一种海上风电和海洋潮流能联合发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海上风电和海洋能发电技术领域，特别涉及一种海上风电和海洋潮流能联合发电装置。
【背景技术】
[0002]随着国内对能源需求的持续增长，石油等不可再生资源面临着日益枯竭的趋势，可再生能源越来越受到人们的关注和重视。作为一种新型无污染清洁产业，海上风电场在我国已开始建立，海上风电技术已开始得到广泛运用。同样储量丰富、分布广泛的潮流能也受到各国的青睐，极具开发前景和商业价值。由于两者发电装置所处环境均为海洋，将海上风电与潮流能发电装置联合发电，可以有效地利用有限空间资源，降低发电成本，提高综合发电能力。
[0003]由于传统的潮流能发电设备大多采用叶片式结构，安装位置较为固定，当潮流流向发生变化，设备无法完全获取能量，降低了设备发电效率。此外，潮流能发电设备载体的三种常用固定方式一一粧柱式、漂浮式和座海底式，各自都有其缺点:座海式靠近海底流速较低，不便于维修检修和回收；漂浮式锚泊受风浪影响较大，稳定性不佳；粧柱式虽相对稳定，但成本较高。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种海上风电和海洋潮流能联合发电装置，共用同一支撑基础，降低了开发成本，增加了海上风电场经济效益，并且所使用的新型潮流能发电装置具有偏航功能，可以充分获取潮流能，提高设备的发电率，从而充分利用海洋有限空间资源，提高海洋资源利用率。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0006]一种海上风电和海洋潮流能联合发电装置，包括:
[0007]用于实现风力发电的海上风力发电子系统I ;
[0008]用于实现潮流能发电的潮流能发电子系统2 ;
[0009]用于将所述海上风力发电子系统I固定于海平面以上且将所述潮流能发电子系统2固定于以下的支撑基础系统3 ;
[0010]以及，用于将所述海上风力发电子系统I和潮流能发电子系统2所发的电一并输送到电网中的电能输送系统4。
[0011]所述海上风力发电子系统I包括叶片1-1，叶片1-1通过转轴1-2连接齿轮箱1-3，齿轮箱1-3与发电机一 1-4连接，风能使叶片1-1转动从而带动齿轮箱1-3向发电机一 1-4提供动力进行发电，所发电力通过与发电机一 1-4连接的电缆4-2向外输送。
[0012]所述潮流能发电子系统2包括圆锥形旋转体2-1，圆锥形旋转体2-1的尾部通过轴承2-4与发电机二 2-2的电机轴2-5相连，发电机二 2-2安装在L型支撑架2_3上，海洋潮流通过圆锥形旋转体2-1的转动向发电机二 2-2提供动力进行发电，所发电力通过与发电机二 2-2连接的电缆4-2向外输送。
[0013]所述圆锥形旋转体2-1上设有等间距的阿基米德螺旋槽，螺旋槽内安装有垂直于槽的阿基米德螺旋板2-6。
[0014]所述潮流能发电子系统2上设有方向传感器2-8，用来接收潮流流向的信息。
[0015]所述L型支撑架2-3内设置有用于改变潮流能发电装置方向的偏航装置2-7。
[0016]所述支撑基础系统3为单粧式基础结构，固定于海底。
[0017]所述电能输送系统4包括与所述海上风力发电子系统I和潮流能发电子系统2输出电力相连接的电缆4-2，电缆4-2与变压器4-1连接，变压器4-1对输入的电能进行整合处理，整合处理后的电力输送至电网。
[0018]本发明可采用控制系统进行发电控制，所述控制系统包括:
[0019]潮流能控制卡8，接收潮流能发电子系统2含有方向参数的传感器信息并作出反应；
[0020]海上风机控制卡9，接收海上风力发电子系统I含有风速、发电机转速、功率参数的传感器信息并作出反应；
[0021]环境控制卡10，接收周边环境信息并作出反应；
[0022]变压器开关控制卡11，与环境控制卡10连接，控制变压器4-1的启停；
[0023]快速路由器7，实现通信功能，所述潮流能控制卡8和快速路由器7的第一输入/输出连接，快速路由器7的第二输入/输出和海上风机控制卡9连接，快速路由器7的第三输入/输出通过环境控制卡10和变压器控制卡11连接，
[0024]工控机6，与快速路由器7的第四输入/输出连接，接收信息并提供控制指令；
[0025]岸上控制单元5，与工控机6连接，提供远程控制指令。
[0026]所述潮流能控制卡8根据接收到的方向传感器信息，根据已测潮流的流向调整潮流能发电装置的位置，使潮流能发电装置的轴向与潮流流向一致，从而获取最大的能量；
[0027]所述海上风机控制卡9根据接收到的风速、发电机转速、功率参数信息时，调整风机方向和发电机的转速，从而达到处于最佳运行状态，获取最高捕获效率，功率平稳输出的目的；同时，海上风机控制卡9接收机舱内包括温度信息在内的环境信息，监测机舱内的工作环境状态；
[0028]所述环境控制卡10根据接收的环境信息进行判定，如判定为环境恶劣，则发出指令使变压器开关控制卡11动作，实现整个系统的停机以进行保护。
[0029]与现有技术相比，本发明采用了一种新型设计结构，具有偏航功能、高吸收率的潮流能转换装置，并且采用了海上风力发电装置和潮流能发电装置联合发电系统，具有以下优点:
[0030](I)海上风力发电装置与潮流能发电装置共用一个单粧基础以及变压器、电缆等电气设备，节约了设备开销成本，充分利用了风能、潮流能可再生能源，提高了有限空间内的资源利用率，增加了设备发电的经济效益。
[0031](2)新型、高吸收率潮流能发电设备与传统的潮流能发电装置相比:具有偏航功能，可以调整潮流能发电装置的方向，从而提高设备的发电效率。
[0032](3)由于新型、高吸收率潮流能发电设备采用了阿基米德螺旋板的形式，摒弃了传统潮流能发电装置叶片形式，安装方便，工程建设成本低，维护修理费用低。
【附图说明】
[0033]图1为本发明的结构示意图。
[0034]图2为本发明潮流能发电装置示意图。
[0035]图3为本发明联合发电装置的控制系统示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
[0037]参照图1，本发明具体的技术方案是:一套海上风电和潮流能联合装置主要包括海上风力发电子系统1、潮流能发电子系统2、支撑基础系统3和电能输送系统4四部分。海上风力发电子系统I通过支撑基础系统3固定于海平面以上，支撑基础系统3为单粧式基础形式。潮流能发电子系统2通过L型支撑架安装在支撑基础系统3旁边。电能输送系统4将海上风力发电机和潮流发电机发出的电一并输送到电网中。
[0038]具体来说，海上风力发电子系统I包括叶片1-1、转轴1-2、齿轮箱1-3、发电机一
1-4四大部分。转轴1-2将风机外部的叶片1-1与机舱内齿轮箱1-3连接，齿轮箱1-3再与发电机一 1-4连接，发电机一 1-4与电缆4-2连接进行电能输送。
[0039]参照图2，潮流能发电子系统2包括圆锥形旋转体2-1、发电机2-2和L型支撑架
2-3三大部分。其中圆锥形旋转体2-1的尾部通过轴承2-4和发电机2-2的电机轴2_5相连，发电机2-2安装在L型支撑架2-3之上与电缆4-2相连进行电能输送。支撑基础系统3为单粧式基础结构，固定于海底。变压器4-1对海上风力发电装置和潮流能发电装置发出的电能进行整合和处理，通过电缆4-2将电输送到电网上。
[0040]进一步地，圆锥形旋转体上设有等间距的阿基米德螺旋槽，螺旋槽内安装有垂直于槽的阿基米德螺旋板2-6，圆锥形旋转体2-1的后部和后侧发电机2-2的电机轴2