[发明专利]一种基于桩柱式海上风电设备的横轴式潮流能发电装置及方法

权利要求书

1.一种基于桩柱式海上风电设备的横轴式潮流能发电装置，其特征在于，包括利用潮流能发电的潮流能横轴发电系统（1）；

用于控制潮流能横轴发电系统（1）供电电路开合的风潮耦合电气控制系统（2）；

所述风潮耦合电气控制系统（2）包括综合控制终端（2-7）和风力发电机（2-2），其中，风力发电机（2-2）连接风机叶片（5），用以实现风能发电；所述综合控制终端（2-7）用于采集潮流能横轴发电系统（1）输出端和风力发电机（2-2）输出端的电压值，并根据潮流能横轴发电系统（1）输出端的电压值和风力发电机（2-2）输出端的电压值之间的偏差控制潮流能横轴发电系统（1）供电电路开合；

所述潮流能横轴发电系统（1）固定在发电机主体桩柱（4）上，且置于海面以下；具体包括固定结构架（1-1）、防水压密封设备箱（1-2）、潮流能发电机（1-3）、横轴水轮机（1-4）、水轮机支撑架（1-5）和导流罩（1-6），其中，所述固定结构架（1-1）、防水压密封设备箱（1-2）和水轮机支撑架（1-5）均安装在底板上；所述固定结构架（1-1）为长方体的框型结构，所述框型结构套装在发电机主体桩柱（4）上；

所述防水压密封设备箱（1-2）固定在固定结构架（1-1）的外侧壁上；

所述水轮机支撑架（1-5）设置有两个，呈对称结构固定在防水压密封设备箱（1-2）两个侧面上；每个水轮机支撑架（1-5）上设置有一个横轴水轮机（1-4）；

所述横轴水轮机（1-4）的一端安装在水轮机支撑架（1-5）上，另一端与潮流能发电机（1-3）的输入端连接；所述潮流能发电机（1-3）安装在防水压密封设备箱（1-2）内；

所述导流罩（1-6）设置有两个，呈对称结构布置在固定结构架（1-1）的两侧；

所述导流罩（1-6）上设置有用于控制导流罩前开口和后开口自动开合的控制结构；所述控制结构包括潮流速度及流向监控系统（3）和执行结构，其中，潮流速度及流向监控系统（3）用于采集该发电装置安装处的潮流流速和流向，并将采集到的潮流流速和流向传输至风潮耦合电气控制系统（2）内的综合控制终端（2-7）；通过综合控制终端（2-7）控制执行结构控制导流罩（1-6）的形态；

所述执行结构包括侧板（1-7）、导流罩控制器（1-8）、导流罩控制架（1-9）和可开合导流面（1-10），其中，所述导流罩（1-6）为半圆环的板状结构，该半圆环的板状结构的两端均设置有一个波纹结构的可开合导流面（1-10），所述可开合导流面（1-10）通过侧板（1-7）固定在底板上；

每个导流罩（1-6）的开口端端部分别设置有一个导流罩控制架（1-9），所述导流罩控制架（1-9）为T型结构的支撑梁，所述T型结构的水平段固定开口端；所述T型结构的垂直段为伸缩式结构，且其自由端与导流罩控制器（1-8）连接；所述导流罩控制器（1-8）安装在所述导流罩（1-6）的内腔底部，同时与风潮耦合电气控制系统（2）内的综合控制终端（2-7）连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于桩柱式海上风电设备的横轴式潮流能发电装置，其特征在于，所述风潮耦合电气控制系统（2）安装在发电机主体桩柱（4）顶端的机舱内，且置于海面以上；所述风潮耦合电气控制系统（2）还包括风机齿轮箱（2-1），所述风机叶片（5）经过风机齿轮箱（2-1）与风力发电机（2-2）连接；所述风力发电机（2-2）的电能输出端连接逆变器（2-3）的输入端；所述逆变器（2-3）的输出端连接变压器（2-4）的输入端；所述变压器（2-4）的输出端连接陆地升压站并网；

其中，所述风力发电机（2-2）的电能输出端和逆变器（2-3）的输入端之间设置有第一电压表（2-6）；所述第一电压表（2-6）用于采集风力发电机（2-2）输出端的电压值，并将采集到的电压值传输到综合控制终端（2-7）；

所述逆变器（2-3）的输入端还连接有潮流能横轴发电系统（1）的电能输出端，且两者之间设置有第二电压表和断路装置（2-5）；所述第二电压表用于采集潮流能横轴发电系统（1）的电能输出端的电压值，并将采集到的电压值传输至综合控制终端（2-7）；

所述综合控制终端（2-7）用于根据接收到的电压值控制断路装置（2-5）的启停。