[发明专利]一种海上风浪综合发电系统

说明书

技术领域

本发明属于电力和新能源技术领域，尤其涉及一种海上风浪综合发电系统。

背景技术

随着气候变暖、环境污染、能源紧张等问题越发严峻，在诸多挑战面前，世界各国都不谋而合地大力发展可再生能源。海洋能源是一种重要的可再生能源，主要包括波浪能、潮汐能、海上风能、海流能、海洋化学能源等，其中海上风能、波浪能均是储量丰富、最具开发潜力与价值的海洋能源之一，世界各国都集中对这两种海洋能源的开发利用进行了研究。利用形式已有上千种，但基本上都还是海上风能或波浪能单独的能源形式的开发利用，由于海洋能源有典型的不稳定性和分散性，单一的海洋能源利用装置大都存在着投资大、规模小、获益能力低以及输出功率不稳定等诸多缺陷，严重制约了海洋能源利用产业的快速发展。

虽然目前也存在一些对海洋能源的综合利用形式，但一般采用的是最终发电量叠加输出的方式，即传统的多能源联合发电模式。这种利用形式实施比较简单，但由于装置采用了各自独立的发电系统，结构复杂而且可靠性较低。

综上所述，综合利用海上风能与波浪能互补发电，研究开发新的储能技术，使得这两种海洋能转变成稳定的、可直接并网或者可直接被用户、其它负载使用的优质电能，对缓解我国东部沿海特别是海岛地区的能源紧张问题，对优化我国能源结构、促进清洁能源开发、应对气候变化、发展低碳经济等具有重要的战略意义。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种海上风浪综合发电系统，综合利用海上风能与多点波浪能互补发电，用以解决采用单一能源的海上发电系统缺乏供电稳定性以及传统的多能源联合发电模式存在的缺陷。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种海上风浪综合发电系统，其特征是所述系统包括：风能转换子系统、波浪能转换子系统、液压能转换子系统和电能输出子系统；其中，风能转换子系统和波浪能转换子系统分别与液压能转换子系统相连，液压能转换子系统与电能输出子系统相连；

所述波浪能转换子系统用于将波浪能转换成机械能并传递到液压能转换子系统；

所述风能转换子系统用于将风能转换成机械能并传递到液压能转换子系统；

所述液压能转换子系统用于将风能转换子系统和波浪能转换子系统传递的机械能转换为液压能，并通过液压能输出电能；

电能输出子系统用于将液压能输出电能叠加，并将叠加后的电能处理后为负载供电。

所述波浪能转换子系统包括第一波浪能获取单元和第二波浪能获取单元，每个波浪能获取单元包括3个波浪能获取装置，并且3个波浪能获取装置均匀布置在一个波浪波长内；

每个波浪能获取装置包括：浮子、浮子臂、液压缸、液压缸出油口单向阀和液压缸进油口单向阀；

所述浮子与浮子臂的一端固定连接，浮子臂的另一端与液压缸的活塞杆连接，液压缸经液压管路分别与液压缸出油口单向阀和液压缸进油口单向阀相连。

所述风能转换子系统包括风轮、垂直轴、转换机构、支撑塔、水平传动轴、恒压变量泵、恒压变量泵进油口单向阀和恒压变量泵出油口单向阀；其中，所述风轮、垂直轴、转换机构、水平传动轴和恒压变量泵顺次相连，所述恒压变量泵进油口单向阀和恒压变量泵出油口单向阀分别通过液压管路与恒压变量泵相连；

所述风轮用于采集风能；

所述垂直轴用于将风能转换为机械能；

所述支撑塔用于支撑风轮和垂直轴；

所述转换机构用于将垂直轴的机械能转换为水平传动轴的机械能；

所述水平传动轴用于将水平传动轴的机械能输出到恒压变量泵，并驱动恒压变量泵做功；

所述恒压变量泵用于将机械能转换为液压能并传递到液压能转换子系统。

所述液压能转换子系统由第一波浪能转换子系统输出的机械能转换单元、第二波浪能转换子系统输出的机械能转换单元、风能转换子系统输出的机械能转换单元和油箱组成；

所述第一波浪能转换子系统输出的机械能转换单元包括第一四通阀、第一进油管、第一卸荷溢流阀、第一蓄能器、第一调速阀、第一液压变量马达和第一回油管；

所述第一四通阀、第一进油管、第一卸荷溢流阀、第一蓄能器、第一调速阀、第一液压变量马达和第一回油管顺次相连；

所述第一四通阀与第一波浪能获取单元的液压缸出油口单向阀相连；

所述第一回油管与油箱相连；

所述第二波浪能转换子系统输出的机械能转换单元包括第二四通阀、第二进油管、第二卸荷溢流阀、第二蓄能器、第二调速阀、第二液压变量马达和第二回油管；