[发明专利]一种高效率水车发电配置系统

说明书

新型水车发电配置系统(简称系统)，该系统由水车、永磁发电机、逆变器组成，省去了现有水车发电配套系统中的调水稳速装置、齿轮变速器、励磁控制屏、并网柜等部件。本发明打破了现有水车发电系统必须以同步速运转的模式，系统转速可以根据水流量的大小自动改变，最大化水能利用率，系统基本无机械损耗，提高了系统稳定性，最大化发电效率，并适用于所有流速不同但有一定流量的河流，实现水车发电站的数字化管理。实现在水量较小水车转速底水能小和水量大转速高水能大的两种情况下都能将全部水能转化成电能的能力。

技术领域：

本发明的目的在于提供一种水车发电配置系统，属于河流发电配置系统的改进创新技术。

背景技术：

检索水车发电装置发明专利，主流方案是设置水泥支架固定水车，人工建设或改造水渠，利用水流推动水车，通过传动轴到齿轮变速器再到发电机发电。还有一种“漂浮水车发电装置”，申请(专利)号：CN201510054857.6法律状态：失效。该漂浮水车发电装置，由水车轮、水流推板、轴承、齿轮变速器、发电机、水车漂浮罐、漂浮罐支架、水车固定扣、合流板、固定柱组成，优点在于，此装置可以设置在任意水流较大的地方，根据水位高低调整水车轮位置，通过齿轮变速器增加齿轮摩擦速度，保持发电机的动力，具有安装方便，易于实现的特点。

“漂浮水车发电装置”有安装方便，易于实现的特点，优于主流方案。“漂浮水车发电装置”和“主流方案设置水泥支架固定水车，人工建设或改造水渠，利用水流推动水车，通过传动轴到齿轮变速器再到发电机发电”两种方案的发电配置系统(图2)都有如下缺陷：

一是发电机都采用电励磁发电机。电励磁发电机发电要求转速恒定才能发电，当夏季的盛水期，水大量，本来可以多发电，但由于维持系统转速恒定，发电机容量被限制，为避免发电机超载只能把多余的水白白放掉，浪费了很大的水利资源。而在贫水期，水流速度变慢，发电系统无法正常发电。

二是现有水车发电系统中必须使用齿轮变速器，齿轮变速器的机械损耗降低了系统效率，且齿轮变速器属于易损部件，增加了故障点，增加了维修工作量，降低了发电系统的效率和水能利用率。

三是现有水车发电系统配置的是电励磁发电机，电励磁发电机很难做到在底速下运行，需要在系统中配置齿轮变速器机装置，且电励磁发电机本身效率底，还需要励磁控制屏提供励磁电源建立磁场，增加了系统复杂性。

四是这种发电系统为了保持系统在同步速下运行，增加了调水稳速装置，增加了基础造价，浪费了水资源。。

五是同样的配置系统不能在不同流速的河流运行。(不同流速时齿轮变速器变比不同)

综上所述，现有水车发电系统转速必须在同步速下恒定运行，水能利用率底，可靠性底，主体结构设计配置复杂，动力传递通过传动轴到齿轮变速器再到发电机发电的原理和各地水流速度不同的现实产生冲突(发电机转速要求额定，流速不同时齿轮变速器变比也不同)，同样的设备不能在不同流速的河流使用，而且此原理的机械传动能量损耗大，发电率低；机械设备维护成本高等缺陷。以上缺陷是水车发电难以大规模普及应用的主要原因。

检索发电配置系统，申请(专利)号：CN201610232082.1“新型水利发电配置系统”，其特征在于：该系统由水轮机、永磁发电机、逆变器组成，水轮机在水流驱动下旋转带动永磁发电机发出电能，发电机发出的电能接入逆变器，经过逆变器整流逆变并如电网。省去了现有水轮机发电配套系统中的调水稳速装置、齿轮变速器、励磁控制屏、并网柜等部件。本发明打破了现有水利发电系统必须以同步速运转的模式，系统转速可以根据水流量的大小自动改变，可以充分吸收水流的能量，可以吸纳盛水期的超大水流量，拓宽水电站的发电区间，提高了发电效率和发电量，简化了结构，节省了运行维修费用，显著提高发电效率，可以综合提高发电量，提高水电站的效益，实现水电站的数字化管理。