[发明专利]一种液控稳频发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将脉动的风能或水能转换为稳频电能的方法，具体涉及一种液控稳频发电方法。 

背景技术

作为十分重要绿色能源，风能或水能的有效利用受到世界各国广泛重视。目前广泛应用中的风力发电装置或水力发电装置一般采用一次换能技术将风能或水能转化为机械能驱动发电机进行发电。自然界风速或水流速度的不稳定性，直接影响了风力或水力发电机组输出电能频率的稳定性，品质低劣的电能不能直接用于电器或者输送到电网。针对提高风力发电品质需求，目前已研究出如风力机的变浆距调节、增速机、交流励磁变速恒频双馈发电机低频交流逆变等技术与装置。这些技术与装置的实施一定程度上提高了发电品质，但其缺点在于： 

1、增速机价格昂贵由于风速较低，风力发电装置中叶片只能以较低的转速进行转动，而现有的普通发电机要求转速较高。为了解决这个矛盾，现有风力发电装置通常采用增速机来提高转速，但增速机价格昂贵； 

2、普通发电机发电频率不稳定由于增速机是一个固定转速比的速度变化机构，因此，增速机将放大脉动变化的风速对发电机转速的影响，导致了发电机的转速不停地改变，影响发电品质； 

3、交流励磁变速恒频双馈发电机技术成本较高为了克服风力不平稳对发电品质的影响，采用变速恒频双馈发电技术，大大增加现有风力发电装置的投资成本； 

4、风力发电装置整体重心高现有风力发电装置中的发电机、增速机均置于数十米高塔架顶端的机舱内，系统整体重心非常高，设备安装、维护十分困难，且对塔架及其基础结构强度要求非常高，增加了风力发电系统的建造成本。 

发明内容

本发明提供一种液控稳频发电方法，能将不稳定的流体能转换为稳定的液压能，使最终输出恒频的电能，提高电能品质，保护电网系统。 

为实现上述目的，本发明提供一种液控稳频发电方法，包含以下步骤： 

步骤1 叶轮采集流场能量，转化为机械能后传输至功率调配箱； 

步骤2 功率调配箱将机械能传输至变初始相角安装的并联泵组，进行机械能向液压能的转换，并经过集流器汇集后将液压能传输至变量液压马达； 

步骤2.1 功率调配箱将机械能分配和传递给多个变初始相角安装的液压泵，每个液压泵将机械能转换为液压能； 

步骤2.2 集流器汇集多路液压泵的输出并通过相位叠加方式减小液压能总体输出流量的脉动，并将稳定液压能传输至变量液压马达； 

步骤3 恒速控制器反馈控制闭式液压回路中的控制阀组和变量液压马达的电控变量机构，使变量液压马达将液压能转换为恒转速机械能输出至发电机； 

步骤3.1 变量液压马达将集流器汇集的回路液压能转换成机械能，并通过联轴器传输至发电机； 

步骤3.2 恒速控制器实时检测变量液压马达输出的转速和扭矩，通过控制闭式液压回路中的压力控制阀、流量控制阀以及变量液压马达中的电控变量机构，控制液压马达的液压油流量和排量，使变量液压马达恒速转动，输出稳定恒速的机械能； 

步骤4 发电机将恒速稳定的机械能转换为恒频率的电能输出。 

上述步骤1中的流场能量包含风能或水能。 

上述步骤2中的并联泵组包含若干个并联连接的液压泵。 

上述的步骤2.1之前，还包含以下步骤： 

运控装置检测叶轮输出的转矩和转速，其根据检测结果控制功率调配箱向并联泵组分配机械能，并控制并联泵组中参与能量转换的液压泵数量。 

上述步骤3中的控制阀组包含压力控制阀和流量控制阀。 

上述步骤4中的发电机为交流同步发电机或交流异步发电机。 

本发明一种液控稳频发电方法与现有的发电方法相比，其优点在于，本发明采用闭式液压回路将不稳定机械能量转换为稳定的液压能，使最终输出 恒频的电能，提高电能品质，保护电网系统；本发明利用控制阀组控制系统中输入变量液压马达的液压油压力和流量，使变量液压马达内液压油的流量和排量最优匹配，生成变量液压马达的恒转速输出，产生恒频电能，提高电能品质，保护电网系统；通过恒速控制器实现“马达+阀控”的联合优化控制，利用联合控制阀组快速响应特点，有效降低风速大范围变化的影响，马达控制用于精调以保证恒速恒频的精度；本发明采用并联泵组代替单台大功率泵，降低制造难度和成本，便于安装和维护。 

附图说明

图1为本发明一种液控稳频发电方法的装置的总体结构示意图； 

图2为本发明一种液控稳频发电方法的方法流程图。