[发明专利]风浪互补液压传动发电装置及其控制方法

说明书

技术领域

    本发明属于新能源利用领域，具体涉及一种风浪互补液压传动发电装置及其控制方法。

背景技术

    随着传统能源的日益消耗，能源危机与环境危机日渐加重，各国政府及企业纷纷将目光转向取之不尽用之不竭的清洁能源，其中风力发电技术已经商业运营，海洋能利用技术中的波浪能发电技术由于其储量丰富近几年受到越来越多的关注。但由于风、波浪的不确定性，风能捕能装置及波浪能捕能装置都有很大的间歇性及波动性。为了解决上述问题，有研究人员提出了采用液压传递方式代替传统的机械传动方式减小由于输入的变化而引起的能量的波动性，通过多种能量互补的方式来解决由输入的不确定性引起的能量的间歇性。然而，不同捕能装置的液压管路，由于其输入能量及液压管路结构的不同，各捕能装置液压管路的压力等级也不同，不同压力等级的液压管路相连通，会产生较大冲击，影响发电机等机构的稳定运行。为解决上述问题，授权公告号为CN102182641B的专利提出了一种风浪互补发电系统。该专利通过压力匹配机构实现风能捕能装置和波浪能捕能装置液压管路压力等级的匹配。其匹配方法为：当两捕能装置液压管路的压力达到相同压力等级时，两压力匹配机构同时导通，实现风能捕能装置液压管路与波浪能捕能装置液压管路之间的压力匹配，油液合流，共同驱动发电机及负载的运行；当两捕能装置液压管路的压力不在同一压力等级时，低压力等级捕能装置液压管路的压力匹配机构关闭，高压力等级捕能装置液压管路的压力匹配机构导通，由高压力等级捕能装置的液压管路驱动发电机及负载的运行。该专利的缺点在于，其压力控制方式是被动控制，而且不能实现精确控制，并且只能实现两捕能装置液压管路之间的压力等级匹配，而不能实现两捕能装置液压管路压力与负载液压管路压力的匹配。负载液压管路的压力等于高压力等级捕能装置液压管路的压力，并跟随其一起波动，这对发电机及负载的运行很不利。

发明内容

本发明的目的是提供一种风浪互补液压传动发电装置及其控制方法，可以减小风能捕能装置液压管路压力和波浪能捕能装置液压管路压力的波动，可以主动调节各捕能装置液压管路的输出压力，实现它们与负载液压管路压力的实时精确匹配。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

风浪互补液压传动发电装置，包括将风能转化为液压能的风能捕能装置、将波浪能转化为液压能的波浪能捕能装置，所述风能捕能装置的输出管路连接并联的第一变量液压泵和第一液压马达，第一液压马达的输出轴连接第一变量液压泵的输入轴，第一液压马达的输出管路连接第三单向阀；所述波浪能捕能装置的输出管路连接并联的第二变量液压泵和第二液压马达，第二压马达的输出轴连接第二变量液压泵的输入轴，第二液压马达的输出管路连接第四单向阀；第三单向阀的输出管路与第四单向阀的输出管路合并后连接第三液压马达，第三液压马达的输出轴连接发电机，发电机的输出轴连接负载；风能捕能装置与第一变量液压泵的连接管路上设置有第一压力传感器，波浪能捕能装置与第二量液压泵的连接管路上设置有第二压力传感器，第三单向阀、第四单向阀与第三液压马达的连接干路上设置有第三压力传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器采集的信号均传输给控制器，控制器发出第一变量液压泵的排量控制信号以及第二变量液压泵的排量控制信号。

进一步，所述风能捕能装置包括由风能推动旋转的叶轮，叶轮的转轴连接定量液压泵的输入轴。 

进一步，所述波浪能捕能装置包括液压缸，液压缸的有杆腔连接第五单向阀的输入口，液压缸的无杆腔连接第六单向阀的输出口，第五单向阀的输出口连接第六单向阀的输入口，液压缸的有杆腔通过第四溢流阀连接油箱，液压缸的无杆腔通过第五溢流阀连接油箱，第五单向阀的输入口和第四溢流阀的输入口连接第七单向阀的输出口，第七单向阀的输出口还连接液压缸的有杆腔，第七单向阀的输入口连接油箱。

进一步，所述风能捕能装置与第一变量液压泵、第一液压马达的连接干路上设置有第一蓄能器，第一蓄能器的入口设置有第一截止阀；所述波浪能捕能装置与第二变量液压泵、第二液压马达的连接干路上设置有第二蓄能器，第二蓄能器的入口设置有第二截止阀；所述第三单向阀、第四单向阀与第三液压马达的连接干路上设置有第三蓄能器，第三蓄能器的入口设置有第三截止阀。第一蓄能器可以减小风况的变化引起的风能捕能装置连接的液压管路的压力波动。第二蓄能器可以减小波浪的变化引起的波浪能捕能装置连接的液压管路的压力波动。第三蓄能器可以吸收能量的波动，减小负载的变化引起的发电机连接的液压管路的压力波动。