[实用新型]柔性直流输电风浪混合发电装置

说明书

本实用新型公开一种柔性直流输电风浪混合发电装置，包括鼠笼式塔架平台、风能子系统、波浪能子系统、功率调控单元和柔性直流输电站。将风力发电和波浪能发电纳为一体，充分发挥波浪能子系统动态响应快的特点，实现风力发电波动功率平抑以及塔架平台倾角主动调控，鼠笼式塔架平台支撑风浪混合发电装置重量，刚性椭球浮体被动调控塔架倾角；波浪能子系统倒挂在圆形平台，快速根据工况切换发电和电动模式，确保电网调度功率和塔架倾角稳定；功率调控单元实现风浪最大功率捕获和功率双向流动；柔性直流输电站完成风浪捕获功率的汇流和馈电。本实用新型提升了风电输出功率和塔架倾角的稳定性，极大降低安装维护费用，必将推动风浪混合发电装置的发展。

技术领域

本实用新型公开了一种柔性直流输电风浪混合发电装置，是一种应用于广阔海洋，为偏远海岛、沿海区域以及过往轮船提供电能的新型发电装置。

背景技术

随着世界能源危机和环境污染的日益严重，海洋风能以及波浪能等新能源受到世界各国的青睐，我国也在“全国海洋经济规划发展纲要”中明确提出加大海洋资源开发，为我国经济发展增添新动力。然而，电力供给困难等问题，极大限制了远洋资源的开发利用。风能和波浪能作为清洁能源，海上蕴含量极大，同时海上风能和波浪能天然耦合，具有诸多互补特性，已成为各国科研人员的重要研究方向。

目前，海上风电和波浪能发电设备均已取得了较快发展，但均各自独立运行，无法有效发挥二者能量的良好互补特点，且传统海上风电的塔架构建于海底，海水的高盐度以及海水波浪和潮汐运动，极易造成塔架腐蚀和扭曲，严重影响塔架使用寿命，并且塔架的安装和维护成本较高；移动式的海上风力发电系统虽可解决塔架安装等问题，但风电平台的稳定控制需要风电予以调整，极大降低了风电系统的发电功率。同时，当前波浪能发电设备的关键部件多潜入水中，波浪捕获基点极易受波浪而波动，严重影响波浪捕获效率，同时设备的密闭性要求较高，波浪能量传输某种程度上也制约了风电和波浪能系统的推广应用。

实用新型内容

本实用新型的技术任务是针对上述技术的不足，提出的一种新型柔性直流输电风浪混合发电装置。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：柔性直流输电风浪混合发电装置包括垂直轴风能子系统、鼠笼式塔架平台、8个波浪能子系统、功率调控单元以及柔性直流输电站；所述垂直轴风能子系统为可移动式风力发电系统，包括捕获能量的风机桨叶、机电转化的发电机以及机舱偏航装置，主动偏航调控风能和塔架平台仰角；鼠笼式塔架平台为风浪混合发电装置的鼠笼型可移动式支撑平台，被动调控塔架仰角；8个波浪能子系统倒挂在塔架平台下端，根据风机桨叶迎风，设置为3个桨叶侧波浪能子系统、3个尾翼侧波浪能子系统以及2个正交侧波浪能子系统，正交侧波浪能子系统最大波浪能捕获，3桨叶侧波浪能子系统和3尾翼侧波浪能子系统受控波浪能捕获以主动调控塔架倾角；功率调控单元是垂直轴风能子系统与波浪能子系统的最大能量捕获和工作模式变换的控制单元；柔性直流输电站汇流风浪捕获能量，并经送端站BOOST变流器馈送至直流电网。

鼠笼式塔架平台包括圆形平台、刚性椭球形浮体和鼠笼式支撑架，鼠笼式塔架平台上端为圆形平台，底端为刚性椭球形浮体，经鼠笼式支撑架刚性联结一体，支撑风浪混合发电装置重量；圆形平台中心安装垂直轴风能子系统的塔架，塔架底部配置功率调控单元以及柔性直流输电站，以塔架底座为中心，均匀分布8个波浪能子系统，倒挂在圆形平台底部；刚性椭球形浮体被动平抑塔架平台仰角。