[發明專利]一種涵道式雙向潮流電站系統

有效

• 申請號: 201811276427.9
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109778808B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 陳立衛;劉長陸;俞劍鋒;張東利;陳銀華;李倩倩;王玉娟;胡錦波
• 申請（專利權）人: 杭州江河水電科技有限公司
• 主分類號: F03B13/26
• 分類號: F03B13/26;E02B9/08
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種涵道式雙向潮流電站系統，其特征在于，主要由雙向潮流發電裝置、壩體、外海、內海、涵道和啟閉閘門組成；所述雙向潮流發電裝置安裝于所述壩體底部的涵道內；所述涵道的兩端分別設有與所述外海和內海相連通的開口，并且兩個開口分別設有啟閉閘門；

所述雙向潮流發電裝置包括葉輪、轉子、定子和電控系統；所述葉輪安裝在所述轉子的外周；

所述電控系統包括總控制器、變流器、發電機側開關和發電網側開關，所述變流器、發電機側開關和發電網側開關分別連接于所述總控制器，所述發電機側開關和發電網側開關分別連接于所述變流器，所述發電機側開關連接于所述雙向潮流發電裝置的定子引出線，所述發電網側開關連接于電網；所述電控系統還包括霍爾傳感器、變頻器、電動網側開關和電動機側開關，所述變頻器、電動網側開關和電動機側開關均連接于所述總控制器，所述霍爾傳感器連接于所述變頻器；所述電動網側開關和電動機側開關分別連接于所述變頻器，且所述電動機側開關連接于所述雙向潮流發電裝置的定子引出線，所述電動網側開關連接于電網；

當涵道內有潮流時，所述葉輪捕獲正向或反向潮流動能旋轉，驅動所述轉子產生旋轉磁場，在所述定子的繞組內產生電磁感應電壓和電流，通過所述發電機側開關、所述變流器、所述發電網側開關連接至電網輸出電能，所述雙向潮流發電裝置作發電運行；當涵道內無潮流流速時，所述定子通過所述電動網側開關、所述變頻器、所述電動機側開關連接至電網吸收電能而產生交變磁場，通過與所述轉子的磁場作用驅動轉子旋轉，轉子進而驅動葉輪旋轉，所述雙向潮流發電裝置作電動水泵運行。

2.根據權利要求1所述的涵道式雙向潮流電站系統，其特征在于，所述涵道內安裝一臺雙向潮流發電裝置，或沿著垂直于潮流的方向并排安裝兩臺或以上的雙向潮流發電裝置，且當雙向潮流發電裝置的數量大于或等于兩臺時，為減少潮流流態的相互影響，所述雙向潮流發電裝置的運行旋轉方向兩兩相反。

3.根據權利要求1所述的涵道式雙向潮流電站系統，其特征在于，所述雙向潮流發電裝置包括后導流座、前導流座、圓柱滾子、推力滾子；所述轉子為無軸結構，通過所述圓柱滾子和所述推力滾子旋轉地安裝在所述前導流座和后導流座之間，所述前導流座和后導流座固定安裝在所述涵道內，所述圓柱滾子和所述推力滾子將所述葉輪和所述轉子產生的徑向載荷和軸向載荷傳遞給前導流座和后導流座；所述定子安裝在所述前導流座和后導流座之間，并位于所述轉子的內部。

4.上述任一權利要求所述的涵道式雙向潮流電站系統的工作方法，其特征在于，具體為：

啟閉閘門常開，當外海的潮位高于內海的潮位時，形成正向水位差，海水從外海經過所述涵道流向內海形成正向潮流，所述雙向潮流發電裝置捕獲正向潮流動能發電運行輸出電能；隨著時間的推移和潮汐運動的變化，當外海潮位等于內海潮位時，水位差為零，所述涵道內海水流速為零，所述雙向潮流發電裝置保持原旋轉方向短暫慣性惰轉；

當外海潮位低于內海潮位時，形成反向水位差，海水從內海經過涵道流向外海形成反向潮流，所述雙向潮流發電裝置自動變槳，捕獲反向潮流動能發電運行輸出電能；隨著時間的推移和潮汐運動的變化，當外海潮位再次等于內海潮位時，水位差為零，涵道內海水流速為零，雙向潮流發電裝置依舊保持原旋轉方向短暫慣性惰轉；

所述雙向潮流發電裝置捕獲正向潮流動能或反向潮流動能的過程為：

當涵道內有潮流時，葉輪捕獲正向潮流動能或反向潮流動能旋轉，驅動轉子產生旋轉磁場，在定子的繞組內產生電磁感應電壓和電流，依次通過發電機側開關、變流器、發電網側開關連接至電網輸出電能，雙向潮流發電裝置作發電運行；

當涵道內無潮流流速時，定子依次通過電動網側開關、變頻器、電動機側開關連接至電網吸收電能而產生交變磁場，通過與轉子的磁場作用驅動轉子旋轉，轉子進而驅動葉輪旋轉，所述雙向潮流發電裝置作電動水泵運行。