[发明专利]一种海上风电和海洋潮流能联合发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及海上风电和海洋能发电技术领域，特别涉及一种海上风电和海洋潮流能联合发电装置。

背景技术

随着国内对能源需求的持续增长，石油等不可再生资源面临着日益枯竭的趋势，可再生能源越来越受到人们的关注和重视。作为一种新型无污染清洁产业，海上风电场在我国已开始建立，海上风电技术已开始得到广泛运用。同样储量丰富、分布广泛的潮流能也受到各国的青睐，极具开发前景和商业价值。由于两者发电装置所处环境均为海洋，将海上风电与潮流能发电装置联合发电，可以有效地利用有限空间资源，降低发电成本，提高综合发电能力。

由于传统的潮流能发电设备大多采用叶片式结构，安装位置较为固定，当潮流流向发生变化，设备无法完全获取能量，降低了设备发电效率。此外，潮流能发电设备载体的三种常用固定方式——桩柱式、漂浮式和座海底式，各自都有其缺点：座海式靠近海底流速较低，不便于维修检修和回收；漂浮式锚泊受风浪影响较大，稳定性不佳；桩柱式虽相对稳定，但成本较高。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种海上风电和海洋潮流能联合发电装置，共用同一支撑基础，降低了开发成本，增加了海上风电场经济效益，并且所使用的新型潮流能发电装置具有偏航功能，可以充分获取潮流能，提高设备的发电率，从而充分利用海洋有限空间资源，提高海洋资源利用率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种海上风电和海洋潮流能联合发电装置，包括：

用于实现风力发电的海上风力发电子系统1；

用于实现潮流能发电的潮流能发电子系统2；

用于将所述海上风力发电子系统1固定于海平面以上且将所述潮流能发电子系统2固定于以下的支撑基础系统3；

以及，用于将所述海上风力发电子系统1和潮流能发电子系统2所发的电一并输送到电网中的电能输送系统4。

所述海上风力发电子系统1包括叶片1-1，叶片1-1通过转轴1-2连接齿轮箱1-3，齿轮箱1-3与发电机一1-4连接，风能使叶片1-1转动从而带动齿轮箱1-3向发电机一1-4提供动力进行发电，所发电力通过与发电机一1-4连接的电缆4-2向外输送。

所述潮流能发电子系统2包括圆锥形旋转体2-1，圆锥形旋转体2-1的尾部通过轴承2-4与发电机二2-2的电机轴2-5相连，发电机二2-2安装在L型支撑架2-3上，海洋潮流通过圆锥形旋转体2-1的转动向发电机二2-2提供动力进行发电，所发电力通过与发电机二2-2连接的电缆4-2向外输送。

所述圆锥形旋转体2-1上设有等间距的阿基米德螺旋槽，螺旋槽内安装有垂直于槽的阿基米德螺旋板2-6。

所述潮流能发电子系统2上设有方向传感器2-8，用来接收潮流流向的信息。

所述L型支撑架2-3内设置有用于改变潮流能发电装置方向的偏航装置2-7。

所述支撑基础系统3为单桩式基础结构，固定于海底。

所述电能输送系统4包括与所述海上风力发电子系统1和潮流能发电子系统2输出电力相连接的电缆4-2，电缆4-2与变压器4-1连接，变压器4-1对输入的电能进行整合处理，整合处理后的电力输送至电网。

本发明可采用控制系统进行发电控制，所述控制系统包括：

潮流能控制卡8，接收潮流能发电子系统2含有方向参数的传感器信息并作出反应；

海上风机控制卡9，接收海上风力发电子系统1含有风速、发电机转速、功率参数的传感器信息并作出反应；

环境控制卡10，接收周边环境信息并作出反应；

变压器开关控制卡11，与环境控制卡10连接，控制变压器4-1的启停；

快速路由器7，实现通信功能，所述潮流能控制卡8和快速路由器7的第一输入/输出连接，快速路由器7的第二输入/输出和海上风机控制卡9连接，快速路由器7的第三输入/输出通过环境控制卡10和变压器控制卡11连接，

工控机6，与快速路由器7的第四输入/输出连接，接收信息并提供控制指令；

岸上控制单元5，与工控机6连接，提供远程控制指令。

所述潮流能控制卡8根据接收到的方向传感器信息，根据已测潮流的流向调整潮流能发电装置的位置，使潮流能发电装置的轴向与潮流流向一致，从而获取最大的能量；