[发明专利]一种双向发电的潮流能发电机组及其系统

说明书

本发明公开了一种双向发电的潮流能发电机组及其系统，属于潮流能发电领域。包括机组主控系统、海流计及依次连接的变桨系统、主轴、齿轮箱、发电机和与变流器；海流计用于测量潮流流向，并反馈给主控系统，主控系统用于根据潮流流向和预设的变桨策略进行变桨控制；变桨系统包括桨叶，主控系统与变桨系统连接，用于控制桨叶角度使桨叶正面对准潮流流向；变流器配有双向控制器，双向控制器具有正、反向状态机，用于根据涨潮、退潮时发电机放入正、反转输出进行自动调整状态。本发明通过海流计测量涨潮、退潮的潮流能流向，通过变换桨叶的角度，配合双向控制器，形成上流向发电状态与下发电状态，实现对潮流能的双向捕捉，叶轮利用率高。

技术领域

本发明涉及潮流能发电机组领域，特别是涉及一种双向发电的潮流能发电机组及其系统。

背景技术

潮流能发电在新能源发电领域中已成为新的组成部分，大规模的潮流能发电运行将会在未来成为新能源的补充。而我国海岸线比较长，有着丰富的潮流能量，在石化能源日益紧张的今日，潮流能将突显新能源重要的组成作用。

目前我国潮流能还多处于研究状态，实际的潮流能方式并未真正广泛应用，各种潮流能发电装置多处于技术探索和理论样机试验阶段；因此潮流能发电的研究将有重要意义。

目前进入试验阶段或设计阶段的机组，大部分秉承“水下风机”的概念，采用类似于风电机组机舱的结构，并对机舱进行整体密封。部分设计受水轮机结构影响，采用两个单向定桨距水轮作为潮流能的捕获装置。

整体密封结构的机舱舱体体积大，由于内部部件不具有独立水下防护结构，对密封的要求也较高，大尺寸机舱整体密封及结构成型技术难度大。定桨距机组在虽然实现了双向潮流能的捕捉，但机组叶轮利用率仅有50％，体积大，传动结构复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够双向捕获潮流能、且机组叶轮利用率高的能双向发电的潮流能发电机组及其系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供一种双向发电的潮流能发电机组，包括机组主控系统、海流计及依次连接的变桨系统、主轴、齿轮箱、发电机和与变流器；

所述海流计用于测量潮流流向，并反馈给主控系统，所述主控系统用于根据潮流流向和预设的变桨策略进行变桨控制；

所述变桨系统包括桨叶，所述主控系统与变桨系统连接，用于控制桨叶角度使桨叶正面对准潮流流向；

所述变流器配有双向控制器，所述双向控制器具有正、反向状态机，用于根据涨潮、退潮时发电机放入正、反转输出进行自动调整状态。

进一步地，所述桨叶可沿其叶根部几何轴线的360°旋转变桨用于对潮流能进行双向捕捉。

进一步地，所述桨叶的数量至少为两个，在同一平面内等角度设置。

进一步地，桨叶采用具有航空发动机翼型的外形。

进一步地，所述发电机为永磁同步发电机。

进一步地，所述变流器为具有四象限运行功能的全功率变流器；

和/或，所述主轴为金属空心轴；

和/或，所述齿轮箱为增速齿轮箱。

进一步地，还包括安全系统，用于检测危及机组安全运行的信号并根据检测信号控制机组是否停机。

进一步地，还包括故障监控系统，用于对潮流发电机组的桨叶旋转、发电过程中的故障监测并反馈给主控系统。

进一步地，还包括用于安装变桨系统及其桨叶的轮毂，所述轮毂的末端与所述主轴连接；

所述叶片与轮毂间、轮毂与主轴、主轴与齿轮箱、齿轮箱与发电机间均设有密封结构。