水电制氢发电设备及水轮机组位置自动控制方法与流程

本发明涉及绿氢，尤其涉及一种水电制氢发电设备及水轮机组位置自动控制方法。

背景技术：

1、电解水制氢是目前最主要的氢能来源，而电解水制氢需要消耗大量的电力，而绿氢就是利用可再生能源进行发电后为电解水制氢设备供电以制取氢能的一种技术统称，绿氢生产过程中基本不会产生温室气体。

2、其中利用水能发电为电解水制氢设备供电是绿氢重要的电能来源，现有技术一般采用固定安装位置的水轮机组获取水能并转化为电能。但是，当水电制氢发电设备布置在多支流交汇处的河道时，由于水流来自不同支流，导致河道沿垂直于水流方向的流速分布不同且经常会发生变化，这就造成固定安装位置的水轮机组不是总能充分利用水能。

技术实现思路

1、为了解决现有固定安装位置的水轮机组不是总能充分利用水能的问题，本发明提出了一种水电制氢发电设备，包括：

2、支架，安装在目标河道的岸基上，所述支架设有跨越河道的滑道，所述滑道设置在水体中；

3、水轮机组，包括水轮部分和发电机组部分，其中水轮部分设置在河道内，并在河水推动下驱动发电机组部分发电；所述水轮机组通过驱动装置与滑道连接；

4、水流采集装置，设置在所述支架上，用于采集河道水体的水流特性；

5、控制装置，与所述水流采集装置信号连接，用于根据所述水流特性，控制驱动装置带动水轮机组沿滑道移动至目标位置；

6、驱动装置，设置在所述滑道上，与所述控制装置信号连接，用于根据控制装置的控制信号，带动所述水轮机组沿滑道移动至目标位置。

7、进一步的，所述支架上设置有数个水流采集装置，所述数个水流采集装置沿跨越河道的方向均布在所述支架上。

8、进一步的，所述水流采集装置包括光学传感器，用于采集河道水流沿跨越河道方向的流速分布情况。

9、进一步的，所述水流采集装置包括湿度传感器，用于采集河道河岸沿跨越河道方向的飞溅程度分布。

10、进一步的，还包括升降机构，所述支架通过所述升降机构安装在岸基上，以使得所述支架可相对于岸基进行升降动作。

11、此外，本发明还提供了一种水轮机组位置自动控制方法，该方法要求水轮机组可移动安装在支架上，该方法包括：

12、s1.采集目标河道水体的水流特性分布，所述水流特性分布用于表征目标河道水体沿垂直于水流方向的流速分布情况；

13、s2.根据水流特性分布控制所述水轮机组沿所述支架移动至目标位置，所述目标位置为所述流速分布中的流速最大点。

14、进一步的，所述采集目标河道水体的水流特性分布的方法，包括：

15、s1.1.1通过光学传感器，采集水体的反射光信号；

16、s1.1.2根据反射光信号，计算时间窗内的反射光强变化频率；

17、s1.1.3根据反射光强变化频率确定所述水流特性分布；其中，所述反射光强变化频率与目标河道水体的流速呈正相关。

18、进一步的，所述采集目标河道水体的水流特性分布的方法，包括：

19、s1.2.1通过湿度传感器，采集目标河道两岸沿河道水体横截面方向的湿度情况；

20、s1.2.2根据采集得到的湿度情况，计算水体的飞溅程度；

21、s1.2.3根据飞溅程度确定所述水流特性分布；其中，所述飞溅程度与目标河道水体的流速呈正相关。

22、进一步的，步骤s2所述控制所述水轮机组沿所述支架移动至目标位置的方法包括：所述水轮机组在所述支架上移动至目标位置的过程中，控制所述水轮机组的位置移动速度与流速变化率呈正相关。

23、进一步的，所述垂直于水流方向的流速分布，包括：目标河道水体水面横跨目标河道岸基的水平方向，和/或，目标河道水体沿垂直于上述水面水平面的竖直方向。

24、本发明的有益效果在于：本发明将水轮机组可移动的设置在支架的滑道上，通过水流采集装置实时采集水体的水流特性，根据水流特性自动控制驱动装置带动水轮机组在滑道上移动至目标位置，从而保证水轮机组能够经常位于最佳的水流工作环境下，从而最大程度的利用水能，提高水轮机组为电解水制氢设备的供电能力。

技术特征：

1.一种水电制氢发电设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的水电制氢发电设备，其特征在于，所述支架上设置有数个水流采集装置，所述数个水流采集装置沿跨越河道的方向均布在所述支架上。

3.根据权利要求1所述的水电制氢发电设备，其特征在于，所述水流采集装置包括光学传感器；所述光学传感器用于采集河道水流沿跨越河道方向的流速分布情况。

4.根据权利要求1所述的水电制氢发电设备，其特征在于，所述水流采集装置包括湿度传感器；所述湿度传感器用于采集河道河岸沿跨越河道方向的飞溅程度分布。

5.根据权利要求1所述的水电制氢发电设备，其特征在于，还包括升降机构，所述支架通过所述升降机构安装在岸基上，以使得所述支架可相对于岸基进行升降动作。

6.一种水轮机组位置自动控制方法，其特征在于，水轮机组可移动安装在支架上，所述水轮机组位置自动控制方法包括：

7.根据权利要求6所述的水轮机组位置自动控制方法，其特征在于，所述采集目标河道水体的水流特性分布的方法，包括：

8.根据权利要求6所述的水轮机组位置自动控制方法，其特征在于，所述采集目标河道水体的水流特性分布的方法，包括：

9.根据权利要求6所述的水轮机组位置自动控制方法，其特征在于，步骤s2所述控制所述水轮机组沿所述支架移动至目标位置的方法包括：所述水轮机组在所述支架上移动至目标位置的过程中，控制所述水轮机组的位置移动速度与流速变化率呈正相关。

10.根据权利要求6所述的水轮机组位置自动控制方法，其特征在于，所述垂直于水流方向的流速分布，包括：目标河道水体水面横跨目标河道岸基的水平方向，和/或，目标河道水体沿垂直于上述水面水平面的竖直方向。

技术总结本发明涉及一种水电制氢发电设备及水轮机组位置自动控制方法，可自动控制水轮机组位置，用于布置在多支流交汇的河道处，所述水电制氢发电设备包括：支架，安装在岸基上，并设有跨越河道的滑道；水轮机组，通过驱动装置与滑道连接；水流采集装置，设置在所述支架上并用于采集水体的水流特性；控制装置，与所述水流采集装置信号连接并用于根据所述水流特性控制驱动装置带动水轮机组沿滑道移动至目标位置；驱动装置，设置在所述支架上，与所述控制装置信号连接并用于根据根据控制装置的控制信号，带动所述水轮机组沿滑道移动至目标位置。本发明使得水轮机组能够经常位于最佳水流工作环境下，从而最大程度实现水电制氢发电效率。技术研发人员：王文雍,江冰,周华杰,齐志新,刘哲,吴迪,郁章涛,张宝平,李冬芳,陈明轩受保护的技术使用者：三峡科技有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11