[发明专利]双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置及其控制方法，采用海流能方式驱动并联布置的第一叶轮装置和第二叶轮装置，第一叶轮装置和第二叶轮装置的输出端分别经泵端主轴、变量液压泵、泵变量机构、蓄能器、变量液压马达和马达端主轴连接对应的发电机；变量液压泵、变量液压马达和蓄能器构成闭式系统，并与闭环控制系统连接，闭环控制系统用于接收泵端主轴转速，闭环控制系统连接海流能测速叶轮装置用于接收海流能流速信号，通过控制调节变量液压泵和变量液压马达的排量。本发明利用源源不竭的海流能发电，可以通过离网运行方式为偏远海岛、偏远水域供电、水下用电设备如水下航行器等提供可持续能源供应。

技术领域

本发明属于发电技术领域，具体涉及一种双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置及其控制方法。

背景技术

海流能是海水流动的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量，是另一种以动能形态出现的海洋能。它是可再生能源的重要组成部分，其能量密度大且储量丰富，引起欧、美、英、日等国的极大关注，目前国外的海流能发电装备已进入中大功率试验阶段，我国在该领域尚处于起步阶段。

目前偏远岛屿供电只能依靠柴油发电机为主供电，其他风电、光伏、波浪发电作为辅助。驻守的军事雷达、水下航行器(UUV，ROV)等装置异常耗电，我国也已经提出建设的深海空间站、水下充电桩等用电大户，现有的发电模式远远不能满足用电需求。

基于液压换能的分布式海流能发电装备及其控制方法研究属于海洋装备开发研究的重大技术突破和科技前沿，具有非常重要军事价值和巨大的商业潜力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置及其控制方法，为偏远岛屿用电设备提供持续稳定交流电。

本发明采用以下技术方案：

双叶轮闭式回路液压传控海流能发电装置，包括均采用海流能方式驱动的第一叶轮装置和第二叶轮装置，第一叶轮装置和第二叶轮装置并联布置，第一叶轮装置和第二叶轮装置的输出端分别经泵端主轴、变量液压泵、泵变量机构、蓄能器、变量液压马达和马达端主轴连接对应的发电机；变量液压泵、变量液压马达和蓄能器构成闭式系统，并与闭环控制系统连接，闭环控制系统用于接收泵端主轴转速，闭环控制系统连接海流能测速叶轮装置用于接收海流能流速信号，通过控制调节变量液压泵和变量液压马达的排量。

具体的，第一叶轮装置通过第一泵端主轴与第一变量液压泵同轴相连，第一泵端主轴上设置有第一转速传感器，第一转速传感器与闭环控制系统连接，第一变量液压泵通过闭环控制系统作用于第一泵变量机构来实现变量调节，第一变量液压马达通过第一马达端主轴与第一发电机同轴相连；第一变量液压马达通过闭环控制系统作用于第一马达变量机构来实现变量调节。

进一步的，第一变量液压泵与第一变量液压马达形成闭式液压系统传递能量，第一蓄能器位于第一变量液压泵的输出侧，为本闭式液压系统提供压力补偿；第一蓄能器的入口与第一变量液压泵出口端相连，第一蓄能器的出口与第一变量液压马达的入口端相连，为闭式液压系统缓冲脉动。

具体的，第二叶轮装置通过第二泵端主轴与第二变量液压泵同轴相连，第二泵端主轴上设置有第二转速传感器，第二转速传感器与闭环控制系统连接；第二变量液压泵通过闭环控制系统第二泵变量机构实现变量调节，第二变量液压马达通过第二马达端主轴与第二发电机同轴相连；第二变量液压马达通过闭环控制系统作用于第二马达变量机构来实现变量调节。

进一步的，第二变量液压泵与第二变量液压马达形成闭式液压系统传递能量，第二蓄能器位于第二变量液压泵的输出侧，为本闭式液压系统提供压力补偿；第二蓄能器的入口与第二变量液压泵的出口端相连，第二蓄能器的出口与第二变量液压马达的入口端相连，为闭式液压系统缓冲脉动。