電路；風力發電機輸出端接風力發電整流電路，“海蛇”式發電機輸出端分別接波浪能發電整流電路，風力發電整流電路和波浪能發電整流電路并聯在三電平并網逆變電路的直流側，三電平并網逆變電路的輸出端接電網，三電平并網逆變器輸出電壓傳感器并聯在并網逆變電路的三相輸出端，電網電壓傳感器并聯在電網中，三電平并網逆變器輸出電壓傳感器和電網電壓傳感器的輸出信號經過PWM控制器，PWM控制器中的DSP芯片（采用TMS320F28335）計算出6組獨立的PWM信號，每組2個互補的PWM信號，為三電平并網逆變電路的12個IGBT提供驅動信號，由IGBT驅動電路驅動三電平并網逆變電路的12個IGBT工作使三電平并網逆變電路產生并網電壓。