CN213270121U - 一种用于新能源发电的快速功率调控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于新能源发电的快速功率调控装置，包括底座，所述底座上方安装有海流发电机组，所述海流发电机组包括安装座、整流罩和多个叶轮；所述安装座安装在整流罩的一端，所述安装座内部设有轮毂，多个所述叶轮通过安装座安装在轮毂的外圆周面上；所述调控装置还包括控制器以及与所述控制器电连接的转动机构、监测机构，所述海流发电机组通过转动机构安装在底座上，所述监测机构用于实时监测海流的方向和流速；所述控制器用于根据监测机构监测到的海流方向和流速数据控制转动机构调节海流发电机组的迎流方向。

Description

一种用于新能源发电的快速功率调控装置

技术领域

本实用新型属于新能源发电设备技术领域，具体是一种用于新能源发电的快速功率调控装置。

背景技术

海流能作为海洋新能源的一种，具有分布范围广、能量密度大、流速变化状态稳定等特点，具有重要的开发利用价值。世界各国开发了多种类型的海流发电平台及技术，其中利用与风力发电相似原理的海流发电技术被普遍采用并开展了广泛而深入的研究。

由于海洋结构物易发生腐蚀、海生物附、泥沙堵塞、密封舱渗漏等导致失败的情况，发电装置在恶劣海洋环境下的可靠性就非常重要，结构简单是提高发电装置长期运行可靠性的重要方式。

由于海水密度大约是风密度的800倍，系统的功率对流速的变化非常敏感(功率与流速成三次方的指数关系)，为了使发电装置适应较大的流速变化范围，通常需要对叶轮采用变桨距控制，现有的变桨距控制是通过调节叶轮的捕获效率来控制系统的功率，变桨距控制的整套装置包括检测、运动控制的功率调节系统，对于海流发电装置尤其是小型海流发电装置系统非常复杂，可靠性也相对难以保证。

公开号为CN207935029U的专利公开了一种应用于海流发电的机械式叶轮功率调节装置，属于海洋机械设备技术领域，包括：轮毂、整流罩、中心支撑杆、叶轮、推杆、滑环、弹簧及尾整流块；轮毂同轴安装在整流罩的一端，中心支撑杆同轴安装在整流罩的另一端，叶轮分别安装在轮毂的外圆周面上；推杆一端与叶轮铰接，另一端与套装在中心支撑杆上的滑环铰接，滑环与中心支撑杆滑动配合；弹簧套装在中心支撑杆上，弹簧的一端与滑环相抵触，另一端与安装在中心支撑杆端部的尾整流块相抵触；本实用新型通过调节叶轮的扫略面积来调节叶轮的输出功率，进而实现对系统的功率调节，结构简单，能够减少成本，提高可靠性。其虽然可以根据海流的流速自动调节叶轮的迎流面积，从而调节系统的功率，但是其只能安装在海流方向固定的流域，无法适配海流方向多变的海域。

发明内容

本实用新型的目的是提供了一种用于新能源发电的快速功率调控装置，通过调节叶轮的迎流面积来调节发电装置的输出功率，从而保证电力系统平稳运行。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于新能源发电的快速功率调控装置，包括底座，所述底座上方安装有海流发电机组，所述海流发电机组包括安装座、整流罩和多个叶轮；所述安装座安装在整流罩的一端，所述安装座内部设有轮毂，多个所述叶轮通过安装座安装在轮毂的外圆周面上；所述调控装置还包括控制器以及与所述控制器电连接的转动机构、监测机构，所述海流发电机组通过转动机构安装在底座上，所述监测机构用于实时监测海流的方向和流速；所述控制器用于根据监测机构监测到的海流方向和流速数据控制转动机构调节海流发电机组的迎流方向。

具体地，所述转动机构包括步进电机和旋转轴，所述海流发电机组通过旋转轴安装在步进电机的输出轴上；所述步进电机位于底座内部，所述步进电机与控制器电连接。通过步进电机驱动旋转轴转动可以精准控制海流发电机组的迎流方向，从而准确调节海流发电机组的输出功率。

进一步地，所述底座顶面嵌设有密封轴承，所述密封轴承套设在旋转轴外周，通过设置密封轴承，可以进一步提高底座的防水性能，避免底座内部进水导致电气元件的损坏。

具体地，所述监测机构安装在底座上；所述监测机构包括安装杆和安装在所述安装杆顶部的多个检测叶片，多个所述检测叶片沿所述安装杆周向均匀设置；所述检测叶片的两侧壁均设有感压膜片，所述感压膜片与控制器电连接。通过在安装杆的周向设置多个检测叶片，可以同时检测多个方向的海流，通过对比多个检测叶片上的感压膜片的检测数据，即可判断海流方向(感压膜片检测的压力最大的检测叶片正对海流方向)，根据感压膜片检测到的压力大小即可判断流速。

进一步地，所述检测叶片共设有8个，可检测8个方向的海流，准确判断海流的方向。

具体地，所述叶轮共设有3个，3个所述叶轮沿所述安装座周向均匀布置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过监测机构实时监测海流的方向和流速，并根据海流的方向和流速调节海流发电机组的迎流方向，避免海流发电机组输出功率过高/过低，使海流发电机组的输出功率始终保持在适宜的范围内，减小发电装置的输出功率波动，提高了电力系统的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种用于新能源发电的快速功率调控装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中海流发电机组的正面结构示意图；

图3为本实用新型实施例中监测机构的俯视图；

图中：1、底座；2、海流发电机组；3、安装座；4、整流罩；5、叶轮；6、轮毂；7、控制器；8、步进电机；9、旋转轴；10、密封轴承；11、安装杆；12、检测叶片；13、感压膜片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至3所示，本实施例提供了一种用于新能源发电的快速功率调控装置，包括底座1，所述底座1上方安装有海流发电机组2，所述海流发电机组2包括安装座3、整流罩4和3个叶轮5；所述安装座3安装在整流罩4的一端，所述安装座3内部设有轮毂6，3个所述叶轮5通过安装座3安装在轮毂6的外圆周面上；所述调控装置还包括控制器7以及与所述控制器7电连接的转动机构、监测机构，所述海流发电机组2通过转动机构安装在底座1上，所述监测机构用于实时监测海流的方向和流速；所述控制器7用于根据监测机构监测到的海流方向和流速数据控制转动机构调节海流发电机组2的迎流方向。

具体地，所述转动机构包括步进电机8和旋转轴9，所述海流发电机组2通过旋转轴9安装在步进电机8的输出轴上；所述步进电机8位于底座1内部，所述步进电机8与控制器7电连接。通过步进电机8驱动旋转轴9转动可以精准控制海流发电机组2的迎流方向，从而准确调节海流发电机组2的输出功率。

进一步地，所述底座1顶面嵌设有密封轴承10，所述密封轴承10套设在旋转轴9外周，通过设置密封轴承10，可以进一步提高底座1的防水性能，避免底座1内部进水导致电气元件的损坏。

具体地，所述监测机构安装在底座1上；所述监测机构包括安装杆11和安装在所述安装杆11顶部的8个检测叶片12，8个所述检测叶片12沿所述安装杆11周向均匀设置；所述检测叶片12的两侧壁均设有感压膜片13，所述感压膜片13与控制器7电连接。通过在安装杆11的周向设置8个检测叶片12，可以同时检测8个方向的海流，通过对比多个检测叶片12上的感压膜片13的检测数据，即可判断海流方向(感压膜片13检测的压力最大的检测叶片12正对海流方向)，根据感压膜片13检测到的压力大小即可判断流速。

本实施例通过监测机构实时监测海流的方向和流速，当流速低于预设范围(V1～V2)最小值V1时，通过控制器7控制转动机构调节海流发电机组2的迎流方向，使海流发电机组2的迎流方向正对海流方向，以提高海流发电机组2的输出功率，避免输出功率过低；当流速处于预设范围内时，通过控制器7控制转动机构调节海流发电机组2的迎流方向，使海流发电机组2的迎流方向与海流方向成一定夹角α，以保证海流发电机组2的输出功率在适宜范围内，避免输出功率过高/低；当流速高于预设范围最大值V2时，通过控制器7控制转动机构调节海流发电机组2的迎流方向，使海流发电机组2的迎流方向进一步偏离海流方向，此时海流发电机组2的迎流方向与海流方向的夹角为β，其中β大于α，以降低海流发电机组2的输出功率，避免输出功率过高。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于新能源发电的快速功率调控装置，其特征在于，包括底座，所述底座上方安装有海流发电机组，所述海流发电机组包括安装座、整流罩和多个叶轮；所述安装座安装在整流罩的一端，所述安装座内部设有轮毂，多个所述叶轮通过安装座安装在轮毂的外圆周面上；所述调控装置还包括控制器以及与所述控制器电连接的转动机构、监测机构，所述海流发电机组通过转动机构安装在底座上，所述监测机构用于实时监测海流的方向和流速；所述控制器用于根据监测机构监测到的海流方向和流速数据控制转动机构调节海流发电机组的迎流方向。

2.根据权利要求1所述的一种用于新能源发电的快速功率调控装置，其特征在于，所述转动机构包括步进电机和旋转轴，所述海流发电机组通过旋转轴安装在步进电机的输出轴上；所述步进电机位于底座内部，所述步进电机与控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于新能源发电的快速功率调控装置，其特征在于，所述底座顶面嵌设有密封轴承，所述密封轴承套设在旋转轴外周。

4.根据权利要求1所述的一种用于新能源发电的快速功率调控装置，其特征在于，所述监测机构安装在底座上；所述监测机构包括安装杆和安装在所述安装杆顶部的多个检测叶片，多个所述检测叶片沿所述安装杆周向均匀设置；所述检测叶片的两侧壁均设有感压膜片，所述感压膜片与控制器电连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于新能源发电的快速功率调控装置，其特征在于，所述检测叶片共设有8个。

6.根据权利要求1所述的一种用于新能源发电的快速功率调控装置，其特征在于，所述叶轮共设有3个，3个所述叶轮沿所述安装座周向均匀布置。

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