分布式液压发电系统的制作方法

本发明属于发电供电技术领域，具体涉及一种分布式液压发电系统。

背景技术：

随着不可再生能源的过度开发，日趋枯竭。因此，风能，海洋能等可再生能源的开发势在必行。可再生能源具有蕴藏总量大，集中度低，能量密度小，不稳定等特点，所以其能量转换技术往往会存在很多技术瓶颈。但为了实现可再生能源的工业应用，对其能量转换技术提出了很高的工业化要求。针对可再生能源发电技术及发电品质，国家明确提出必须是“符合并网技术标准的可再生能源。”否则，可再生能源的利用将是一句空话。

近年来可再生能源分布式发电系统基本上以光伏太阳能发电为主。能量源为太阳能，这种发电系统的主要缺陷在于，电力波动影响了发电电压，对于并网产生了很大的影响，影响了这种系统的推广和应用。传统的风力发电系统，由于其整体式结构，机械式的能量传输，导致其难以实现分布式发电。

目前的风力发电系统流行的是变速恒频风力发电系统，存在以下缺陷与不足：

①变速恒频发电系统通过终端控制，使用电力电子变流器来达到恒频的目的，因此发电品质不好；

②现有变速恒频发电系统一般都包括增速机及电力电子变流器，因此其制造成本高；

③变速恒频发电系统基本安装在塔架上，塔架体积大、重量大，安装费用高；

④变速恒频发电系统日常维护成本高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种分布式液压发电系统，实现能量的柔性化利用，提高能量利用率。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括依次相连的若干台能量输入装置、液压换能装置和电力输出装置，能量输入装置、液压换能装置和电力输出装置均与监控系统相连；其中，液压换能装置为若干个液压泵，电力输出装置包括若干组相连的液压马达和发电机，液压泵连接液压马达。

进一步地，液压换能装置的个数与能量输入装置的个数相等。

进一步地，液压泵通过液压管路连接液压马达。

进一步地，液压泵为一个且该液压泵连接不少于两个的液压马达。

进一步地，液压泵不少于两个且所有液压泵连接一个液压马达。

进一步地，能量输入装置包括风轮机、水轮机或汽轮机。

进一步地，能量输入装置和液压换能装置之间设置无级变速器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过设置若干台依次相连的能量输入装置、液压换能装置和电力输出装置，能够实现多种能量输入和一路或多路电力输出，形成分布式液压发电系统，不受电网并网限制，负载端可以优先使用分布式液压控制发电系统产生的电能，公共电网补充分布式液压控制发电系统因输入不足负载端的需求能量，能够达到能量的柔性输入输出，提高能量利用率，节省了用电费用，降低了用电成本；本发明的部件连接形成柔性结构，从而实现了塔架仅需安装能量输入装置和液压换能装置，其他主要设备，如液压马达、发电机及监控系统等可在地面或合适的位置安装，大大减轻塔架重量，降低了制造成本，并可改善运行稳定性。本发明通过液压为能量传递媒介，有效减少了电力波动对于并网的影响，有利于系统的推广和应用；同时，本发明便于实现模块化、系列化，有效的降低了研发和生产成本，大大方便了本发明的推广应用。

进一步地，本发明通过设计多台能量输入装置带动一台电力输出装置，实现多种能量输入和一路电力输出，满足负载端大功率需求，布置灵活。

进一步地，本发明通过一台能量输入装置带动若干台电力输出装置，实现多路电力输出，满足负载端小功率需求。

进一步地，本发明可用于自然流能发电，如风，水等流能，且采用分布式布置，便于产品系列化研发、安装、维护。

进一步地，本发明在能量输入装置和液压换能装置之间设置无级变速器，作为柔性的增速器，更好地实现自然能——电能的无级调整，传递运动均匀平稳，易于实现快速启动、制动，从而可以有效消除轮机转速变化对发电频率的影响。

附图说明

图1为本发明一拖n型系统的示意图；

图2为本发明n拖一型系统的示意图。

1-能量输入装置；2-液压换能装置；3-液压马达；4-发电机；5-电力输出装置；6-液压泵；7-液压管路；8-监控系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

参见图1和图2，本发明包括依次相连的能量输入装置1、液压换能装置2和电力输出装置5，能量输入装置1、液压换能装置2和电力输出装置5均与监控系统8相连，能量输入装置1把其他能量转化成液压能；液压换能装置2把液压能传送到电力输出装置5，电力输出装置5根据负载需要进行能量分配，监控系统8进行全系统监控。

本发明中能量输入装置1可以为一个能量输入设备；也可以是多个能量输入设备，形成能量输入装置组，可以把多种能量转化为机械能，包括风轮机，水轮机，汽轮机等，但不局限于风能、水能、海洋流能等连续能量的自然流能等。

液压换能装置2包括若干台液压泵6和液压管路7；能量输入装置1和液压泵6之间设置无级变速器；电力输出装置5包括若干组相连的液压马达3和发电机4，一台液压马达3和一台发电机4组成一组电力输出装置。其中通过液压泵6把机械能转化为液压能，并通过液压管路7把液压能传递到下一级电力输出装置5的液压马达3，液压马达3把液压能转化为机械能，发电机4把机械能转化为电能并输出。

液压泵6的个数与能量输入装置1的个数相等，本发明中系统包括三种形式，一拖n型：液压泵6为一个且该液压泵6通过液压管路7连接不少于两个液压马达3，多个液压马达3和发电机4构成电力输出装置组，形成一台能量输入装置1拖动电力输出装置5中的若干液压马达3和发电机4的组合；n拖一型：液压泵6不少于两个，形成液压换能装置组，且所有液压泵6通过液压管路7连接一个液压马达3，形成若干能量输入装置1拖动电力输出装置5中的一个液压马达3和发电机4的组合。n拖n型：一拖n和n拖一可以任意组合成为n拖n型。

使用时，对于多台能量输入装置1拖动一台液压马达3和发电机4的组合形式，工作过程是：若干个能量输入装置1同时运转，带动相同数量的液压泵6转动，把液压能传递到电力输出装置5，电力输出装置5中仅有一台液压马达3和一台发电机4，满足负载端大功率需求。

对于一台能量输入设备拖动若干台液压马达3和发电机4的组合形式，工作过程是：一台能量输入装置1运转，带动一台液压泵6转动，把液压能传递到电力输出装置5，电力输出装置5中包含若干台液压马达3和发电机4，满足负载端小功率需求。

本发明提供了一种分布式液压发电系统，包括一定数量的能量输入设备、能量转换设备和一定数量的电力输出设备，以液压为能量转换媒介，实现多种能量输入和一路或多路电力输出，满足分布式发电，不受电网并网限制，可直接连接发电机为负载供电，也可以为公共电网发电，这样实现了能量的柔性化利用，节省了用电费用，维护成本低，降低了用电成本。

本发明分布式能源作为能源系统的重要补充，与大电网有机统一、缺一不可，实现在不同工况情况下，能量输出的柔性化和制造的系列化；通过液压为能量传递媒介，有效减少了电力波动对于并网的影响，有利于系统的推广和应用；同时，与以往发电系统相比，本发明便于实现模块化、系列化，有效的降低了研发和生产制造成本，大大方便了本系统的推广应用，也提高了安装维护便捷性。

本发明将传统自然能发电组依靠终端控制通过电能调频装置解决发电频率波动，革新为过程控制，通过中间液压能的柔性过程控制将不稳定的自然能转化为稳定的电能，实现了无序、不可控的自然能发电到有序、可控的电能的转变。

本发明采用了可变速的“柔性”机构。“柔性”体现在两个方面：一是连接形式的“柔性”结构，从而实现了塔架仅需安装能量输入装置和液压换能装置，其他主要设备，如液压马达、发电机及监控系统等可在地面或合适的位置安装，大大减轻塔架重量，降低了制造成本，并可改善运行稳定性。二是在能量输入装置和液压换能装置之间采用了“柔性”增速器(无级变速器)，可实现自然能——电能的无级调整，传递运动均匀平稳，易于实现快速启动、制动，从而可以有效消除轮机转速变化对发电频率的影响。

本发明分布式液压发电装备易实现产品的系列化，采用灵活的分布式布置方式。并且可以同时满足多种供电需求。通过对基本单元的研发便可实现一个系列的开发，主要有1拖n，n拖1，n拖n等模式。