CN204443658U - 一种基于风电场的海洋养殖系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种基于风电场的海洋养殖系统，包括：将风能转换为电能的风电场；切换电路，连接该风电场，该切换电路的一路通过输电线路连接电网，另一路连接变流电路；变流电路，利用整流器对该风电场的输出进行整流；变压电路，连接该变流电路，利用变压器对整流后的电能进行降压；海洋养殖场供电系统，连接该变压电路，通过本实用新型，可有效地提高风能资源的利用率，促进海洋养殖业的发展。

Description

一种基于风电场的海洋养殖系统
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电设备领域，特别是涉及一种基于风电场的海洋养殖系统。
背景技术
我国风能资源丰富的地区多集中在西北地区和东南部地区海上。风能的不定量性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动性的，一段时间内无法并入电网运行。一些风能资源丰富地区出现了风电机组限功率运行，风电机组不能并入电网等现象。尤其是海上风电场，一些建设完成的风电场由于投入成本和技术水平等原因甚至不能并网，导致风电场“弃风”现象。另外，因为电能的产生和消耗是同时进行的，电能不易被储存，如果发电机发出的电能不能被使用的话也会对发电设备、电网、以及负荷造成影响。尤其是在夜间负荷消耗的功率较小时，由于风电场本身存在的局限性，风电机组发出的电能和负荷消耗的电能存在“逆差”，只能将风电机组关停，造成“弃电”。
而另一方面，光照是水体升温的主要因素，所有绿色植物进行光合作用均需光照；通过光合作用，合成有机物质，释放出氧气，不仅给水产动物提供绝大部分氧气，同时还是鲢、鳙等鱼类的天然饲料。此外，光照中的紫外线，还能杀死水中的有害细菌，使养殖的水产动物能够健康生长。因此，光照的时间越长，越有利于水产动物的生长及天然饲料生物的繁殖，从而使水产养殖获得高产。
因此，如果能充分利用风电场多余电力资源和丰富的海洋资源，利用光照技术进行海上养殖场建设，将会大大提高风电场运行的附加值，同时更加有利于海洋生物的生长发展。
实用新型内容
为克服上述现有技术存在的不足，本实用新型之一目的在于提供一种基于风电场的海洋养殖系统，其可以有效利用存在“逆差”，“弃电”问题的风电机组给海洋养殖系统供电，有效地提高了风能资源的利用率。
为达上述及其它目的，本实用新型提出一种基于风电场的海洋养殖系统，其包括：
将风能转换为电能的风电场；
切换电路，连接该风电场，该切换电路的一路通过输电线路连接电网，另一路连接变流电路；
变流电路，利用整流器对该风电场的输出进行整流；
变压电路，连接该变流电路，利用变压器对整流后的电能进行降压；
海洋养殖场供电系统，连接该变压电路。
进一步地，该海洋养殖场供电系统包括养殖场照明系统、温控加热系统以及海水体循环系统。
进一步地，该海水体循环系统包括养料信号采集器、运动控制电路、传动机、水质信号采集器、水量控制电路、水泵类设备，该传动机及水泵类设备连接至该变压电路的输出线路，该养料信号采集器及水质信号信号采集器采集养殖水域的养分浓度信号及水体质量信号，分别输出至该运动控制电路及水量控制电路205，该运动控制电路及水量控制电路输出分别连接至该传动机及水泵类设备。
进一步地，该海水体循环系统还包括监测装置，该监测装置连接该养料信号采集器及水质信号信号采集器的输出端。
进一步地，该光照系统包括光敏开关电路、供电电路以及养殖场光照设备，该供电电路连接该变压电路的输出线路，该光敏开关电路连接该供电电路，该供电电路为该养殖场光照设备供电。
进一步地，该养殖厂光照设备包含有高功率灯具组及紫外线灯管。
进一步地，该温控加热系统包括信号采集模块与包括温度执行模块与分析执行模块的主控模块，该信号采集模块的输出连接该分析执行模块，该分析执行模块连接该温度执行模块。
进一步地，该温度执行模块包括H桥驱动电路、热电制泵类温度设备以及多个热电冷热器，该H桥驱动电路和热电制泵类温度设备相联，该热电制泵类设备连接多个热电冷热器，该热电制泵类温度设备与热电冷热气与该变压电路的输出线路连接。
进一步地，该信号采集模块包括温度传感器、测温电桥、A/D转换模块，该温度传感器连接测温电桥，测温电桥与A/D转换模块连接，A/D转换模块连接该主控模块。
与现有技术相比，本实用新型一种基于风电场的海洋养殖系统通过切换电路将风电场的输出进行切换，以便将存在“逆差”和“弃电”现象的风电场输出切换，通过整流、降压后提供给海洋养殖场供电系统，有效地提高了风能资源的利用率，促进了海洋养殖系统的发展。
附图说明
图1为本实用新型一种基于风电场的海洋养殖系统的系统架构图；
图2为本实用新型较佳实施例中海水体循环系统的结构示意图；
图3为本实用新型较佳实施例中光照系统的结构图；
图4为本实用新型较佳实施例中温控加热系统的系统结构图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本实用新型一种基于风电场的海洋养殖系统的系统架构图。如图1所示，本实用新型一种基于风电场的海洋养殖系统，包括：风电场101、切换电路102、变流电路103、变压电路104以及海洋养殖场供电系统105。
其中，风电场101用于将风能转换为电能；切换电路102连接风电场101，切换电路102一路通过输电线路连接电网，以将风电场101的输出向电网并网供电，另一路连接变流电路103，切换电路102用于将风电场101的输出于两路之间进行切换；变流电路103，利用整流器对风电场101的输出进行整流；变压模块104，连接变流电路103，将整流后的电能进行降压，海洋养殖场供电系统105，连接该变压电路104，以获得整流降压后的风电电能。
海上养殖包括海生植物养殖、海洋鱼类养殖、海产品养殖等。在本实用新型较佳实施例中，海洋养殖场供电系统105用于给养殖场照明系统、温控加热系统以及海水体循环系统提供电能。养殖场照明系统主要用于对海洋的生物实行夜间光照。海洋养殖场，实行夜间照明养殖，大大缩短了海洋植物的生长周期，扩大了产能。而且夜间由于浮游生物的趋光性特点，光照的养殖场能吸引更多的浮游生物等有机天然饲料，更加的降低了养殖成本，实现综合化养殖。光照技术在夜间不但给藻类等海洋植物提供光合作用必须的光照条件，促进海洋植物生长，而且特殊处理的照明灯能有效杀死渔场里有害细菌，减少病虫害，提高产量，同时，由于长时间的光照，局部海水温度升高更适应海洋动植物生长；海水加热温控系统用于对于温度要求严格的海洋作物进行水温控制，实现人工养殖；海水体循环系统，用于定期地利用水泵抽水加速海水流通，提高养殖场海水质量。
图2为本实用新型较佳实施例中海水体循环系统的结构示意图。在本实施例中，海水体循环系统包括养料信号采集器201、运动控制电路202、传动机203、水质信号采集器204、水量控制电路205、水泵类设备206、监测装置207。
其中，传动机203及水泵类设备206连接至变压电路104的输出线路，以获得风电电能的供电，养料信号采集器201及水质信号信号采集器202采集养殖水域的养分浓度信号及水体质量信号(电流信号)，分别输出至运动控制电路202及水量控制电路205(产生控制信号)，运动控制电路202及水量控制电路205输出分别连接至传动机203及水泵类设备206，以带动传动机203进行自动化养殖，带动水泵进行换水作业。养料信号采集器201及水质信号信号采集器202的输出还连接至监测装置207以进行养分浓度与水体质量信号的实时监测。需说明的是，这里运动控制电路202及水量控制电路205均采用硬件实现，由于其为现有技术，在此不予赘述。
图3为本实用新型较佳实施例中光照系统的结构图。在本实施例中，光照系统包括光敏开关电路301、供电电路302以及养殖场光照设备303。供电电路302连接变压电路104的输出线路，由光敏开关电路301控制供电电路302。供电电路302为养殖场光照设备供电。光照设备303配备有大量高功率灯具组，并配有少量紫外线灯管。高功率灯具组为养殖场提供光源、热源，紫外线灯管起到杀灭有害细菌的作用。
图4为本实用新型较佳实施例中温控加热系统的系统结构图。在本实施例中，温控加热系统包括信号采集模块40与主控模块41，其中主控模块41包括温度执行模块410和分析执行模块420，在温度执行模块410中，H桥驱动电路和热电制泵类温度设备相联，并配有多个热电冷热器，热电制泵类温度设备与热电冷热气与变压电路的输出线路连接，以由其供电；在分析执行模块420当中，DSP通过PID(比例-积分-微分控制器)控制实现对温度执行模块410的驱动。而信号采集模块40当中，温度传感器测量养殖区域海水温度，通过测温电桥传输到A/D采集模块当中去，经过A/D转换后将数字量送入主控模块41实现信号采集功能。需说明的是，DSP根据采集的信号通过PID控制实现对温度执行模块的驱动的方法为现有技术，在此不予赘述。
综上所述，本实用新型一种基于风电场的海洋养殖系统通过切换电路将风电场的输出进行切换，以便将存在“逆差”和“弃电”现象的风电场输出切换，通过整流、降压后提供给海洋养殖场供电系统，有效地提高了风能资源的利用率，促进了海洋养殖系统的发展。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何本领域技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本实用新型的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (9)

1.一种基于风电场的海洋养殖系统，其特征在于，包括：
将风能转换为电能的风电场；
切换电路，连接该风电场，该切换电路的一路通过输电线路连接电网，另一路连接变流电路；
变流电路，利用整流器对该风电场的输出进行整流；
变压电路，连接该变流电路，利用变压器对整流后的电能进行降压；
海洋养殖场供电系统，连接该变压电路。
2.如权利要求1所述的一种基于风电场的海洋养殖系统，其特征在于：该海洋养殖场供电系统包括养殖场照明系统、温控加热系统以及海水体循环系统。
3.如权利要求2所述的一种基于风电场的海洋养殖系统，其特征在于：该海水体循环系统包括养料信号采集器、运动控制电路、传动机、水质信号采集器、水量控制电路、水泵类设备，该传动机及水泵类设备连接至该变压电路的输出线路，该养料信号采集器及水质信号信号采集器采集养殖水域的养分浓度信号及水体质量信号，分别输出至该运动控制电路及水量控制电路205，该运动控制电路及水量控制电路输出分别连接至该传动机及水泵类设备。
4.如权利要求3所述的一种基于风电场的海洋养殖系统，其特征在于：该海水体循环系统还包括监测装置，该监测装置连接该养料信号采集器及水质信号信号采集器的输出端。
5.如权利要求2所述的一种基于风电场的海洋养殖系统，其特征在于：该光照系统包括光敏开关电路、供电电路以及养殖场光照设备，该供电电路连接该变压电路的输出线路，该光敏开关电路连接该供电电路，该供电电路为该养殖场光照设备供电。
6.如权利要求5所述的一种基于风电场的海洋养殖系统，其特征在于：该养殖厂光照设备包含有高功率灯具组及紫外线灯管。
7.如权利要求2所述的一种基于风电场的海洋养殖系统，其特征在于：该温控加热系统包括信号采集模块与包括温度执行模块与分析执行模块的主控模块，该信号采集模块的输出连接该分析执行模块，该分析执行模块连接该温度执行模块。
8.如权利要求7所述的一种基于风电场的海洋养殖系统，其特征在于：该温度执行模块包括H桥驱动电路、热电制泵类温度设备以及多个热电冷热器，该H桥驱动电路和热电制泵类温度设备相联，该热电制泵类设备连接多个热电冷热器，该热电制泵类温度设备与热电冷热气与该变压电路的输出线路连接。
9.如权利要求8所述的一种基于风电场的海洋养殖系统，其特征在于：该信号采集模块包括温度传感器、测温电桥、A/D转换模块，该温度传感器连接测温电桥，测温电桥与A/D转换模块连接，A/D转换模块连接该主控模块。
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