[发明专利]水力发电装置和发电系统

说明书

本发明提供一种水力发电装置及发电系统。其中，控制装置执行包括以下步骤的控制处理：确定预定条件是否成立(S100)；当确定预定条件成立时(S100为“是”)，清零计数器(S102)；执行反向旋转控制(S104)；执行正向旋转控制(S106)；使计数器累计(S108)；并确定计数器的计数值是否已达到上限(S110)。

技术领域

本发明涉及水力发电装置和发电系统，并且更具体地说，涉及一种用于清除缠绕在小型水力发电装置中的漂浮物的技术。

背景技术

水力发电装置是使用流水的动能进行发电的系统。水力发电装置主要包括通过接收水流而旋转的水轮机、与水轮机连结并将旋转能量转换为电能的发电机、以及控制发电机的输出和水轮机的控制装置。从发电机提取的最佳电力会随着流速而变化，因此，控制装置测量流速、水轮机的转速或发电机所发电力的电压，确定从发电机提取的最佳电力，并且控制发电机使得发电机的发电量与最佳值一致。

从上游漂流到水力发电装置的垃圾、水生植物和其他类似漂浮物会缠绕在水轮机中并导致发电量降低。出于这个原因，针对这些漂浮物的对策对水力发电很重要。例如，优选在水轮机的上游安装用于清除漂浮物的装置。

日本专利特开2013-189837号(专利文献1)和日本专利特开2014-202093号(专利文献2)公开了防止漂浮物阻碍水力发电的对策技术。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利特开2013-189837

专利文献2：日本专利公开2014-202093

发明内容

技术问题

日本专利特开2013-189837(专利文献1)公开了在水轮机位置的上游水路中安装用于清除异物的漂浮物清除装置的示例。然而，对于可以容易地安装在水路中的小型水力发电装置，这种大型的漂浮物清除装置会增加成本，因此难以使用。由于这个原因，可以设想在这样的水力发电装置中安装诸如梳形过滤器等简单的漂浮物清除器。

一些漂浮物和水生植物可能会流入具有简单的漂浮物清除器的小型水力发电装置的水轮机。已经流到水轮机的一些漂浮物通过水轮机，而其他漂浮物被水轮机的水轮机叶片(或翅片)捕获。当叶片横断流水时，被叶片捕获的漂浮物被压向叶片，并且由于流速几乎没有变化，漂浮物不会从叶片上脱落。粘着在水轮机上的大量漂浮物和水生植物会导致发电能力下降。因此，简单的漂浮物清除器不能作为防止漂浮物的完美对策，需要定期操作以清除粘着在水轮机上的漂浮物。

另一方面，在日本专利特开2014-202093(专利文献2)中，提出了将发电机用作电动机，将水轮机叶片作为粉碎异物的粉碎叶片来粉碎和清除漂浮物的方法。

然而，当绳状漂浮物缠绕在水轮机中时，即使专利文献2中公开的粉碎叶片也可能无法清楚水轮机中的漂浮物。

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种水力发电装置和发电系统，能够清除缠绕在水轮机中的绳状漂浮物。

问题的解决方案

根据本发明的一个方面，一种水力发电装置包括：水轮机，其构造为通过接收水流而沿第一方向旋转；发电机，其与水轮机相连；控制装置，其被配置为控制发电机。控制装置执行反向旋转控制和正向旋转控制。反向旋转控制使得与第一方向相反的第二方向上的扭矩作用在水轮机上，以使水轮机沿第二方向旋转。正向旋转控制使水轮机的旋转方向反向为第一方向。

这样，即使在水轮机中缠绕有绳状漂浮物，也可以进行反向旋转控制和正向旋转控制，以使绳状漂浮物从水轮机上浮起，从而可以清除缠绕在水轮机中的绳状漂浮物。