[發(fā)明專利]多自由度波浪能浮子與半潛浮式風(fēng)機(jī)耦合發(fā)電系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210546015.2
• 申請(qǐng)日: 2022-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN114645817B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史宏達(dá);魏志文;曹飛飛;薛磊;于明琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): F03B13/18
• 分類號(hào): F03B13/18;F03B13/22;F03B15/00;F03D7/04;F03D9/00;F03D9/25;F03D13/25
• 代理公司: 濟(jì)南領(lǐng)升專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37246
• 代理人: 王吉勇

1.多自由度波浪能浮子與半潛浮式風(fēng)機(jī)耦合發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電方法，所述耦合發(fā)電系統(tǒng)包括半潛浮式平臺(tái)，所述半潛浮式平臺(tái)上部中心處安裝有風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)外圍的半潛浮式平臺(tái)上安裝有多自由度波浪能浮子；風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)和多自由度波浪能浮子均由中央控制系統(tǒng)控制；

所述多自由度波浪能浮子包括安裝在半潛浮式平臺(tái)上的豎向?qū)еQ向?qū)е膬?nèi)側(cè)面上豎向安裝有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上卡接有能沿其自由滑動(dòng)的滑塊，滑塊與波能浮子上的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，波能浮子相對(duì)于半潛浮式平臺(tái)發(fā)生垂蕩和縱搖兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)；波能浮子的頂部與多根活塞桿底部鉸接，活塞桿另一端通過球支座與活塞相連，活塞與液壓缸軸向配合，波能浮子在波浪作用下發(fā)生的垂蕩和縱搖運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成活塞在液壓缸內(nèi)部的軸向滑移；所述液壓缸的進(jìn)液口和出液口分別對(duì)應(yīng)與低壓蓄能器和高壓蓄能器連通，高壓蓄能器通過管路與液壓馬達(dá)進(jìn)液口連通，液壓馬達(dá)與發(fā)電機(jī)連接并能帶動(dòng)其做功發(fā)電，液壓馬達(dá)出液口與低壓蓄能器的進(jìn)液口連通；

其特征是，發(fā)電方法包括：

耦合發(fā)電系統(tǒng)安裝完畢并啟用后，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)在風(fēng)的驅(qū)動(dòng)下做功發(fā)電，電能接入中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)檢測(cè)風(fēng)電的電能品質(zhì)，包括電壓、功率、電流和頻率參數(shù)，并將該參數(shù)與系統(tǒng)額定參數(shù)相比，自動(dòng)計(jì)算出調(diào)整方案，進(jìn)一步將調(diào)整方案轉(zhuǎn)換為高壓蓄能器的液壓釋放壓力控制參數(shù)，以改變波浪能發(fā)電裝置的輸出功率和電壓、電流參數(shù)；

波能浮子在波浪作用下發(fā)生的垂蕩和縱搖運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成活塞在液壓缸內(nèi)部的軸向滑移；活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，將低壓蓄能器內(nèi)的液壓油抽入液壓缸內(nèi)，當(dāng)活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，則會(huì)將液壓缸內(nèi)的液壓油擠入高壓蓄能器內(nèi)，至此波浪能便通過波能浮子的多自由度運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為液壓能儲(chǔ)存在高壓蓄能器內(nèi)；

當(dāng)高壓蓄能器內(nèi)的壓力值達(dá)到中央控制系統(tǒng)設(shè)定的釋放壓力值時(shí)，高壓油便會(huì)釋放沿管路流至液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)在高壓油的驅(qū)動(dòng)下會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)帶著發(fā)電機(jī)做功發(fā)電，做功完成的液壓油會(huì)沿著管路流回低壓蓄能器，至此完成一次波浪能發(fā)電循環(huán)；

波浪能發(fā)電裝置所發(fā)的電能同樣匯入中央控制系統(tǒng)，與風(fēng)力發(fā)電機(jī)所獲得的電能進(jìn)行互補(bǔ)整合后經(jīng)主線纜匯入電網(wǎng)。

2.如權(quán)利要求1所述的多自由度波浪能浮子與半潛浮式風(fēng)機(jī)耦合發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電方法，其特征是，所述半潛浮式平臺(tái)包括分別布置于等邊三角形三個(gè)夾角上的三個(gè)漂浮樁腿，三個(gè)漂浮樁腿之間通過橫撐連接，三個(gè)漂浮樁腿與位于三角形中心的中心立柱通過斜撐連接。

3.如權(quán)利要求2所述的多自由度波浪能浮子與半潛浮式風(fēng)機(jī)耦合發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電方法，其特征是，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)安裝于中心立柱上部。

4.如權(quán)利要求2所述的多自由度波浪能浮子與半潛浮式風(fēng)機(jī)耦合發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電方法，每個(gè)漂浮樁腿上均連接有一根用于錨泊于深遠(yuǎn)海的系泊纜。

5.如權(quán)利要求2所述的多自由度波浪能浮子與半潛浮式風(fēng)機(jī)耦合發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電方法，其特征是，每?jī)蓚€(gè)漂浮樁腿之間通過上下兩根平行的橫撐連接，兩橫撐之間通過兩根平行的豎向?qū)еB接；上部的橫撐上面設(shè)置有固定于其上的支撐部，支撐部上安裝有低壓蓄能器、高壓蓄能器、液壓馬達(dá)和發(fā)電機(jī)。

6.如權(quán)利要求2所述的多自由度波浪能浮子與半潛浮式風(fēng)機(jī)耦合發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電方法，其特征是，所述多自由度波浪能浮子共有三組，分別安裝在相鄰兩個(gè)漂浮樁腿之間。

7.如權(quán)利要求5所述的多自由度波浪能浮子與半潛浮式風(fēng)機(jī)耦合發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電方法，其特征是，所述波能浮子、活塞桿和液壓缸均位于兩橫撐和兩豎向?qū)еg的空間內(nèi)。

8.如權(quán)利要求3所述的多自由度波浪能浮子與半潛浮式風(fēng)機(jī)耦合發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電方法，其特征是，所述中央控制系統(tǒng)設(shè)置于風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)的塔筒底部。

9.如權(quán)利要求1所述的多自由度波浪能浮子與半潛浮式風(fēng)機(jī)耦合發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電方法，其特征是，風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)和多自由度波浪能浮子所發(fā)電能均匯入中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)通過主線纜輸出電能。