一种风能和波浪能联合发电装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种风能和波浪能联合发电装置及控制方法，包括风电机组、半潜浮式平台和波浪能装置；半潜浮式平台包括Y型座体和三块连板；Y型座体上部的三个端点处通过三块连板连接；波浪能装置通过上铰轴套安装于连板上，波浪能装置用于将波浪能转换为电能；风电机组安装于Y型座体的中心点处，风电机组用于将风能转换为电能；解决了现有的半潜式风浪联合发电装置中的波浪能发电装置均与浮式平台紧固连接，无法灵活调整波浪能发电装置与来波方向的夹角，导致波浪能发电装置难以实现波浪能的长期高效捕获的技术问题。能的长期高效捕获的技术问题。能的长期高效捕获的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种风能和波浪能联合发电装置及控制方法


[0001]本专利技术涉及可再生能源利用与海洋工程装备
，尤其涉及一种风能和波浪能联合发电装置及控制方法。

技术介绍

[0002]随着近海上风电开发日趋饱和，海上风电开发逐渐呈现深远海、漂浮式方向发展趋势。然而，深远海恶劣的海况条件对风机基础、系泊系统和海底电缆等提出了更为严苛的设计要求，使得浮式风机的度电成本过高、安全与稳定性较差，严重制约深远海风能资源的开发。同时，海上风电与波浪能具有较好的互补性，可以显著提升海上风电出力的稳定性。若能高效结合海上风电与波浪能，有利于发展海洋经济、降低排放并改善环境。
[0003]目前，现有的波浪能发电装置主要为摆式波浪能装置，主要包括鹰式及海豚式两大类。在复杂海况条件下的波浪传播方向具有随机性及不确定性，波浪能发电装置与来波方向的夹角是影响风浪联合发电装置能量捕获效率的关键性影响因素。然而，现有的半潜式风浪联合发电装置中的波浪能发电装置均与浮式平台紧固连接，无法灵活调整波浪能发电装置与来波方向的夹角，导致波浪能发电装置难以实现波浪能的长期高效捕获。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种风能和波浪能联合发电装置及控制方法，解决了现有的半潜式风浪联合发电装置中的波浪能发电装置均与浮式平台紧固连接，无法灵活调整波浪能发电装置与来波方向的夹角，导致波浪能发电装置难以实现波浪能的长期高效捕获的技术问题。
[0005]本专利技术提供的一种风能和波浪能联合发电装置，包括风电机组、半潜浮式平台和波浪能装置；
[0006]所述半潜浮式平台包括Y型座体和三块连板；
[0007]所述Y型座体上部的三个端点处通过三块所述连板连接；
[0008]所述波浪能装置通过上铰轴套安装于所述连板上，所述波浪能装置用于将波浪能转换为电能；
[0009]所述风电机组安装于所述Y型座体的中心点处，所述风电机组用于将风能转换为电能。
[0010]可选地，所述Y型座体包括三个座体连接块和三个固定块；
[0011]所述座体连接块为中心镂空的矩形结构；
[0012]三个所述座体连接块的一端相互连接，三个所述座体连接块的另一端分别设置有所述固定块；
[0013]所述固定块为半圆台结构。
[0014]可选地，所述波浪能装置包括多个波浪能机构和振荡浮板；
[0015]多个所述波浪能机构的底端与所述振荡浮板连接，且多个所述波浪能机构平行设
置；
[0016]所述上铰轴套包括上铰轴座和铰轴连杆；
[0017]所述连板上设置有所述上铰轴座；
[0018]所述上铰轴座设置有与所述波浪能机构数量相等的铰轴槽；
[0019]多个所述波浪能机构的牵引臂通过所述铰轴连杆安装于所述铰轴槽内。
[0020]可选地，所述波浪能机构包括下铰轴套和所述牵引臂；
[0021]所述下铰轴套包括下铰轴座和螺纹销；
[0022]所述下铰轴座底部与所述振荡浮板的上端面固定连接；
[0023]所述牵引臂的底端通过所述螺纹销与所述下铰轴座固定连接；
[0024]所述牵引臂的顶端设置有液压杆；
[0025]所述液压杆穿入所述连板与液压缸活动连接，所述液压杆用于对所述液压系统做功。
[0026]可选地，所述固定块内部设置有所述液压系统，所述液压系统包括所述液压缸、蓄能器、液压马达和液压发电机；
[0027]所述液压缸与所述蓄能器连接，所述蓄能器用于接收所述液压缸压缩的液压油并转化为压力势能；
[0028]所述蓄能器与所述液压马达连接，所述液压马达用于将所述压力势能转化为动能；
[0029]所述液压马达通过液压连杆与所述液压发电机连接，所述液压发电机用于将所述动能转化为电能。
[0030]可选地，所述振荡浮板包括上浮块和下浮块；
[0031]所述上浮块的底部与所述下浮块的上端面固定连接；
[0032]所述上浮块为中部镂空的圆角矩形结构；
[0033]所述下浮块的横截面为倒三角形或倒等腰梯形。
[0034]可选地，所述Y型座体的三个端点处为圆角结构。
[0035]可选地，所述风电机组为水平轴风力发电机组。
[0036]可选地，所述水平轴风力发电机组包括叶片、机舱和塔筒；
[0037]所述塔筒的底部与所述Y型座体的中心连接处固定连接；
[0038]所述塔筒的顶部安装有所述机舱；
[0039]所述机舱内设置有水平轴式风力发电机，所述水平轴式风力发电机的转子与所述叶片连接。
[0040]本专利技术第二方面提供的一种应用于上述风能和波浪能联合发电装置的控制方法，所述风能和波浪能联合发电装置包括风电机组、半潜浮式平台和波浪能装置，所述半潜浮式平台包括Y型座体和三块连板，所述方法包括：
[0041]将所述风电机组安装于所述Y型座体的中心点处；
[0042]将所述波浪能装置通过上铰轴套安装于所述连板上；
[0043]当风载荷作用在所述风电机组内的叶片，带动水平轴式风力发电机转动，将风能转换为电能；
[0044]当波浪载荷作用在所述波浪能装置内的振荡浮板，带动牵引臂上下运动，将波浪
能转换为电能。
[0045]从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：
[0046]将波浪能装置与兆瓦级风电机组耦合安装于半潜浮式平台，波浪能装置的波浪能捕获效率高，二者结合可实现风能及波浪能的全面捕获与综合利用；
[0047]风能和波浪能联合发电装置所采用的半潜浮式平台为新型半潜浮式平台，其主体为Y型结构，由中间镂空、形状一样的三块方形板组合而成，在浮式平台上部设计有水平连板用于安装新型振荡浮板式波浪能装置；
[0048]风浪联合发电所采用的波浪能装置为新型振荡浮板式波浪能装置，其受波浪力作用时通过下铰轴套带动牵引臂上下运动，牵引臂上下运动时带动上轴套以对液压系统做功，将波浪能转化为液压能，进而实现电能转换。
附图说明
[0049]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0050]图1为本专利技术实施例提供的一种风能和波浪能联合发电装置的正视图；
[0051]图2为本专利技术实施例提供的一种风能和波浪能联合发电装置的侧视图；
[0052]图3为本专利技术实施例提供的一种风能和波浪能联合发电装置的俯视图；
[0053]图4为本专利技术实施例提供的半潜浮式平台的正视图；
[0054]图5为本专利技术实施例提供的半潜浮式平台的侧视图；
[0055]图6为本专利技术实施例提供的半潜浮式平台的俯视图；
[0056]图7为本专利技术实施例提供的波浪能装置的正视图；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风能和波浪能联合发电装置，其特征在于，包括风电机组、半潜浮式平台和波浪能装置；所述半潜浮式平台包括Y型座体和三块连板；所述Y型座体上部的三个端点处通过三块所述连板连接；所述波浪能装置通过上铰轴套安装于所述连板上，所述波浪能装置用于将波浪能转换为电能；所述风电机组安装于所述Y型座体的中心点处，所述风电机组用于将风能转换为电能。2.根据权利要求1所述的风能和波浪能联合发电装置，其特征在于，所述Y型座体包括三个座体连接块和三个固定块；所述座体连接块为中心镂空的矩形结构；三个所述座体连接块的一端相互连接，三个所述座体连接块的另一端分别设置有所述固定块；所述固定块为半圆台结构。3.根据权利要求2所述的风能和波浪能联合发电装置，其特征在于，所述波浪能装置包括多个波浪能机构和振荡浮板；多个所述波浪能机构的底端与所述振荡浮板连接，且多个所述波浪能机构平行设置；所述上铰轴套包括上铰轴座和铰轴连杆；所述连板上设置有所述上铰轴座；所述上铰轴座设置有与所述波浪能机构数量相等的铰轴槽；多个所述波浪能机构的牵引臂通过所述铰轴连杆安装于所述铰轴槽内。4.根据权利要求3所述的风能和波浪能联合发电装置，其特征在于，所述波浪能机构包括下铰轴套和所述牵引臂；所述下铰轴套包括下铰轴座和螺纹销；所述下铰轴座底部与所述振荡浮板的上端面固定连接；所述牵引臂的底端通过所述螺纹销与所述下铰轴座固定连接；所述牵引臂的顶端设置有液压杆；所述液压杆穿入所述连板与液压缸活动连接，所述液压杆用于对所述液压系统做功。5.根据权利要求4所述的风能和波浪能联合发电装置，其特征在于，所述固定块内部设置有所述液压系统，所述液压系统包括所述液压缸、蓄能器、液压马达和液压发电机；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶涛，刘石，杨毅，杨韬略，郭欣然，王红星，刘志刚，梁崇淦，区文俊，
申请(专利权)人：南方电网电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：