CN111433451B - 波力发电系统 - Google Patents

Abstract

波力发电系统具备：受波构件、柱塞缸式的液压泵装置、变化值传感器、蓄压装置、液压马达、发电机以及控制装置；受波构件设置于对涌来的入射波浪进行反射的假想反射面周边；控制装置设定发电机发电时的转矩指令，基于根据由变化值传感器检测的受波构件的揺动量而变化的变化值的微分值，来判定受波构件因揺动方向一方及另一方哪一方的力揺动，在判定受波构件受到在假想反射面反射的波浪的力而向揺动方向另一方揺动时，相对于判定受波构件受到入射波浪的力而向揺动方向一方揺动的情况，改变转矩指令。

Description

波力发电系统

技术领域

本发明涉及利用波浪的力进行发电的波力发电系统。

背景技术

利用风能、太阳能等各种自然能的自然能发电系统已被实际应用，作为该自然能发电系统之一已知有波力发电系统。波力发电系统将波浪的能量一度转换为机械能，进而从机械能向电能转换。作为波力发电系统，例如有专利文献1中记载的波力发电系统。

专利文献1的波力发电系统中，受波构件承受波浪的能量而揺动，与其联动地，柱塞缸（ram cylinder）式的泵工作。此时，泵吐出与受波构件所受的波浪的能量对应的液压及流量的工作液，吐出的工作液由蓄压器平均化之后向液压马达供给。又，液压马达的输出轴上连结有发电机，液压马达以与供给的工作液的流量及液压对应的输出来驱动发电机。发电机产生与液压马达的输出对应的电力。如此，波力发电系统能将受波构件受到的波力能转换为电能，即承受波浪的能量并产生电力。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2015-108344号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

专利文献1的波力发电系统中，为了使发电机以能获得较高发电效率的转速工作而根据波浪的能量调节转矩。另一方面，专利文献1的波力发电系统中，会有如下的实际问题。即，波力发电系统配置于防波堤附近，受波构件由前表面承受从海侧传来的入射波浪，并由后表面承受在防波堤附近反射的反射波浪。于是，受波构件因交替受到入射波浪及反射波浪而前后揺动。

像这样入射波浪及反射波浪使受波构件前后揺动，但它们所具有的能量未必一致。例如，防波堤也承担减少涌来的波浪的能量的作用。因而存在受波构件从反射波浪受到的能量小于从入射波浪受到的能量的情况。发电机的转矩指令如前所述根据波浪的能量来设定，但若配合入射波浪的波浪能量进行设定，则在受到反射波浪时可能会发生受波构件的阻力过大而无法动作等不良状况。相反，若使发电机的转矩指令配合反射波浪的波浪能量而设定为较低，则在受到入射波浪时会无法充分发电而使发电效率下降。

因此本发明目的在于提供一种能提高发电效率的波力发电系统。

解决问题的手段：

本发明的波力发电系统具备：受波构件，所述受波构件设置于对涌来的入射波浪进行反射的假想反射面周边，在受到所述入射波浪的力时向揺动方向一方揺动且在受到在所述假想反射面反射的反射波浪的力时向揺动方向另一方揺动；将所述受波构件的揺动运动转换为直动运动并向主通路吐出工作液的柱塞缸式的液压泵装置；检测根据所述受波构件的揺动量变化的变化值的变化值传感器；对从所述液压泵装置吐出的工作液进行蓄压，在所述主通路的压力下降时将蓄压的工作液排出的蓄压装置；供给有在所述主通路流动的工作液，以与供给的工作液的液压及流量对应的输出值来驱动输出轴的液压马达；产生与所述液压马达给予输出轴的输出值对应的电力，且能变更发电时的转矩指令的发电机；以及设定所述转矩指令的控制装置；所述控制装置基于由所述变化值传感器检测的值的微分值来判定所述受波构件向所述揺动方向一方及另一方的哪一方揺动，在判定所述受波构件向所述揺动方向另一方揺动时，相对于判定所述受波构件向所述揺动方向一方揺动的情况而改变所述转矩指令。

根据本发明，能根据入射波浪及反射波浪各自的能量来设定转矩指令。由此，例如能在受波构件从入射波浪及反射波浪任一方受到能量时都使发电机高效发电，从而能提高波力发电系统的发电效率。

上述发明中也可以是，所述液压泵装置具有与所述受波构件连结且与所述受波构件的揺动联动地进行直线往复运动的杆；所述变化值传感器是将所述杆的行程量作为所述变化值来检测的行程传感器；所述控制装置基于由所述行程传感器检测的行程量的微分值即所述杆的速度来判定所述受波构件的揺动方向。

根据上述结构，能容易地判定受波构件的揺动方向，能容易地实现提高波力发电系统的发电效率。

上述发明中也可以是，所述液压泵装置具有：与所述受波构件连结且与所述受波构件的揺动联动地进行直线往复运动的杆；以及所述杆的两端部能往复运动地插入的一对缸；所述杆在向着所述一对缸中一方的所述缸的第一方向上移动时，从所述一方的缸吐出工作液并向另一方的所述缸吸引工作液，所述杆在向着所述另一方的所述缸的第二方向上移动时，从所述另一方的缸吐出工作液并向所述一方的缸吸引工作液；所述受波构件以在所述杆位于使向所述第一及第二方向各自的最大行程量相同的中立位置上的状态下，相对于垂下的位置偏移的形式与所述杆连结。

在入射波浪和反射波浪的能量不同的状态下，受波构件以与垂下的位置不同的位置为中心进行揺动。根据上述结构，通过进行预先偏移，由此即便入射波浪和反射波浪的能量不同，也能在受波构件位于揺动中心时使杆也位于中立位置附近。由此，能使杆的从中立位置向第一方向及第二方向各自的行程量大致相同，即能使杆向第一方向及第二方向的行程范围均等。因而能有效使用杆所具有的行程。

上述发明中也可以是，所述控制装置在判定所述受波构件向所述揺动方向另一方揺动时，相对于判定所述受波构件向所述揺动方向一方揺动的情况而减小所述转矩指令。

根据上述结构，能在反射波浪相对于入射波浪较小的情况下使发电机高效地发电，从而能提高波力发电系统的发电效率。

上述发明中也可以是，具有检测所述入射波浪的波高的波高传感器；所述控制装置基于所述波高传感器的检测结果推定所述输出值，以所述发电机的转速为规定转速的形式基于推定出的所述输出值设定所述转矩指令。

根据上述结构，事先推定液压泵的输出值，基于推定出的输出值设定转矩指令。由此，能将转矩指令设定为与受波构件在当时受到的入射波浪的能量对应的转矩，从而能以更高的效率使发电机发电。

上述发明中也可以是，还具备根据来自所述控制装置的指令来开放所述主通路与储罐的溢流阀；所述控制装置基于所述波高传感器的检测结果推定所述波浪的能量，在推定的所述波浪的能量超过规定的允许能量的情况下通过所述溢流阀开放所述主通路与储罐。

根据上述结构，能在如台风时等那样波浪高且其能量大的情况下，对向发电机输入的输出超过发电机的最大输出从而波力发电系统损伤进行抑制。

上述发明中也可以是，所述波高传感器配置为相对于所述受波构件向所述假想反射面相反侧离开规定距离X以上；所述规定距离X为向所述受波构件入射的各种周期的所述入射波浪中频次较高的周期的所述入射波浪的波长。

根据上述结构，能高精度地推定频次较高的周期的输入波浪的能量，能以更高的发电效率使波力发电系统工作。

上述发明中也可以是，还具有：检测所述发电机的转速的转速检测器；检测向所述液压马达供给的工作液的液压的液压检测器；检测向所述液压马达供给的工作液的流量的流量检测器；以及检测所述液压马达给予输出轴的输出转矩的转矩检测器；所述控制装置对基于设定的所述转矩指令和由所述转速检测器检测的转速检测值来运算的发电量、基于由所述液压检测器检测的液压检测值和由所述流量检测器检测的流量检测值来运算的第一输出值、基于由所述转矩检测器检测的输出转矩和由所述转速检测器检测的转速检测值来运算的第二输出值进行比较，在存在相互不一致时，判定存在不良状况。

根据上述结构，基于一致性判断不良状况，从而能抑制不良状况的误判断的发生。

上述发明中也可以是，具有检测在所述主通路流动的工作液的液压的液压检测器；所述蓄压装置具有多个蓄压器和多个切换阀；所述多个蓄压器中能蓄压的工作液的蓄压压力互不相同；所述切换阀与所述多个蓄压器对应地设置，并切换对应的所述蓄压器与所述主通路的连接状态；所述控制装置根据由所述液压检测器检测的液压检测值来控制所述多个切换阀各自的动作并切换所述多个蓄压器各自与所述主通路的连接状态。

根据上述结构，控制装置根据工作液的液压来切换与主通路相连的蓄压器，从而能使在所述主通路流动的工作液的液压高精度地平均化。

发明效果：

根据本发明，能提高发电效率。

附图说明

图1是从波力发电系统的侧方观察的概略侧视图；

图2是从正面观察图1的波力发电系统的概略主视图；

图3是示出图1的波力发电系统的结构的液压回路图；

图4是对波力发电系统的控制装置所执行的发电控制处理的顺序进行说明的流程图。

具体实施方式

以下，参照上述附图对本发明实施形态的波力发电系统1进行说明。另，以下说明中使用的方向概念仅为了方便说明而使用，并非将发明的结构的方向等限定在该方向。又，以下说明的波力发电系统1仅为本发明一实施形态。从而，本发明不限于实施形态，在不脱离发明主旨的范围内可追加、删除、变更。

＜波力发电系统＞

图1所示的波力发电系统1是通过将向海岸涌来的波浪的力、即波浪的能量转换为电能来发电的发电系统，设置于在海岸设置的防波堤2的前方。具体说明，在防波堤2附近的海底3设置有混凝土沉锤（concrete sinker）4，该混凝土沉锤4上立设有多根（例如四根）支柱5。多根支柱5之上载置并固定有俯视呈大致矩形状的地板6，在地板6上盖有防水罩7。防水罩7中容纳有波力发电系统1的一部分，如图1及2所示波力发电系统1构成为具备振子式的受波机构10的钢制海洋导管架结构物。

［受波机构］

波力发电系统1所具备的受波机构10具有轴11、一对安装部12和受波构件13。轴11是在防水罩7内沿左右方向延伸的轴，轴11的中间部分由一对轴承构件14可转动地支持。又，轴11上，在轴线方向两端部分别固定有一对安装部12，安装部12分别从轴11的轴线方向两端部向下方垂下。安装部12通过形成于地板6的槽（未图示）延伸至地板6的下方，安装部12的下端部位于比海面9靠近上方。在安装部12的下端部一体设置有受波构件13。

受波构件13是从前方（即海侧）观察呈大致矩形状的板，除了其上侧部分以外大半的部分位于海面9以下。如此配置的受波构件13也由此在前表面受到从海侧传来的波浪（入射波浪），还受到在防波堤2及其附近反射的波浪（反射波浪）的力。受到波浪的力的受波构件13以轴11的轴线为中心向前后（即海侧及防波堤2侧）揺动，轴11也与受波构件13一同绕该轴线转动。又，轴11上如前所述左右分开地配置有一对轴承构件14，其间左右分开地设置有一对舵柄15、15。一对舵柄15、15无法相对转动地固定于轴11，并从轴11向上方延伸。又，舵柄15的上端部与波力发电系统1的液压泵装置20连结。

［泵装置］

液压泵装置20具有一对泵21、21。泵21为柱塞缸式的泵，具有一对缸22、23及杆24。一对缸22、23形成为大致有底筒状，各自的开口相向且在它们的轴线方向（本实施形态中为前后方向）上相互隔开间隔地配置。又，各缸22、23中分别插通有一根杆24的一端部及另一端部，杆24的一端部及另一端部能在缸22、23内沿其轴线分别往复运动。

又，在杆24的轴线方向中央部分，一体地设置有在与其轴线正交的方向（即本实施形态中为左右方向）上延伸的销25，该销25上连结有舵柄15的上端部。由此，舵柄15揺动（参照图1的点划线及双点划线）时杆24进行往复运动，即受波构件13的揺动运动通过舵柄15转换为杆24的往复运动（直动运动）。

如此构成的液压泵装置20中，如图3所示，各缸22、23中分别形成有液室26、27，各液室26、27经由端口与液压泵装置20的两个泵通路31、32各自分别相连。即，一对泵21、21的第一液室26各自与第一泵通路31相连，一对泵21、21的第二液室27各自与第二泵通路32相连。两个泵通路31、32在其下游侧及上游侧分别合流，上游侧在合流处之后经由主止阀35与储罐33相连，下游侧在合流处之后与后述的液压驱动回路40的主通路41相连。此外，两个泵通路31、32上分别设置有两个逆止阀36、37。

如此构成的液压泵装置20中，若杆24向轴线方向一方移动，则第一液室26的工作液向第一泵通路31吐出，吐出的工作液通过第二逆止阀37导入主通路41。又，第二泵通路32上，第一逆止阀36打开，从储罐33向第二液室27吸入工作液。另一方面，若杆24向轴线方向另一方移动，则第二液室27的工作液向第二泵通路32吐出，吐出的工作液通过第二逆止阀37导入主通路41。又，第一泵通路31上，第一逆止阀36打开，从储罐33向第一液室26吸入工作液。像这样在液压泵装置20中，杆24进行往复运动，由此向液压驱动回路40的主通路41吐出工作液。

［液压驱动回路］

液压驱动回路40具备前述的主通路41，主通路41上连接有蓄压装置42。蓄压装置42具有多个（本实施形态中为两个）蓄压器43、44和多个（本实施形态中为两个）切换阀45、46。蓄压器43、44构成为可对工作液进行蓄压，且可蓄压的工作液的蓄压压力互不相同。如此构成的蓄压器43、44各自与切换阀45、46相互对应地设置，经由对应的切换阀45、46与主通路41连接。切换阀45、46构成为可基于向其输入的切换指令来切换对应的蓄压器43、44与主通路41的连接状态。又，主通路41上，在比蓄压装置42靠近下游侧安装有流量传感器38及液压传感器39。流量传感器38检测在主通路41流动的工作液的流量，且液压传感器39检测在主通路41流动的工作液的压力。

又，主通路41上，在流量传感器38的上游侧连接有溢流通路47，溢流通路47经由储罐通路48与储罐33相连。又，溢流通路47上介设有溢流阀49，溢流阀49能在流通于主通路41的工作液为设定的溢流压力以上时打开溢流通路47使工作液逸出至储罐33。由此，能将在主通路41流动的工作液的压力限制在溢流压力以下。又，储罐通路48上介设有油冷却器50，冷却在储罐通路48流动的工作液。

此外，主通路41上介设有过滤器51、逆止阀52及流量调节阀53。过滤器51、逆止阀52及流量调节阀53配置于比两个传感器38、39靠近下游侧，从上游侧（即液压泵装置20侧）以该顺序排列。逆止阀52允许从上游侧向下游侧的工作液的流动，阻止其逆向的流动。又，流量调节阀53是所谓的可变流量的节流器，根据向其输入的流量指令来限制工作液的流量。在具有如此功能的流量调节阀53的下游侧还设置有液压马达60。

［液压马达］

液压马达60例如为斜板马达，由通过主通路41供给的工作液驱动并使其输出轴61旋转。进一步详细说明，液压马达60以与供给的工作液的流量及其吸入容量对应的旋转速度使输出轴61旋转。又，液压马达60是所谓的可变容量型的斜板马达，能通过改变所具备的斜板60a的倾转角来切换吸入容量，即能调节输出轴61的旋转速度。如此构成的液压马达60上，为了改变其斜板60a的倾转角而设置有伺服机构62。

伺服机构62根据输入的伺服指令来使直动机构（例如活塞及滚珠丝杠）动作从而调节斜板61a的倾转角。即，伺服机构62能根据输入的伺服指令变更液压马达60的吸入容量，由此调节输出轴61的旋转速度。又，在输出轴61上经由离合器63安装有发电机65。

［发电机］

发电机65是所谓的同步发电机，例如由永磁发电机构成。发电机65产生与输出轴61的旋转速度对应的频率的交流电力（以下也简称为“电力”）。因而，即便输出轴61在额定转速（例如1500rpm或1800rpm）以下旋转，或是输出轴61的旋转速度不稳定，发电机65也能发电。另，本实施形态中，发电机65采用同步发电机，但作为发电机65也可以用感应发电机。如此构成的发电机65与电力调节器66连接，由发电机65产生的电力向电力调节器66传送。

［电力调节器］

作为频率转换机的电力调节器66与电力系统（未图示）连接，将电力的电压及频率调节为与从商用电源供给的电力大致相同的电压、频率及相位并向电力系统传送。发电机65上设置有转速传感器68，转速传感器68检测输出轴61的旋转速度、即转速。转速传感器68和前述的流量传感器38及液压传感器39一起与控制装置70连接，将检测结果向控制装置70输出。

［控制装置］

控制装置70除三个传感器38、39、68外，还与波高传感器16、行程传感器28及转矩传感器69连接。波高传感器16是用于测量波浪的高度、主要是从海面涌来的入射波浪的高度的传感器。波高传感器16例如配置为离开受波构件13距离X以上。在此，距离X与向防波堤2涌来的波浪中包含的各种频率的波浪中频次较高的频率（本实施形态中为频次最高的频率）的波浪的波长相同。行程传感器28设置在一对缸22、23中的至少一方的杆24上，检测往复运动时杆24的行程量。此外，转矩传感器69设置于液压马达60的输出轴61，检测从液压马达60输出的转矩。又，控制装置70与两个切换阀45、46、溢流阀49、流量调节阀53、伺服机构62及电力调节器66各种设备电气连接。即，控制装置70基于各种传感器16、28、38、39、68的检测结果来控制各种设备的动作。以下，详细说明包括控制装置70的功能及控制动作在内的波力发电系统1的动作。

［波力发电系统的动作］

波力发电系统1中在受波构件13承受波浪的力而揺动时，轴11转动，从液压泵装置20向主通路41吐出工作液。从液压泵装置20吐出的工作液其流动（流量及液压）因液压泵装置20为柱塞缸式的泵而脉动。为了将如此脉动的工作液的流动平均化，蓄压装置42蓄积（即蓄压）在主通路41流动的工作液，或排出蓄积的工作液。脉动的工作液的液压根据受波构件13所承受的波浪的能量而变动。又，蓄压装置42所具备的两个蓄压器43、44各自可填充的压力范围不同，控制装置70根据脉动的工作液的液压来选择与主通路41连接的蓄压器43、44。

即，控制装置70基于液压传感器39的检测结果来判定在主通路41流动的工作液的液压，基于该判定结果对切换阀45、46进行如下控制。例如，控制装置70在判定液压为第一切换压力以上时向第一切换阀45输出切换指令并使蓄压压力较大的第一蓄压器43与主通路41连接。

另一方面，控制装置70在判定所述液压低于第二切换压力（＜第一切换压力）时，向第二切换阀46输出切换指令并使蓄压压力小于第一蓄压器43的第二蓄压器44与主通路41连接。又，控制装置70在判定液压低于第一切换压力且为第二切换压力以上时，向两个切换阀45、46双方输出切换指令并使两个蓄压器43、44双方与主通路41连接。

如此，控制装置70根据在主通路41流动的工作液的液压来变更与主通路41连接的蓄压器43、44，即根据受波构件13所承受的波浪能量来变更蓄压的蓄压器43、44。由此，能使在所述主通路流动的工作液的液压高精度地平均化。其结果为，能使液压马达60的输出轴61稳定地旋转。如此旋转的液压马达60中由于与发电机65共有其输出轴61，从而能利用转速传感器68检测输出轴61的旋转速度，并从转速传感器68向控制装置70输出该检测结果。

控制装置70基于转速传感器68的检测结果控制伺服机构62的动作。即，控制装置70基于转速传感器68的检测结果调节斜板61a的倾转角，将输出轴61的转速维持在规定的范围内（例如前述的额定转速及其附近的值）。同时，控制装置70通过电力调节器66设定发电时发电机65的转矩（以下称为“转矩指令”），以该转矩指令使发电机65进行发电动作。由此，能使发电机65以一定速度旋转。能通过像这样以一定速度旋转而从发电机65输出稳定的频率的电力。如此输出的电力能从发电机65向电力调节器66传送，并从电力调节器66向电力系统传送电力。另，通过电力调节器66来调节产生的电力的电压、相位及频率。

如此构成的波力发电系统1中，控制装置70还进行如下的发电控制处理，参考图4所示的流程图对该发电控制处理进行说明。即，控制装置70在向其投入电力的同时执行发电控制处理，移向步骤S1。在作为推测工序的步骤S1中，基于波高传感器16的检测结果，控制装置70推定下次以后受波构件13所承受的入射波浪的能量。即，波浪的能量与波浪的振幅的平方成比例，波浪的振幅能通过测量波浪的一个周期的波高来运算。波高传感器16如前所述配置为离开受波构件13距离X以上。因而，控制装置70能掌握下次以后受波构件13所应承受的入射波浪的全貌，能高精度地推定其能量。然后在推定入射波浪的能量后，移向步骤S2。

在作为可否发电判定工序的步骤S2中，控制装置70基于入射波浪的能量来判定可否发电。即，控制装置70判定步骤S1中推定出的入射波浪的能量是否为规定的允许能量以下。在此，允许能量是指基于从波力能经由机械能向电能进行能量转换时的转换效率及发电机65的允许发电最大容量而预先设定的值，设定为受波构件13受到允许能量而使发电机65发电时不损伤发电机65。在判定入射波浪的能量为该允许能量以下时，移向步骤S3。在作为闭阀工序的步骤S3中，控制装置70通过溢流阀49关闭溢流通路47，或维持关闭溢流通路47的状态，并移向步骤S4。

在作为设定工序的步骤S4中，基于推定出的入射波浪的能量来设定发电机65的转矩指令。即，控制装置70基于推定出的入射波浪的能量以及从波力能向机械能的转换效率来运算液压马达60的输出值（＝输出转矩×转速）。此外，控制装置70中，为了使发电机65以规定的转速（本实施形态中为上述的额定转速）旋转，用该规定的转速和所述输出转矩来运算并设定转矩指令。

如此，控制装置70推定液压马达60的输出值，并基于此来设定转矩指令。由于本来入射波浪的能量时刻变化，且液压泵装置20及液压马达60等液压设备的响应性较低，所以若基于当前的输出值来控制下次的动作（即进行反馈控制），则可能会控制本身滞后，无法使发电机65高效地发电。考虑到此，在波力发电系统1中如前所述，控制装置70事先推定输出值，基于此来设定转矩指令。由此，能将转矩指令设定为与受波构件13在当时受到的入射波浪的能量对应的转矩，从而能使发电机以更高的效率65发电。

另，在运算的转矩指令超过发电机65可设定的范围时，如以下般抑制液压马达60的输出。即，在主通路41流动的工作液其液压通过溢流阀49限制为低于溢流压力，且通过流量调节阀53限制流量。像这样抑制液压马达60的输出，且使转矩指令落入可设定的范围内并使发电机65以前述规定的转速旋转。如此设定转矩指令后，移向步骤S5。

在作为发电工序的步骤S5中，根据步骤S4中设定的转矩指令使发电机65发电。像这样在发电机65产生的电力如前所述，经由电力调节器66向电力系统传送。进行发电后，要应对接下来的入射波浪而返回步骤S1。

另一方面，在步骤S2中判定入射波浪的能量不是如此设定的允许能量以下时，移向步骤S6。在作为开阀工序的步骤S6中，控制装置70通过溢流阀49打开溢流通路47，或维持打开溢流通路47的状态。由此，液压泵装置20为卸荷状态，移向步骤S7。在作为转矩指令零工序的步骤S7中，控制装置70将转矩指令设定为零，由此不进行发电机65中的发电，能抑制对液压驱动回路40及发电机65施加过度的负荷。即，能在如台风时等那样波浪高且其能量大的情况下，对向发电机65输入的输出超过发电机65的最大输出从而波力发电系统1损伤进行抑制。又，能通过使液压泵装置20成为卸荷状态来减小受波构件13的揺动阻力。由此，能使受波构件13在承受波浪时以对其进行回避的形式揺动，从而能抑制对受波构件13作用较大的载荷而损伤。

在这样的发电控制处理中，为了进一步提高发电效率而在步骤S4（设定工序）中如下设定转矩指令。即，控制装置70根据受波构件13的揺动方向来改变转矩指令。具体说明，控制装置70从行程传感器28检测出杆24的行程量。杆24的行程量是根据受波构件13的揺动量（角位移量）而变化的变化值的一例。行程量例如使杆24的轴线方向一方的行程量（即向海侧的行程量）为正，使其逆向（本实施形态中为向防波堤2侧的行程量）为负地进行检测。又，控制装置70进行检测出的行程量的时间微分、即运算杆24的速度。然后，控制装置70基于运算出的杆24的速度的正负符号来判断受波构件13的揺动方向。即，控制装置70在杆24的速度的符号为正时判断受波构件13受到入射波浪而向防波堤2侧揺动，在杆24的速度的符号为负时判断受波构件13受到反射波浪而向海侧揺动。

此外，控制装置70在判断受波构件13受到入射波浪而向防波堤2侧揺动时，如步骤S4中记载那样运算转矩指令并对其进行设定。另一方面，控制装置70在判断受波构件13受到反射波浪而向海侧揺动时，将上述运算出的转矩指令乘以预设的系数（为小于1的值，本实施形态中为0.5）后作为新的转矩指令。另，系数是基于在防波堤2被吸收的波浪的能量来设定的值。通过像这样减小转矩指令，能在受波构件13从入射波浪及反射波浪任一方受到能量时都使发电机65高效地发电，因此能提高波力发电系统1的发电效率。

又，波力发电系统1中，在入射波浪与反射波浪的能量不同的状态下，受波构件13以与垂下的位置不同的位置为中心进行揺动。因而，受波构件13从如图1的双点划线所示的铅垂状态向防波堤2侧角位移地进行配置，即偏移（图1双点划线）。通过像这样进行偏移，能在受波构件13位于揺动中心时，使杆24位于中立位置附近。此处中立位置是杆24的销25在一对缸22、23的大致正中配置的位置，是使杆24从该位置向海侧（第一方向）及防波堤2侧（第二方向）分别移动时的最大行程量相同的位置。因而，在入射波浪与反射波浪的能量不同的状态下，也能使杆24的从中立位置向海侧及防波堤2侧的行程量大致相同，能使杆24的向第一方向及第二方向的行程范围均等。由此，能有效地使用杆24具有的行程，能谋求液压泵的吐出量的稳定化。

又，控制装置70为了检测波力发电系统1中的不良状况而进行如下的不良状况诊断。即，控制装置70获取流量传感器38、液压传感器39、转速传感器68及转矩传感器69的检测值。接着，控制装置70基于由流量传感器38检测的流量及由液压传感器39检测的液压来运算液压马达60的输出值（即第一输出值）。另一方面，控制装置70基于由转速传感器68检测的转速及由转矩传感器69检测的转矩来运算液压马达60的输出值（即第二输出值）。然后，控制装置70比较该第一输出值及第二输出值，判定它们是否一致。在一致的情况下，判定在波力发电系统1、更详细而言在液压驱动回路40中未发生不良状况。另一方面，在第一输出值及第二输出值不一致的情况下，控制装置70判定波力发电系统1中发生某种不良状况，通过未图示的警报器报知此消息。

又，控制装置70中，基于由转速传感器68检测的转速以及转矩指令来运算发电机的发电量，将其与第一输出值及第二输出值进行比较。在它们一致的情况下，判定在波力发电系统1、更详细而言在液压马达60与发电机65之间的动力传递中未发生不良状况。另一方面，在第一输出值及第二输出值不一致的情况下，控制装置70判定波力发电系统1中发生某种不良状况，通过未图示的警报器报知此消息。另，发电量、第一输出值及第二输出值的一致性是考虑发电机65中的发电效率等，并基于发电量相对于第一输出值及第二输出值是否落入规定的范围（例如相对于各输出值为75％以上98％以下）来判断的。对于第一输出值与第二输出值的一致性，也可以不限定为相同而是只要落入预设的范围内即判定为一致。

像这样在控制装置70中，基于多个传感器38、39、68、69的检测值来判断不良状况，从而能抑制不良状况的误判断的发生。

［其它实施形态］

本实施形态的波力发电系统1中，一对泵21、21俯视时在左右方向排列，但未必需要为该方向。一对泵21、21也可以在上下方向排列，还可以在前后方向排列。又，波力发电系统1中，为了判定受波构件13的揺动方向，使用对作为根据受波构件13的揺动量（角位移量）而变化的变化值的一例的行程量进行检测的行程传感器28，但变化值传感器不限于行程传感器28。例如也可以是在轴11上设置角位移传感器，并根据轴11的角位移来判定受波构件13的揺动方向。又，变化值不限于角位移，也可以为泵21吐出的工作液的流量及压力。这种情况下，变化值传感器通过设置在两个泵通路31、32各自上的流量传感器及压力传感器来实现。

又，本实施形态的波力发电系统1中，在杆24位于中立位置时受波构件13偏移，但未必要偏移。又，入射波浪的能量未必需要检测一个周期的波浪的能量来推定，也可以是其它方法。即也可以是，利用波高传感器16检测入射波浪的一部分的波高，基于该检测结果和由存储数据得到的波浪的趋势（倾向）来推定入射波浪的能量。

又，本实施形态的波力发电系统1中，仅具备两个蓄压器43、44，但也可以是具备一个或三个以上的蓄压器。又，在具备三个以上的蓄压器的情况下，在各个蓄压器上设置有各自对应的切换阀，各个蓄压器经由对应的切换阀与主通路41连接。并且，控制装置70根据在主通路41流动的工作液的液压，使至少一个以上的蓄压器与主通路41连接。

此外，本实施形态的波力发电系统1中，相对于受到入射波浪时的转矩指令而减小受到反射波浪时的转矩指令，但未必要如此设定。即也可以是，在因某种作用而使反射波浪的能量比入射波浪的能量大的情况下，相对于受到入射波浪时的转矩指令而增大受到反射波浪时的转矩指令。此时，受波构件13理想的是向海侧偏移，而非防波堤2侧。

符号说明：

1 波力发电系统；

2　防波堤（假想反射面）；

13　受波构件；

16　波高传感器；

20　液压泵装置；

22　缸；

23　缸；

24　杆；

28　行程传感器；

38　流量传感器（流量检测器）；

39　液压传感器（液压检测器）；

41　主通路；

42　蓄压装置；

43　第一蓄压器；

44　第二蓄压器；

45　第一切换阀；

46　第二切换阀；

60　液压马达；

61　输出轴；

65　发电机；

68　转速传感器（转速检测器）；

69　转矩传感器（转矩检测器）；

70　控制装置。

Claims (9)

1.一种波力发电系统，其特征在于，

具备：受波构件，所述受波构件设置于对涌来的入射波浪进行反射的假想反射面周边，在受到所述入射波浪的力时向揺动方向一方揺动且在受到在所述假想反射面反射的反射波浪的力时向揺动方向另一方揺动的受波构件；

将所述受波构件的揺动运动转换为直动运动并向主通路吐出工作液的柱塞缸式的液压泵装置；

检测根据所述受波构件的揺动量变化的变化值的变化值传感器；

对从所述液压泵装置吐出的工作液进行蓄压，在所述主通路的压力下降时将蓄压的工作液排出的蓄压装置；

供给有在所述主通路流动的工作液，以与供给的工作液的液压及流量对应的输出值来驱动输出轴的液压马达；

产生与所述液压马达给予输出轴的输出值对应的电力，且能变更发电时的转矩指令的发电机；以及

设定所述转矩指令的控制装置；

所述控制装置基于由所述变化值传感器检测的值的微分值来判定所述受波构件向所述揺动方向一方及另一方的哪一方揺动，在判定所述受波构件向所述揺动方向另一方揺动时，相对于判定所述受波构件向所述揺动方向一方揺动的情况而改变所述转矩指令。

2.根据权利要求1所述的波力发电系统，其特征在于，

所述液压泵装置具有与所述受波构件连结且与所述受波构件的揺动联动地进行直线往复运动的杆；

所述变化值传感器是将所述杆的行程量作为所述变化值来检测的行程传感器；

所述控制装置基于由所述行程传感器检测的行程量的微分值即所述杆的速度来判定所述受波构件的揺动方向。

3.根据权利要求1或2所述的波力发电系统，其特征在于，

所述液压泵装置具有：与所述受波构件连结且与所述受波构件的揺动联动地进行直线往复运动的杆；以及所述杆的两端部能往复运动地插入的一对缸；所述杆在向着所述一对缸中一方的所述缸的第一方向上移动时，从所述一方的缸吐出工作液并向另一方的所述缸吸引工作液，所述杆在向着所述另一方的所述缸的方向的第二方向上移动时，从所述另一方的缸吐出工作液并向所述一方的缸吸引工作液；

所述受波构件以在所述杆位于使向所述第一及第二方向各自的最大行程量相同的中立位置上的状态下，相对于垂下的位置偏移的形式与所述杆连结。

4.根据权利要求1所述的波力发电系统，其特征在于，

所述控制装置在判定所述受波构件向所述揺动方向另一方揺动时，相对于判定所述受波构件向所述揺动方向一方揺动的情况而减小所述转矩指令。

5.根据权利要求1所述的波力发电系统，其特征在于，

具有检测所述入射波浪的波高的波高传感器；

所述控制装置基于所述波高传感器的检测结果推定所述输出值，以所述发电机的转速为规定转速的形式基于推定的所述输出值设定所述转矩指令。

6.根据权利要求5所述的波力发电系统，其特征在于，

还具备根据来自所述控制装置的指令来开放所述主通路与储罐的溢流阀；

所述控制装置基于所述波高传感器的检测结果推定所述波浪的能量，在推定出的所述波浪的能量超过规定的允许能量的情况下通过所述溢流阀开放所述主通路与储罐。

7.根据权利要求5或6所述的波力发电系统，其特征在于，

所述波高传感器配置为相对于所述受波构件向所述假想反射面相反侧离开规定距离X以上；

所述规定距离X为向所述受波构件入射的各种周期的所述入射波浪中频次较高的周期的所述入射波浪的波长。

8.根据权利要求1或5所述的波力发电系统，其特征在于，

还具有：检测所述发电机的转速的转速检测器；

检测向所述液压马达供给的工作液的液压的液压检测器；

检测向所述液压马达供给的工作液的流量的流量检测器；以及

检测所述液压马达给予输出轴的输出转矩的转矩检测器；

所述控制装置对基于设定的所述转矩指令和由所述转速检测器检测的转速检测值来运算的发电量、基于由所述液压检测器检测的液压检测值和由所述流量检测器检测的流量检测值来运算的第一输出值、基于由所述转矩检测器检测的输出转矩和由所述转速检测器检测的转速检测值来运算的第二输出值进行比较，在存在相互不一致时，判定存在不良状况。

9.根据权利要求1或5所述的波力发电系统，其特征在于，

具有检测在所述主通路流动的工作液的液压的液压检测器；

所述蓄压装置具有多个蓄压器和多个切换阀；

所述多个蓄压器中能蓄压的工作液的蓄压压力互不相同；

所述多个切换阀各自与所述多个蓄压器对应地设置，并切换对应的所述蓄压器与所述主通路的连接状态；

所述控制装置根据所述液压检测器检测出的液压检测值来控制所述多个切换阀各自的动作并切换所述多个蓄压器各自与所述主通路的连接状态。

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