一种波浪能发电电能处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了公开了一种波浪能发电电能处理装置；所述装置包括：自适应升压单元，传输单元，蓄电池组、功率控制单元和逆变器单元，整个装置通过对各单元的逻辑控制，大大提升波浪能发电系统的整体效率，适应不同波浪强度，且兼容各种不同类型的波浪能发电系统。

【技术实现步骤摘要】
一种波浪能发电电能处理装置
本专利技术涉及波浪能发电领域，尤其涉及一种将波浪能发电后的电能进行功率变换、传输、管理、利用和保护的技术。
技术介绍
波浪能利用装置种类多样，但一般主要分为两个部分：一是波浪能采集装置，用于获得波浪能；二是机械能和电能转换装置，用于将获得的波浪能转换为某种特定形式的机械能或电能。采集装置的形式有振荡浮子式、悬挂摆式、鸭式、筏式、蚌式等，同时将电能进行进一步的变换和控制以便最终用户使用。振荡浮子式工作原理是通过浮子的上下浮动从而捕获波浪能量，再通过传动装置将波浪能转换成液压能或旋转的机械能，最后通过相连的发电机转换成电能，为一些小功率比如导航灯，浮标等提供电力。振荡浮子式的主要优点是其建造方便，投放点机动灵活，缺点是其水动力学性能不佳，未能达到较高的转换效率，抗冲击性也较差。悬摆体的运动很适合波浪大推力和低频的特性，摆式波能装置的转换效率较高；但是受限于适用波况，对设计要求较高；在设计波况下有较高的一次能量捕获效率，而在非设计波况下，悬挂摆式波浪能发电装置的一次能量捕获效率较低。筏式波浪能发电技术通过漂在水面的、筏体首尾铰接形成长度方向顺浪布置的整体来俘获波浪能，再通过两筏体之间铰接处相对运动的液压系统驱动发电机发电；该类波浪能发电装置具有较好的可靠性，在设计波况下具有较高的系统效率。整体性和抗波浪冲击能力较好，能量传递效率较好，发电稳定性好；但其迎波面较小，单位价值材料所获取的能量较小，导致实体尺寸过大，投入较高；同时由于波浪功率密度低，不稳定，利用难以及实际采用发电机类型繁多，造成输出电压及其不稳定，具体又表现为幅值低，频率低，功率小，效率低，还无法真正满足实际的需求，还面临着许多挑战，效率有待提高，整机结构设计，成本等还需要优化，可靠性和经济效率需要改善，此外还面临着转换装置的电力传输、运转可靠性、装置保护等问题。可见，现有技术中仍然存在一定的问题，需要进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供波浪能发电后的电能处理系统，能够克服现有效率不高兼容性不强，可靠性低，稳定性差等缺点，保证整体波浪能稳定可靠高效的利用。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种波浪能发电电能处理装置，兼容各种波浪能采集和转换发电装置,比如振荡浮子式、悬挂摆式、鸭式、筏式、蚌式等,将此类装置的原始发电输出,经过高压变换,储能及功率管理,最后送达核心逆变器,完成并网或给负载供电；该波浪能发电电能处理装置，其特征在于：采用独立的高压变换方式,发电输出后的中间电力传输环节采用高压直流,后端逆变器采用高压直流输入逆变器,同时使用合理的功率控制,并结合蓄电池储能,实现波浪能连续稳定发电和利用；该装置包括水下部分、传输部分和水上部分，其中，水下部分结构方面采用密封设计,包括整流单元和自适应升压单元，将波浪能发电装置输出的不稳定的交流电进行整流，将输出流后的电压升压为直流高压；传输部分，通过高压传输到岸上；水上部分包含蓄电池组、功率控制单元和逆变器单元,以实现功率调节和逆变并网或给负载设备供电。优选的，所述自适应升压单元采用极宽的电压和频率输入范围,兼容各种不同类型的波浪能采集和转换发电装置；其中交流0～400v，频率0～70hz，直流80～800v。优选的，所述传输部分采用1000v高压直流传输，减少线路损耗，进一步提高系统效率。优选的，所述水下部分采用全密封设计,内部电路板均采用特殊定制的保护漆。优选的，所述逆变单元采用模块化设计，整个电能处理装置功率约10kw,可以多个模块并联。为了解决由于波浪能发电输出电压幅值低，频率低，不稳定带来的电能利用难问题，此电能处理装置输入端采用交错并联BOOST变换及控制技术,其特点为兼容宽输入，升压比高；同时采用高频数字化控制，变换器效率大大提高。为了解决波浪能发电效率低下及电能远距离传输利用问题,此电能处理装置采用增加高压直流传输环节,传输到岸上后再利用后级逆变单元将直流电转换为交流电；同时,逆变器也采用高频数字化控制,采用多电平主拓扑电路和先进的IPM功率半导体模块及PWM控制技术,使得逆变器性能优异,可靠性高,既可以并网使用也可以离网使用。为了解决波浪变化带来的电能及其不稳定问题,此电能处理装置采用电池储能单元和功率管理单元,结合升压变换器和高压逆变器,对系统工作进行集中管理；当波浪较大时,此电能处理装置除了发电给终端使用以外,将多用的电能储存在蓄电池中,当波浪较小时,波浪能发电机和蓄电池共同给逆变器供电以保障后端连续稳定供电。为了解决海水及近海环境适应性问题,此电能处理装置整体结构采用全密封设计,内部电路板均采用特殊定制的保护漆,进一步降低高温高湿高盐雾以及海洋微生物带来的影响。本专利技术的有益效果是其可以兼容各种不同的波浪能采集转换装置,提升整理波浪能发电系统的效率和可靠性,同时减少系统搭建时间,模块化设计更加灵活,满足不同功率配置；解决了各种波浪能发电输出的电能质量问题,以及远距离稳定高效传输问题的高性能电力电子变换设备，大大提高波浪能发电的效能和可靠性，促进波浪能发电的推广应用。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。图1为本专利技术的实施例的一种波浪能发电电能处理装置的电能处理装置示意图；图2为本专利技术的实施例的一种波浪能发电电能处理装置的自适应升压单元框图；图3为本专利技术的实施例的一种波浪能发电电能处理装置的储能和功率管理单元框图；图4为本专利技术的实施例的一种波浪能发电电能处理装置的逆变单元框图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本实施提供的一种波浪能发电电能处理装置，兼容各种波浪能采集和转换发电装置,比如振荡浮子式、悬挂摆式、鸭式、筏式、蚌式等,将此类装置的原始发电输出,经过高压变换,储能及功率管理,最后送达核心逆变器,完成并网或给负载供电；该波浪能发电电能处理装置，其特征在于：采用独立的高压变换方式,发电输出后的中间电力传输环节采用高压直流,后端逆变器采用高压直流输入逆变器,同时使用合理的功率控制,并结合蓄电池储能,实现波浪能连续稳定发电和利用；该装置包括水下部分、传输部分和水上部分，其中，水下部分结构方面采用密封设计,包括整流单元和自适应升压单元，将波浪能发电装置输出的不稳定的交流电进行整流，将输出流后的电压升压为直流高压；传输部分，通过高压传输到岸上；水上部分包含蓄电池组、功率控制单元和逆变器单元,以实现功率调节和逆变并网或给负载设备供电。优选的，所述自适应升压单元采用极宽的电压和频率输入范围,兼容各种不同类型的波浪能采集和转换发电装置；其中交流0～400v，频率0～70hz，直流80～800v。由于波浪功率密度低，不稳定，利用难等特点，国内外许多机构针对实际状况开发了很多波浪能采集和转换发电装置，其最终都会要利用发电机，将机械能转换为电能，但是发电机又有很多类型，造成的结果就是发电机输出电压及其不稳定，具体又表现为幅值低，频率低，功率小；此电能处理装置兼容极宽的幅值和频率范围，具有较高的升压比，满足后级高压传输和逆变需要，同时采用最新的电力电子技术，整机效率高，性能优异稳定。优选的，所述传输部分采用1000v高压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波浪能发电电能处理装置，兼容各种波浪能采集和转换发电装置,比如振荡浮子式、悬挂摆式、鸭式、筏式、蚌式等,将此类装置的原始发电输出,经过高压变换,储能及功率管理,最后送达核心逆变器,完成并网或给负载供电；该波浪能发电电能处理装置，其特征在于：采用独立的高压变换方式,发电输出后的中间电力传输环节采用高压直流,后端逆变器采用高压直流输入逆变器,同时使用合理的功率控制,并结合蓄电池储能,实现波浪能连续稳定发电和利用；该装置包括水下部分、传输部分和水上部分，其中，水下部分结构方面采用密封设计,包括整流单元和自适应升压单元，将波浪能发电装置输出的不稳定的交流电进行整流，将输出流后的电压升压为直流高压；传输部分，通过高压传输到岸上；水上部分包含蓄电池组、功率控制单元和逆变器单元,以实现功率调节和逆变并网或给负载设备供电。

【技术特征摘要】
1.一种波浪能发电电能处理装置，兼容各种波浪能采集和转换发电装置,比如振荡浮子式、悬挂摆式、鸭式、筏式、蚌式等,将此类装置的原始发电输出,经过高压变换,储能及功率管理,最后送达核心逆变器,完成并网或给负载供电；该波浪能发电电能处理装置，其特征在于：采用独立的高压变换方式,发电输出后的中间电力传输环节采用高压直流,后端逆变器采用高压直流输入逆变器,同时使用合理的功率控制,并结合蓄电池储能,实现波浪能连续稳定发电和利用；该装置包括水下部分、传输部分和水上部分，其中，水下部分结构方面采用密封设计,包括整流单元和自适应升压单元，将波浪能发电装置输出的不稳定的交流电进行整流，将输出流后的电压升压为直流高压；传输部分，通过高压传输到岸上；水上部分包含蓄电池组、功率控制单元和逆...

【专利技术属性】
技术研发人员：常二响，刘会钊，王振收，杜安明，向伟炜，陆学军，杨松柏，万静龙，
申请(专利权)人：安徽博微智能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34