[发明专利]离网型海流能发电装置及其控制方法

权利要求书

1.离网型海流能发电装置，其特征在于：包括由海流推动旋转的叶轮（1），所述叶轮（1）的转轴连接第一变量液压泵（2）的主轴，第一变量液压泵（2）的入口连接油箱（13），第一变量液压泵（2）的出口连接并联的第二变量液压泵（7）和定量液压马达（8），定量液压马达（8）的输出轴连接第二变量液压泵（7）的主轴，第二变量液压泵（7）和定量液压马达（8）构成液压变压器，第二变量液压泵（7）的出口接油箱（13），定量液压马达（8）的出口连接变量液压马达（9），变量液压马达（9）的出口连接油箱（13），变量液压马达（9）的输出轴连接发电机（10）的主轴，发电机（10）的输出端连接负载（11）；所述叶轮（1）处装有测量海水流速的流速传感器（21），叶轮（1）与第一变量液压泵（2）之间的连接轴上装有第一转速传感器（22），定量液压马达（8）和变量液压马达（9）之间的液压管路上装有压力传感器（23），发电机（10）的主轴上装有第二转速传感器（24），所述流速传感器（21）、第一转速传感器（22）、压力传感器（23）、第二转速传感器（24）均与控制器（12）相连，第一变量液压泵（2）的排量执行机构、第二变量液压泵（7）的排量执行机构、变量液压马达（9）的排量执行机构均与控制器（12）相连。

2.如权利要求1所述的离网型海流能发电装置，其特征在于：所述第一变量液压泵（2）与液压变压器的连接管路上设置有蓄能器（4），蓄能器（4）的入口设置有截止阀（5）。

3.如权利要求1或2所述的离网型海流能发电装置，其特征在于：所述第一变量液压泵（2）与液压变压器的连接管路上设置有单向阀（3）。

4.如权利要求3所述的离网型海流能发电装置，其特征在于：所述第一变量液压泵（2）与液压变压器的连接管路上设置有溢流阀（6）。

5.如权利要求1所述离网型海流能发电装置的控制方法，其特征在于：

1）每个海流流速都对应一个可使叶轮捕获到最大功率的最佳叶轮转速ω_opt，流速传感器（21）将采集到的包含海水流速v信息的信号传递给控制器（12），控制器（12）根据最优尖速比λ_opt计算得到当前流速下的最佳叶轮转速ω_opt，并与当前第一转速传感器（22）采集到的叶轮转速ω对比，计算得到第一变量液压泵（2）的排量D_p，将包含此第一变量液压泵（2）的排量D_p信息的控制信号传递给第一变量液压泵（2）的排量执行机构，第一变量液压泵（2）的排量执行机构控制第一变量液压泵（2）的排量改变，使叶轮（1）达到最佳叶轮转速ω_opt，从而通过调节第一变量液压泵（2）的排量使叶轮（1）运转在最佳叶轮转速ω_opt，实现最大功率跟踪控制；

2）控制器（12）通过将目标压力p_re与压力传感器（23）实测到的变量液压马达（9）的进口压力p_m相比较得出压力偏差p_e，并计算输出变量液压马达（9）的排量D_m，将包含此变量液压马达（9）的排量D_m信息的控制信号传递给变量液压马达（9）的排量执行机构，变量液压马达（9）的排量执行机构调节变量液压马达（9）的进口压力p_m，使其稳定在目标压力p_re；控制器（12）将发电机（10）目标转速ω_re与第二转速传感器（24）实测到的转速ω_m相比较得出发电机的转速偏差ω_e2，并计算输出第二变量液压泵（7）的排量D_cp，将包含此第二变量液压泵（7）的排量D_cp信息的控制信号传递给第二变量液压泵（7）的排量执行机构，第二变量液压泵（7）的排量执行机构通过改变排量调节定量液压马达（8）的转速ω_c，从而间接调节发电机（10）转速ω_m跟踪目标转速ω_re，实现发电机的恒频输出控制。