一种波浪能电站稳定可控及测试分析系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种波浪能电站稳定可控及测试分析系统，通过设置振荡浮子组件、自适应杠杆组件、直线发电机、充电组件及上位机，为波浪能源的开发利用提供测试分析与评估平台。本实用新型专利技术的自适应杠杆组件能够补充波浪随机变化对发电的影响，并能够捕获更多的波浪能量，为研究高效低成本的波浪能发电装置提供技术支持，对远离海岸的航标装置、海洋工程、石油平台和海岛等开发利用波浪能源，具有较高的经济和社会效益，对加快海洋经济的开发利用具有重要的现实意义和战略意义。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及海洋能源开发利用系统，具体涉及一种波浪能电站稳定可控及测试分析系统。
技术介绍
波浪能约占世界上海洋能量的17%，自20世纪80年代以来，世界各国不断投入大量资金和人力，开展波浪能综合开发利用研究，并取得了长足的发展。目前欧、美、日、澳等国家均已经研制出波浪能发电系统，并开始进入商业化应用阶段。欧洲大部分国家和北美发达国家由于比较重视摆脱依赖化石能源的单一状况，相继制定了能源多样化的研究工作。其中英国一度把波浪能发电技术放在清洁能源研究的首位，并成为了世界波浪能研究的中心。英国自1990年代在苏格兰相继建立了多座岸式波浪能电站，并分别对数百户居民进行商业化供电。日本也是亚洲研究波浪能发电技术的中心，目前已经有超过1000座小型波浪能发电装置投入运行，取得了较好的商业效益。美国和挪威等也建立了波浪能综合利用研究机构，投入资金用于波浪能装置的研究开发。波浪能占中国海洋能量的21%，但我国对波浪能的研究起步晚，重视不够，最初在东南沿海福建和广东等进行了试验性的波浪能发电装置。近年来山东地区也建立了波浪能发电装置，取得了不错的效果，累积了装置运行经验和数据。然而国内波浪能利用技术的研究，受制于投入资金不足，产品实用性较差等限制，主要停留在波浪能发电装置试制、原理验证等阶段，商业化、产业化远远不够。从发展海洋蓝色经济的角度出发，波浪能最丰富的地方是台湾、浙江和渤海湾，因此，开展波浪能研究，储备相关技术，研制实用化波浪能发电系统，对新能源激烈竞争的国际环境下，实现能源格局多元化是非常有必要的。现有技术中，波浪能发电存在的主要问题有:(1)、波浪能发电装置的稳定输出问题:由于波浪能量随着天气变化差异很大，如果找到一种使得波浪能成为稳定可靠的能源，被用户直接使用是独立波浪能发电系统的关键技术。⑵、波浪能转换装置效率低及成本高的问题:目前采用的振荡水柱、阀式、收缩波道和点吸收(鸭式)等几种方式，在提高效率的基础上，针对运行环境多变、海水腐蚀等问题，合理选用材料，设计装置结构，降低装置成本。⑶、波浪能发电过程不均勾、能量输出不稳定的问题。⑷、波浪能发电系统海上调试及故障维护困难的问题。波浪能发电具有能量输出不稳定，其运动特征是低速、往复，转换效率底下，一旦出现系统故障维护困难等缺点，因此，未来波浪能发电装置发展的趋势，将朝着提高波浪能转换效率、实现波浪能稳定输出和提升装置制造能力的方向发展。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种波浪能电站稳定可控及测试分析系统，通过设置振荡浮子组件、自适应杠杆组件、直线发电机、充电组件及上位机，为波浪能源的开发利用提供测试分析与评估平台。本技术的自适应杠杆组件能够补充波浪随机变化对发电的影响，并能够捕获更多的波浪能量，为研究高效低成本的波浪能发电装置提供技术支持，对远离海岸的航标装置、海洋工程、石油平台和海岛等开发利用波浪能源，具有较高的经济和社会效益，对加快海洋经济的开发利用具有重要的现实意义和战略意义。为了达到上述目的，本技术通过以下技术方案实现:—种波浪能电站稳定可控及测试分析系统，其特点是，该稳定可控及测试分析系统包含:机架；振荡浮子组件，设置在水中；自适应杠杆组件，设置在所述机架内；所述自适应杠杆组件的一端与所述振荡浮子组件连接；直线发电机，设置在所述机架内；所述直线发电机与所述自适应杠杆组件的另一端连接；充电组件，所述充电组件与所述直线发电机连接；上位机，所述上位机分别与所述自适应杠杆组件、所述直线发电机及所述充电组件连接。优选地，所述振荡浮子组件包含:振荡浮子，设置在水中；第一浮子连杆，所述第一浮子连杆的一端与所述振荡浮子顶部连接，该第一浮子连杆的另一端与所述自适应杠杆组件的一端连接。优选地，所述振荡浮子包含:外壳，呈圆筒形，米用不锈钢材料制成；内腔，设置在所述外壳内，所述内腔壁采用橡胶制成。优选地，所述振荡浮子的内腔充满压缩气体，使得所述内腔的气体压强范围保持为:0.2MPa-l.0 MPa ；所述外壳直径范围为:6cm-10cm，所述振荡浮子的吃水深度为:6m-12m。优选地，所述自适应杠杆组件包含:自适应杠杆，所述自适应杠杆的前端与所述第一浮子连杆连接，该自适应杠杆的后端与所述直线发电机连接；滑块丝杠结构，所述自适应杠杆中部设置在所述滑块丝杠结构内；并以所述滑块丝杠结构为杠杆支点，带动所述自适应杠杆移动。优选地，所述滑块丝杠结构包含:第一交流变换器，所述第一交流变换器的电源输入端与外部电源连接，该第一交流变换器的控制输入端与所述上位机连接；第一电动机，所述第一电动机的输入端与所述第一交流变换器的输出端连接；丝杠，与所述第一电动机的输出端连接；滑块，活动套设在所述丝杠上；可调支架，设置在所述滑块底部，所述自适应杠杆中部设置在所述可调支架内。优选地，所述直线发电机包含:固定罩，设置在所述机架内；弹簧，设置在所述固定罩内顶部；导向杆，所述导向杆一端与所述弹簧接触；直线发电机动子，所述直线发电机动子的顶部与所述导向杆的另一端连接；动子连杆，所述动子连杆顶部与所述直线发电机动子的底部连接，该动子连杆底端与所述自适应杠杆的后端连接；直线发电机定子绕组，环绕设置在所述直线发电机动子外侧；—对第一位置传感器，设置在所述固定罩内，并分别设置在所述导向杆两侧，所述一对第一位置传感器分别与所述上位机连接；一对第二位置传感器，分别设置在所述动子连杆两侧，所述一对第二位置传感器分别与所述上位机连接。 优选地，所述充电组件包含:交直流换流器，所述交直流换流器的输入端与所述直线发电机定子绕组的输出端连接，该交直流换流器的控制端与所述上位机连接；直流变换器，所述直流变换器的输入端与所述交直流换流器的输出端连接；超级电容器，与所述直流变换器的输出端连接；DC/AC逆变器，所述DC/AC逆变器的输入端与所述直流变换器的输出端连接，该DC/AC逆变器的控制端与所述上位机连接；第一变压器，所述第一变压器的输入端与所述DC/AC逆变器的输出端连接；空气断路器，所述第一变压器的输出端通过所述空气断路器控制与所述外部电源进线并网。优选地，该稳定可控及测试分析系统还包含:模拟测试机构，用于模拟水中的波浪周期，确保所述振荡浮子组件与所述直线发电机匹配设置。优选地，所述模拟测试机构包含:第二交流变换器，所述第二交流变换器的电源输入端与外部电源连接，该第二交流变换器的控制输入端与所述上位机连接；第二电动机，所述第二电动机的输入端与所述第二交流变换器的输出端连接；偏心椭圆轮，所述偏心椭圆轮与所述第二电动机的输出轴连接；转轴连接件，设置在所述偏心椭圆轮的上；第二浮子连杆，所述第二浮子连杆的一端与所述转轴连接件连接，该第二浮子连杆的另一端与所述自适应杠杆组件的一端连接。本技术与现有技术相比具有以下优点:本技术公开的一种波浪能电站稳定可控及测试分析系统，通过设置振荡浮子组件、自适应杠杆组件、直线发电机、充电组件及上位机，为波浪能源的开发利用提供测试分析与评估平台。本技术通过设置上位机，能够解决波浪能发电装置在海上现场调试难的问题，并且能够使得振荡浮子在潮高和波浪强度综合作用下优化波浪能发电机的效率，同时解决了波浪能电站并网稳定可控的问题。本技术的自适应杠杆组件能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波浪能电站稳定可控及测试分析系统，其特征在于，该稳定可控及测试分析系统包含：机架；振荡浮子组件，设置在水中；自适应杠杆组件，设置在所述机架内；所述自适应杠杆组件的一端与所述振荡浮子组件连接；直线发电机，设置在所述机架内；所述直线发电机与所述自适应杠杆组件的另一端连接；充电组件，所述充电组件与所述直线发电机连接；上位机，所述上位机分别与所述自适应杠杆组件、所述直线发电机及所述充电组件连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂臣，陈泰山，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：新型
国别省市：上海;31