[发明专利]一种多变量可调节的水能发电装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属发电技术领域，特别是涉及一种多变量可调节的水能发电装置及其控制方法。

背景技术

无污染的新兴能源系统的应用得到了长足的发展，所谓的智能电网的应用，已引起了世人的高度关注，大有后劲突发的势头。

人们期待着利用大自然所赋予的自然能量进行转换，从而获取更加环保和高收益的电能。

近年来，随着超级电容产业化进程的推进，以及大容量电池的量产可能性在不断提升，储能系统的应用被人们所日益关注，因此，以往通常不被看好的微弱能量的积累和存储如今变得可能。

当人们在获取断续、零星、微弱的电能时，试图将这些能量通过技术手段进行累积和保存，当需要进行功率性能量输出和转换的时候，由超级电容进行输出和供给，这样，就能有效地做到，将储能电池中存储的、经过微量累积的电能，在需要的时候便能通过超级电容这一媒介，进行满足需求的功率和能量的传递。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多变量可调节的水能发电装置及其控制方法，将水流中的微弱能量，通过能量的转换，使之变成人们所需要的电能；这些微弱的电量通过电路的转换将其保存到储能电池中，经过多组的串联和并联实现向电网的能量传输。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多变量可调节的水能发电装置，包括发电机、叶轮和安装底座，所述的发电机内置的磁钢与叶轮转动体的主轴相连，磁钢内固定有线圈，发电机的下部连有电缆线，电缆线包括电流导线和信号线，所述的叶轮由沿圆周排列的旋转叶片组成，所述的旋转叶片上端由叶片定位装置固定，下端与齿轮组环片相连，所述的齿轮组环片内置的齿轮组与每片旋转叶片下端的齿轮啮合，所述的齿轮组与驱动电机相连，所述的驱动电机通过信号线与控制系统相连，所述的齿轮组环片与发电机之间安装有升降操作杆，所述的发电机通过旋转体安装在安装底座上，所述的电流导线通过涓流控制电路与超级电容相连，所述的超级电容与储能电池相连。

所述的电缆线至少为四根。

所述的发电机与叶轮之间安装有增速变速箱。

所述的旋转体为270度旋转体。

所述的升降操作杆与驱动电机相连，所述的驱动电机与控制系统相连。

所述的旋转体与驱动电机相连，所述的驱动电机与控制系统相连。

所述的升降操作杆4与驱动电机相连，所述的驱动电机与控制系统相连。

所述的旋转体3与驱动电机相连，所述的驱动电机与控制系统相连。

所述的超级电容的单体容量是4000F/2.7V。

一种多变量可调节的水能发电装置的控制方法，包括下列步骤：

(1)将发电机的安装底座固定在河床固定位置，当叶轮开始旋转后转动体的主轴将使发电机轴内置的磁钢旋转，旋转的磁钢体在固定的线圈中运行，使线圈产生与旋转速度成正比的电流；

(2)当电流流出后，经过涓流控制电路，电流对超级电容进行充电，当充电到系统控制的程度时，超级电容的能量将被转移到储能电池，电池将接受随意大小的电能，并保存其能量；

(3)系统将定时地对河床水位的高低、水流的角度和叶片的角度进行调整，其调整的依据是依照获得的电能量的对比值进行系统分析和判断后给出修正的控制指令。

所述的步骤(3)控制指令将分成三部分：

(a)高度调节指令：当河床的水位高度发生变化时，发电装置所获得的电量将发生变化，控制系统将获得的反馈参数与调整前的参数进行对比，以获得最优的高度调节，并发出调整指令给升降操作杆(4)；

(b)角度调节，当河床水域的水流发生变换时，系统根据步骤(a)的原理将发出角度调节指令给旋转体(3)；

(c)叶片角度调节：为得到能量最大值，控制系统本次固定时间段的能量与上一时段的能量进行对比，要是未能达到由系统标定过程中获得的最大值，控制系统就将发出改变叶片的指令，在若干个调整指令过后，选择一个对比后得到的能量最大值，这个能量最大值所对应的叶片调整角度就被认定为经过优化控制的优化角度。

有益效果