一种基于桩柱式海上风电设备的横轴式潮流能发电装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种基于桩柱式海上风电设备的横轴式潮流能发电装置及方法，包括利用潮流能发电的潮流能横轴发电系统；用于控制潮流能横轴发电系统供电电路开合的风潮耦合电气控制系统；所述风潮耦合电气控制系统包括综合控制终端和风力发电机，其中，风力发电机连接风机叶片，用以实现风能发电；所述综合控制终端用于采集潮流能横轴发电系统输出端和风力发电机输出端的电压值，并根据潮流能横轴发电系统输出端的电压值和风力发电机输出端的电压值之间的偏差控制潮流能横轴发电系统供电电路开合；本发明专利技术有效利用了海上风电相关电气设备的功率缺额空间，提升海上能源利用率，同时基于现有设备设计进行安装，大大减小了相应的基建、设备、运维成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于桩柱式海上风电设备的横轴式潮流能发电装置及方法
本专利技术属于海上风电与海洋能发电
，特别涉及一种基于桩柱式海上风电设备的横轴式潮流能发电装置及方法。
技术介绍
为了应对气候变暖带来的严峻环境问题，可再生能源技术近年来得到了快速的发展。由于近海海面比较充裕的风能条件，以及技术提高和成本下降带来的乘数效应，近年来海上风电兴起了建设热潮，海上风电装机总额和项目数量连年攀升，但由于风力发电需要依靠不确定的风能，输出功率不稳定，达不到额定功率，海上风电相关电气设备有很大的功率缺额空间未被利用，海上能源利用不够充分。另一方面，海洋能作为一种可再生清洁能源，具有不占用陆上土地，且总量极其丰富的特点。潮流能发电技术在此背景下孕育而生，潮流能相对太阳能和风能，其能量密度更大，且根据地月日运动具有可预测性，能量相对稳定；潮流能应用较为成熟的水轮机机械能-电能转化原理，近年来在国内外开展了一系列的试验和应用，前景广阔。然而，潮流能因为远离陆地，其铺设离岸电力传输、控制等设备的基建成本很大，且易受到恶劣海况的破坏，单独建设离岸潮流能电站本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于桩柱式海上风电设备的横轴式潮流能发电装置，其特征在于，包括利用潮流能发电的潮流能横轴发电系统(1)；/n用于控制潮流能横轴发电系统(1)供电电路开合的风潮耦合电气控制系统(2)；/n所述风潮耦合电气控制系统(2)包括综合控制终端(2-7)和风力发电机(2-2)，其中，风力发电机(2-2)连接风机叶片(5)，用以实现风能发电；所述综合控制终端(2-7)用于采集潮流能横轴发电系统(1)输出端和风力发电机(2-2)输出端的电压值，并根据潮流能横轴发电系统(1)输出端的电压值和风力发电机(2-2)输出端的电压值之间的偏差控制潮流能横轴发电系统(1)供电电路开合。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于桩柱式海上风电设备的横轴式潮流能发电装置，其特征在于，包括利用潮流能发电的潮流能横轴发电系统(1)；
用于控制潮流能横轴发电系统(1)供电电路开合的风潮耦合电气控制系统(2)；
所述风潮耦合电气控制系统(2)包括综合控制终端(2-7)和风力发电机(2-2)，其中，风力发电机(2-2)连接风机叶片(5)，用以实现风能发电；所述综合控制终端(2-7)用于采集潮流能横轴发电系统(1)输出端和风力发电机(2-2)输出端的电压值，并根据潮流能横轴发电系统(1)输出端的电压值和风力发电机(2-2)输出端的电压值之间的偏差控制潮流能横轴发电系统(1)供电电路开合。


2.根据权利要求1所述的一种基于桩柱式海上风电设备的横轴式潮流能发电装置，其特征在于，所述风潮耦合电气控制系统(2)安装在发电机主体桩柱(4)顶端的机舱内，且置于海面以上；还包括风机齿轮箱(2-1)，所述风机叶片(5)经过风机齿轮箱(2-1)与风力发电机(2-2)连接；所述风机发电机(2-2)的电能输出端连接逆变器(2-3)的输入端；所述逆变器(2-3)的输出端连接变压器(2-4)的输入端；所述变压器(2-4)的输出端连接陆地升压站并网；
其中，所述风机发电机(2-2)的电能输出端和逆变器2-3的输入端之间设置有第一电压表(2-6)；所述第一电压表(2-6)用于采集风力发电机(2-2)输出端的电压值，并将采集到的电压值传输到综合控制终端(2-7)；；
所述逆变器(2-3)的输入端还连接有潮流能横轴发电系统(1)的电能输出端，且两者之间设置有第二电压表和断路装置(2-5)；所述第二电压表用于采集潮流能横轴发电系统(1)的电能输出端的电压值，并将采集到的电压值传输至综合控制终端(2-7)；
所述综合控制终端(2-7)用于根据接收到的电压值控制断路装置(2-5)的启停。


3.根据权利要求1所述的一种基于桩柱式海上风电设备的横轴式潮流能发电装置，其特征在于，所述潮流能横轴发电系统(1)固定在发电机主体桩柱(4)上，且置于海面以下；具体包括固定结构架(1-1)、防水压密封设备箱(1-2)、潮流能发电机(1-3)、横轴水轮机(1-4)、水轮机支撑架(1-5)和导流罩(1-6)，其中，所述固定结构架(1-1)、防水压密封设备箱(1-2)和水轮机支撑架(1-5)均安装在底板上；所述固定结构架(1-1)为长方体的框型结构，所述框型结构套装在发电机主体桩柱(4)上；
所述防水压密封设备箱(1-2)固定在固定结构架(1-1)的外侧壁上；
所述水轮机支撑架(1-5)设置有两个，呈对称结构固定在防水压密封设备箱(1-2)两个侧面上；每个水轮机支撑架(1-5)上设置有一个横轴水轮机(1-4)；
所述横轴水轮机(1-4)的一端安装在水轮机支撑架(1-5)上，另一端与潮流能发电机(1-3)的输入端连接；所述潮流能发电机(1-3)安装在防水压密封设备箱(1-2)内；
所述导流罩(1-6)设置有两个，呈对称结构布置在固定结构架(1-1)的两侧。


4.根据权利要求3所述的一种基于桩柱式海上风电设备的横轴式潮流能发电装置，其特征在于，所述导流罩(1-6)上设置有用于控制导流罩前开口和后开口自动开合的控制结构；所述控制结构包括潮流速度及流向监控系统(3)和执行结构，其中，潮流速度及流向监控系统(3)用于采集该发电装置安装处的潮流流速和流向，并将采集到的潮流流速和流向传输至风潮耦合电气控制系统(2)内的综合控制终端(2-7)；通过综合控制终端(2-7)控制执行结构控制导流罩(1-6)的形态。


5.根据权利要求4所述的一种基于桩柱式海上风电设备的横轴式潮流能发电装置，其特征在于，所述执行结构包括侧板(1-7)、导流罩控制器(1-8)、导流罩控制架(1-9)和可开合导流面(1-10)，其中，所述导流罩(1-6)为半圆环的板状结构，该半圆环的板状结构的两端均设置有一个波纹结构的可开合导流面(1-10)，所述可开合导流面(1-10)通过侧板(1-7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋子琛，韩毅，赵勇，童博，李立勋，丁玲玲，陈臣，王新，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61