CN114320714B - 一种波浪能发电装置液压发电试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种波浪能发电装置液压发电试验系统，由前端、中端及后端组成。通过液压压力传感器采集蓄能器组的液压压力信号，传送至所述集控系统，以及电压/电流互感器采集直流母线的电压/电流信号，传送至所述集控系统，从而所述集控系统根据蓄能器组液压压力信号和直流母线电压/电流信号，对液压发电试验系统进行自动控制或人工控制。在所述波浪能发电装置液压发电试验系统的前端、中端以及后端中设置不同的运行工况，通过不同液压发电支路的配合，实现多种混合液压发电方式的运行情况模拟，为液压发电系统提高可控性、液压发电控制新技术研究提供便利。
Description
技术领域
本发明涉及波浪能发电技术领域，尤其涉及一种波浪能发电装置液压发电试验系统。
背景技术
波浪能是一种取之不尽、用之不竭的海洋绿色能源，其由海洋表面的波浪运动所产生，由波动水中质点运动产生的动能和波面相对平均水面的垂直位移所具有的势能所构成。
波浪是一种很强间歇性和不稳定性的周期性运动，若直接利用波浪能进行发电，则产生的电能具有强波动性，其电能质量很不理想。因此，在实现波浪能-电能转换的中间过程，通常设置缓冲环节，如采用液压蓄能等方式。
为了充分开展波浪能-液压能-电能的能量转换过程的相关技术研究，需要建立波浪能发电装置液压发电试验系统，从而为相关的液压能-电能转换新技术的研究和验证提供便利。
发明内容
本发明提供了一种波浪能发电装置液压发电试验系统，在前端、中端以及后端中设置不同的运行工况，通过不同液压发电支路的配合，实现多种混合液压发电方式的运行情况模拟，为液压发电系统提高可控性、液压发电控制新技术研究提供便利。
本发明提供了一种波浪能发电装置液压发电试验系统，所述试验系统由前端、中端及后端组成；
所述前端包括：与液压泵相连的异步电动机构、油箱及蓄能器组，以及与所述蓄能器组连接的液压压力传感器；
所述中端与所述前端通过液压管路连接；所述中端包括：多条液压发电支路；
所述后端与所述中端通过直流母线连接；所述直流母线上连接有电压/电流互感器；所述电压/电流互感器与集控系统连接；所述集控系统还分别与所述液压压力传感器及所述液压发电支路连接；所述后端用于将目标液压发电试验系统所发出的电能输送上网，或存储于储能装置中。
可选地，所述液压发电支路的数量为3条。
可选地，第一液压发电支路包括：依次连接的第一电磁阀、第一定量液压马达、第一永磁同步发电机及第一全控整流器。
可选地，第二液压发电支路包括：依次连接的第二电磁阀、第二定量液压马达、第二永磁同步发电机、第二不可控整流器及第二DC/DC变换器。
可选地，第三液压发电支路包括：依次连接的第三电磁比例调速阀、第三变量液压马达、第三永磁同步发电机及第三不可控整流器。
可选地，所述第一永磁同步发电机与所述第一全控整流器之间连接有第一耗能电阻模块，所述第二永磁同步发电机与所述第二不可控整流器之间连接有第二耗能电阻模块，以及所述第三永磁同步发电机与所述第三不可控整流器之间连接有第三耗能电阻模块。
可选地，所述第一耗能电阻模块、所述第二耗能电阻及所述第三耗能电阻包括：切换开关和耗能电阻。
可选地，所述后端包括分别与所述直流母线连接的第四耗能电阻模块、并网逆变器及所述储能装置。
可选地，所述储能装置包括：第一DC/DC变换器及蓄电池。
可选地，所述异步电动机构包括：与所述液压泵连接的异步电动机，以及与所述异步电动机连接的变频器。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明公开的一种波浪能发电装置液压发电试验系统，所述系统由前端、中端及后端组成；所述前端包括：与液压泵相连的异步电动机构、油箱及蓄能器组，以及与所述蓄能器组连接的液压压力传感器；所述中端与所述前端通过液压管路连接；所述中端包括：多条液压发电支路；所述后端与所述中端通过直流母线连接；所述直流母线上连接有电压/电流互感器；所述电压/电流互感器与集控系统连接；所述集控系统还分别与所述液压压力传感器及所述液压发电支路连接；所述后端用于将目标液压发电试验系统所发出的电能输送上网，或存储于储能装置中。
通过液压压力传感器采集蓄能器组的液压压力信号，传送至所述集控系统，以及电压/电流互感器采集直流母线的电压/电流信号，传送至所述集控系统，从而所述集控系统根据蓄能器组液压压力信号和直流母线电压/电流信号，对液压发电试验系统进行自动控制或人工控制。
在所述波浪能发电装置液压发电试验系统的前端、中端以及后端中设置不同的运行工况，通过不同液压发电支路的配合，实现多种混合液压发电方式的运行情况模拟，为液压发电系统提高可控性、液压发电控制新技术研究提供便利。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
图1为本发明的一种波浪能发电装置液压发电试验系统实施例的结构示意图。
图中：2、集控系统；3、电压/电流互感器；11、变频器；12、异步电动机；13、油箱；14、液压泵；15、蓄能器组；16、液压压力传感器；221、第一电磁阀；212、第二电磁阀；221、第一定量液压马达；222、第二定量液压马达；231、第一永磁同步发电机；232、第二永磁同步发电机；233、第三永磁同步发电机；241、第一耗能电阻模块；242、第二耗能电阻模块；243、第三耗能电阻模块；244、第四耗能电阻模块；251、第一全控整流器；262、第二不可控整流器；263、第三不可控整流器；271、第一DC/DC变换器；272、第二DC/DC变换器；283、第三电磁比例调速阀；293、第三变量液压马达；32、并网逆变器；33、蓄电池；a、液压管路；b直流母线。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种波浪能发电装置液压发电试验系统，在前端、中端以及后端中设置不同的运行工况，通过不同液压发电支路的配合，实现多种混合液压发电方式的运行情况模拟，为液压发电系统提高可控性、液压发电控制新技术研究提供便利。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明的一种波浪能发电装置液压发电试验系统实施例的结构示意图，所述系统由前端、中端及后端组成；
所述前端包括：与液压泵14的异步电动机构、油箱13及蓄能器组15，以及与所述蓄能器组15连接的液压压力传感器16；
所述中端与所述前端通过液压管路a连接；所述中端包括：多条液压发电支路；
所述后端与所述中端通过直流母线b连接；所述直流母线b上连接有电压/电流互感器3；所述电压/电流互感器3与集控系统2连接；所述集控系统2还分别与所述液压压力传感器16及所述液压发电支路连接；所述后端用于将目标液压发电试验系统所发出的电能输送上网，或存储于储能装置中。
进一步地，本发明实施例中的所述液压发电支路的数量为3条。
进一步地，第一液压发电支路包括：依次连接的第一电磁阀211、第一定量液压马达221、第一永磁同步发电机231及第一全控整流器251。
具体地，第二液压发电支路包括：依次连接的第二电磁阀212、第二定量液压马达222、第二永磁同步发电机232、第二不可控整流器262及第二DC/DC变换器272。
具体地，第三液压发电支路包括：依次连接的第三电磁比例调速阀283、第三变量液压马达293、第三永磁同步发电机233及第三不可控整流器263。
需要说明的是，采用第一全控整流器251、第二不可控整流器262及第三不可控整流器263的配合，即包括了不同电能变换拓扑以及控制策略的配合，可有效提高波浪能发电装置电能输出的稳定性和可控性，并兼顾发电系统的可靠性。
进一步地，所述第一永磁同步发电机231与所述第一全控整流器251之间连接有第一耗能电阻模块241；所述第二永磁同步发电机232与所述第二不可控整流器262之间连接有第二耗能电阻模块242；所述第三永磁同步发电机233与所述第三不可控整流器263之间连接有第三耗能电阻模块243。
具体地，所述耗能电阻模块241～244包括：切换开关和耗能电阻。
在本发明实施例中，每个永磁同步发电机的出口均设置了耗能电阻模块，内含切换开关和耗能电阻，以实现非并网模式下电能的自我消耗，从而实现液压发电支路的自保护。
在本发明实施例中，第一液压发电支路包括了第一全控整流器251，可以模拟采用全控整流器的液压发电过程。第二液压发电支路包括了第二不可控整流器262和第二DC/DC变换器272，可以模拟采用第二不可控整流器262和第二DC/DC变换器272的液压发电过程。第三液压发电支路包括了第三电磁比例调速阀283和第三变量液压马达293，它们的调速控制功能可以启用或者不启用。当所述第三液压发电支路仅启用第三电磁比例调速阀283的调速功能，则可模拟采用第三电磁比例调速阀283+第三变量液压马达293+第三不可控整流器263的液压发电过程；当仅启用第三变量液压马达293的调速功能，则可模拟采用电磁阀+第三变量液压马达293+第三不可控整流器263的液压发电过程；若同时启用第三电磁比例调速阀283和第三变量液压马达293的调节控制，则可模拟采用第三电磁比例调速阀283+第三变量液压马达293+第三不可控整流器263的液压发电过程，其调速范围比单独启用第三电磁比例调速阀283或第三变量液压马达293的调速范围更广。
第一、第二和第三液压发电支路，可以根据实际情况，进行不同液压发电支路的配合，实现多种混合液压发电方式的运行情况模拟。
进一步地，所述后端包括分别与所述直流母线b连接的第四耗能电阻模块244、并网逆变器32及所述储能装置。
在本发明实施例中，后端设置有与直流母线b连接的并网逆变器32及耗能模块，通过逆变器32可实现电能输送上网。
进一步地，所述储能装置包括：第一DC/DC变换器271及蓄电池33。
在本发明实施例中，所述异步电动机构包括：与所述液压泵14连接的异步电动机12，以及与所述异步电动机12连接的变频器11。
在具体实现中，异步电动机12通过变频器11进行转速调节，以不同的转速带动同转轴的液压泵14，将液压油从油箱13压入蓄能器组15，从而模拟大小不同浪况下蓄能器组15存储液压油的速度。
在本发明实施例中，液压压力传感器16采集蓄能器组15的液压压力信号，传送至所述集控系统2；所述电压/电流互感器3采集直流母线b的电压/电流信号，传送至所述集控系统2；集控系统2可根据所采集的蓄能器组15液压压力信号和直流母线电压/电流信号，对液压发电试验系统进行自动控制或人工控制。
在本发明实施例中，一种波浪能发电装置液压发电试验系统实施例的结构示意图，所述试验系统由前端、中端及后端组成；所述前端包括：与液压泵14的异步电动机构、油箱13及蓄能器组15，以及与所述蓄能器组15连接的液压压力传感器16；所述中端与所述前端通过液压管路a连接；所述中端包括：多条液压发电支路；所述后端与所述中端通过直流母线b连接；所述直流母线b上连接有电压/电流互感器3；所述电压/电流互感器3与集控系统2连接；所述集控系统2还分别与所述液压压力传感器16及所述液压发电支路连接；所述后端用于将目标液压发电试验系统所发出的电能输送上网，或存储于储能装置中。
通过液压压力传感器16采集蓄能器组15的液压压力信号，传送至所述集控系统2，以及电压/电流互感器3采集直流母线b的电压/电流信号，传送至所述集控系统2，从而所述集控系统2根据蓄能器组15液压压力信号和直流母线电压/电流信号，对液压发电试验系统进行自动控制或人工控制。
所述波浪能发电装置液压发电试验系统，在前端、中端以及后端中设置不同的运行工况，通过不同液压发电支路的配合，实现多种混合液压发电方式的运行情况模拟，为液压发电系统提高可控性、液压发电控制新技术研究提供便利。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种波浪能发电装置液压发电试验系统，其特征在于，所述试验系统由前端、中端及后端组成；
所述前端包括：与液压泵相连的异步电动机构、油箱及蓄能器组，以及与所述蓄能器组连接的液压压力传感器；
所述异步电动机构包括：与所述液压泵连接的异步电动机，以及与所述异步电动机连接的变频器；所述异步电动机用于通过所述变频器进行转速调节，以不同的转速带动同转轴的液压泵，将液压油从所述油箱压入所述蓄能器组，从而模拟不同大小浪况下所述蓄能器组存储液压油的速度；
所述中端与所述前端通过液压管路连接；所述中端包括：多条液压发电支路；
所述液压发电支路的数量为3条；
第一液压发电支路包括：依次连接的第一电磁阀、第一定量液压马达、第一永磁同步发电机及第一全控整流器；第二液压发电支路包括：依次连接的第二电磁阀、第二定量液压马达、第二永磁同步发电机、第二不可控整流器及第二DC/DC变换器；第三液压发电支路包括：依次连接的第三电磁比例调速阀、第三变量液压马达、第三永磁同步发电机及第三不可控整流器；
所述后端与所述中端通过直流母线连接；所述直流母线上连接有电压/电流互感器；所述电压/电流互感器与集控系统连接；所述集控系统还分别与所述液压压力传感器及所述液压发电支路连接；所述后端用于将目标液压发电系统所发出的电能输送上网，或存储于储能装置中。
2.根据权利要求1所述的波浪能发电装置液压发电试验系统，其特征在于，所述第一永磁同步发电机与所述第一全控整流器之间连接有第一耗能电阻模块，所述第二永磁同步发电机与所述第二不可控整流器之间连接有第二耗能电阻模块，以及所述第三永磁同步发电机与所述第三不可控整流器之间连接有第三耗能电阻模块。
3.根据权利要求2所述的波浪能发电装置液压发电试验系统，其特征在于，所述第一耗能电阻模块、所述第二耗能电阻及所述第三耗能电阻包括：切换开关和耗能电阻。
4.根据权利要求1所述的波浪能发电装置液压发电试验系统，其特征在于，所述后端包括分别与所述直流母线连接的第四耗能电阻模块、并网逆变器及所述储能装置。
5.根据权利要求4所述的波浪能发电装置液压发电试验系统，其特征在于，所述储能装置包括：第一DC/DC变换器及蓄电池。
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