一种波浪能发电系统的保护装置及方法制造方法及图纸

本申请公开了一种波浪能发电系统的保护装置及方法，装置包括：由投切控制器、第一接触器和电阻负载构成的舱室负载；投切控制器用于检测大型波浪能发电系统中发电机的出口电压，当出口电压高于保护阈值时控制第一接触器闭合，通过调节负载模块对输入输出功率进行调节，使得波浪能发电系统恢复正常工作；断路器和第一接触器通过互斥联动装置进行控制，使得断路器断开时第一接触器立即投入闭合状态，从而防止出现负荷意外跳闸时导致大型波浪能发电系统损坏。进一步地，还包括：储能模块；当舱室负载投入使用时通过储能模块并联舱室负载，使得发电机发出的电能通过储能模块进行存储。解决了现有降低波浪能装置故障率高的技术问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种波浪能发电系统的保护装置及方法


[0001]本申请涉及波浪能发电
，尤其涉及一种波浪能发电系统的保护装置及方法。

技术介绍

[0002]随着海洋开发的逐步深入，解决远海能量供给困难的需求也日渐迫切，就地取材、就地使用的海洋可再生能源开发势在必行，分布范围广、持续时间长、蕴藏量丰富的波浪能得到了越来越多的关注。近年来，当前我国高校和科研院所纷纷投入到波浪能发电技术的研发中，波浪能装机容量不断增大，已经初步具备给偏远海岛供电能力。
[0003]波浪能属于发电装置，通过海底电缆将波浪能转化的电能传输给岛屿使用，波况越好发电功率越大，但由于电能的生产和消费必须同步，当电能无法输出时将会造成波浪能发电装置异常甚至是损坏。现有技术一旦出现海底电缆断裂或突然甩负荷现象，很容易造成波浪能发电装置发电机出口电压过高，导致绝缘击穿现象，或出现保护装置过热现象，导致波浪能装置故障率高，这是目前波浪能装置无法投入商业化应用的主要原因之一。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种波浪能发电系统的保护装置及方法，用于解决现有降低波浪能装置故障率高的技术问题。
[0005]有鉴于此，本申请第一方面提供了一种波浪能发电系统的保护装置，所述装置包括：
[0006]由投切控制器、第一接触器以及电阻负载构成的舱室负载；其中，所述电阻负载由多个负载模块并联构成；
[0007]大型波浪能发电系统中发电机与配电网之间设有断路器，所述投切控制器的一侧并联于发电机与所述断路器之间，另一侧连接所述第一接触器；所述第一接触器连接所述电阻负载；
[0008]所述投切控制器用于：检测大型波浪能发电系统中发电机的出口电压，当所述出口电压高于保护阈值时，控制所述第一接触器闭合，通过调节所述负载模块对输入输出功率进行调节，使得大型波浪能发电系统恢复正常工作；
[0009]所述断路器和所述第一接触器通过互斥联动装置进行控制，使得所述断路器断开时，所述第一接触器立即投入闭合状态，从而防止出现负荷意外跳闸时导致大型波浪能发电系统损坏。
[0010]可选地，还包括：第二接触器、整流器和储能模块；其中，所述储能模块通过所述整流器连接所述第二接触器；
[0011]当所述舱室负载投入使用时，闭合所述第二接触器，使得所述储能模块并联所述舱室负载，从而使得所述发电机发出的电能通过所述储能模块进行存储。
[0012]可选地，所述舱室负载设置于海水中。
[0013]可选地，所述负载模块为星形接法结构或三角形接法结构。
[0014]可选地，所述星形接法结构或所述三角形接法结构的电气部分由投切开关、可调电阻构成；
[0015]电气部分浸泡于变压器油中，整个所述电阻负载的外壳浸泡于海水中，壳体外分别涂有防腐蚀涂层和防海生物涂层防腐蚀；且外壳上设有单向逆止阀，当所述负载模块的内气压高于预设值时气体通过逆止阀溢出。
[0016]可选地，所述储能模块为电化学储能电池，优选为：铅酸蓄电池、锂离子电池、钠离子电池、镍氢电池中的一种或多种组合。
[0017]可选地，所述储能模块为：超级电容器或飞轮储能单元。
[0018]可选地，每个所述负载模块具有单独阻值大小调节和投切功能。
[0019]本申请第二方面提供了一种波浪能发电系统的保护方法，应用于上述第一方面所述的波浪能发电系统的保护装置，方法包括：
[0020]投切控制器对大型波浪能发电系统中发电机的出口电压进行实时监测；
[0021]当所述出口电压高于预设保护阈值时，控制第一接触器闭合，从而通过调节负载模块对输入输出功率进行调节，使得大型波浪能发电系统恢复正常工作；
[0022]通过互斥联动装置对断路器和所述第一接触器进行协调控制，使得所述断路器断开时，所述第一接触器立即投入闭合状态，从而防止出现负荷意外跳闸时导致大型波浪能发电系统损坏。
[0023]可选地，还包括：
[0024]当舱室负载投入使用时，闭合第二接触器，使得储能模块并联所述舱室负载，从而使得发电机发出的电能通过所述储能模块进行存储。
[0025]从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
[0026]本申请提供的一种波浪能发电系统的保护装置，包括：由投切控制器、第一接触器以及电阻负载构成的舱室负载；其中，电阻负载由多个负载模块并联构成；大型波浪能发电系统中发电机与配电网之间设有断路器，投切控制器的一侧并联于发电机与断路器之间，另一侧连接第一接触器；第一接触器连接电阻负载；投切控制器用于：检测大型波浪能发电系统中发电机的出口电压，当出口电压高于预设保护阈值时，控制第一接触器闭合，通过调节负载模块对输入输出功率进行调节，使得大型波浪能发电系统恢复正常工作；断路器和第一接触器通过互斥联动装置进行控制，使得断路器断开时，第一接触器立即投入闭合状态，从而防止出现负荷意外跳闸时导致大型波浪能发电系统损坏。
[0027]与现有技术相比：
[0028]1、本申请提供的波浪能发电系统的保护装置能有效的克服大型波浪能系统在负载开路时因输入输出能量不匹配造成的系统故障问题。
[0029]2、舱室负载采用模块化设计，模块安装于波浪能发电平台侧面，工作时浸泡于海水中，通过变压器油液冷+海水液冷的方式低成本的实现了舱室负载散热问题。
[0030]3、舱室负载可以加入储能模块，解决因舱室负载投入造成大量能量浪费的问题。
附图说明
[0031]图1为本申请实施例中提供的一种波浪能发电系统的保护装置的结构示意图；
[0032]图2为本申请实施例中提供的一种星形接法结构的负载模块的示意图；
[0033]图3为本申请实施例中提供的一种三角形接法结构的负载模块的示意图；
[0034]图4为本申请实施例中提供的一种波浪能发电系统的保护方法的流程示意图。
具体实施方式
[0035]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0036]需要说明的是，大型波浪能发电系统如图1所示，主要由波浪能动力捕获装置，驱动马达，发电机、以及配用电系统构成，由于波浪能发电系统输入动力由海洋波况决定不可调节，一旦配用电系统故障导致配电网断路器跳闸或者出现波浪能功率源大于岛屿配电网负荷的情况，就会出现大量能量转化为热能在波浪能发电系统上耗散的危险工况，具体表现为发电机转速迅速上升，发电机出口电压迅速升高，温度急剧上升。由于大型波浪能发电系统有上述固有缺陷，本申请设计了一种舱室负载作为保护以装置。
[0037]请参阅图1，本申请实施例中提供的一种波浪能发电系统的保护装置，包括：由投切控制器、第一接触器以及电阻负载构成的舱室负载；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波浪能发电系统的保护装置，其特征在于，包括：由投切控制器、第一接触器以及电阻负载构成的舱室负载；其中，所述电阻负载由多个负载模块并联构成；大型波浪能发电系统中发电机与配电网之间设有断路器，所述投切控制器的一侧并联于发电机与所述断路器之间，另一侧连接所述第一接触器；所述第一接触器连接所述电阻负载；所述投切控制器用于：检测大型波浪能发电系统中发电机的出口电压，当所述出口电压高于预设保护阈值时，控制所述第一接触器闭合，通过调节所述负载模块对输入输出功率进行调节，使得大型波浪能发电系统恢复正常工作；所述断路器和所述第一接触器通过互斥联动装置进行控制，使得所述断路器断开时，所述第一接触器立即投入闭合状态，从而防止出现负荷意外跳闸时导致大型波浪能发电系统损坏。2.根据权利要求1所述的波浪能发电系统的保护装置，其特征在于，还包括：第二接触器、整流器和储能模块；其中，所述储能模块通过所述整流器连接所述第二接触器；当所述舱室负载投入使用时，闭合所述第二接触器，使得所述储能模块并联所述舱室负载，从而使得所述发电机发出的电能通过所述储能模块进行存储。3.根据权利要求1所述的波浪能发电系统的保护装置，其特征在于，所述舱室负载设置于海水中。4.根据权利要求1所述的波浪能发电系统的保护装置，其特征在于，所述负载模块为星形接法结构或三角形接法结构。5.根据权利要求4所述的波浪能发电系统的保护装置，其特征在于，所述星形接法结构或所述三角形接法结构的电气部分由投切开关、可调电阻构成；电气...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓凯，刘石，梁崇淦，
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：