水力發電機、水力發電系統及并網發電方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及水力發電的技術領域，尤其是涉及一種水力發電機、水力發電系統及并網發電方法。
【背景技術】
[0002]傳統的水力發電機通常包括水輪機和發電機，利用水流產生的能量推動水輪機轉動，水輪機再帶動發電機轉動，從而將水能轉化為機械能，再將機械能轉化為電能，實現發電的目的。傳統的水力發電機對水流的流量和勢能要求較大，對建設電站的條件和要求相對較高，并且制造工藝復雜、耗時較長、費用較高。
[0003]傳統的水力發電站包括大壩和水力發電機，水力發電機設置在大壩內。水庫中的水通過入水口進入壓力管道，壓力管道的末端設有水輪機，從而水流可以推動水輪機轉動，水輪機的一端與發電機連接，水輪機的轉動帶動發電機發電。
[0004]傳統的水力發電站，受地質環境的影響較大，通常需要選在地勢落差較大或階梯過渡處的流域，才能滿足其對水流的勢能以及流速的要求；并且傳統的水力發電站工藝較為復雜，建廠時間較長，建造費用較高，而且建廠完成后不易再增加容量。
[0005]風力發電機組大體上可以分為風輪、發電機和塔架三部分。風輪是把風的動能轉變為機械能的重要部件，它由兩支或更多支螺旋槳形的葉片組成，當風吹向葉片時，葉片上產生氣動力，從而驅動風輪轉動，轉動的風輪帶動發電機轉子旋轉切割磁力線發電，最終實現將風能轉化為機械能，機械能轉化為電能的目的。
[0006]傳統的風力發電中，在風輪和發電機之間還設有增速器，因為發電機風輪葉片的轉速較低，所以必須通過增速器將發電機轉子的旋轉速度提升，使發電機轉子以額定的轉速旋轉，高速切割磁力線，最終實現發電機發電的目的。
[0007]綜上所述，由于風力發電通常由多組風力發電機組構成，因此其占地面積較大；同時，由于風力發電以風能作為唯一的動力源，因此對天氣依賴性較強，容易受到天氣變化和風速的影響；因風速不穩定，所以只能離網發電，不容易實現并網發電。
[0008]火力發電的缺點如下:需要消耗大量的煤等資源，容易造成大氣污染；同時由于二氧化碳排放量較大，會加重溫室效應；并且因為作業環境溫度較高、噪音較大、有害物質較多等因素，會對操作者的健康產生較大的影響。
[0009]光伏發電的缺點如下:太陽光照射的能量分布密度小，所以需要占用較大的面積；完全依賴太陽，受晝夜和氣象條件的影響較大；因此效率不高，效益低，并且發電成本較大。
[0010]核能發電的缺點如下:核能電廠熱效率較低以及會產生放射性的廢料，污染較大，對周圍生態環境也有很大的影響；且核電廠投資和運營成本巨大，安全運行風險較高。
【發明內容】
[0011]本發明的目的在于提供一種水力發電機、水力發電系統及并網發電方法，以解決現有技術中存在的水力發電設備及發電方法對水流的流量和勢能要求較高，并且制造工藝復雜、耗時較長、費用較大的技術問題。
[0012]本發明提供的一種水力發電機，包括:水車和發電機，所述水車包括葉片和水車動力輸出軸；所述發電機包括發電機動力輸入軸；所述葉片設置在所述水車動力輸出軸上，所述水車動力輸出軸與所述發電機動力輸入軸連接。
[0013]優化地，所述葉片以可拆卸的方式與所述水車動力輸出軸連接。
[0014]進一步，所述發電機的數量為兩臺，分別設置在所述水車動力輸出軸的兩端。
[0015]本發明還提供了一種水力發電系統，包括:如上所述的水力發電機和設置在河道上的導流渠，所述導流渠包括渠岸，所述水力發電機設置在所述渠岸上。
[0016]進一步，還包括:大壩，所述大壩包括導流渠水流通道；所述導流渠水流通道與所述導流渠相連通，且位于所述導流渠的上游。
[0017]優化地，所述大壩還包括導流渠閘門，所述導流渠閘門設置在所述導流渠水流通道上。
[0018]優化地，所述大壩還包括:主河道水流通道和主河道排水閘，所述主河道水流通道設置在所述大壩上，所述主河道排水閘設置在所述主河道水流通道上。
[0019]進一步，所述導流渠的數量為兩個，且分別設置在河道的兩側。
[0020]本發明還提供了一種如上所述的水力發電系統的并網發電方法，包括以下步驟:
[0021]SI將水力發電機的轉速控制在預設范圍內；
[0022]S2將水力發電機產生的電能經過調節電壓處理，從而實現并網發電。
[0023]進一步，在所述步驟SI中，通過調節水流的流量和/或葉片的數量將水力發電機的轉速控制在預設范圍內。
[0024]本發明提供的水力發電機、水力發電系統及并網發電方法，結構相對簡單，簡化了生產工藝，降低了投資費用，節約了生產成本，增加了水力發電的技術種類，可以在落差較小、開闊平坦的流域，實現水力發電，創造了一種更經濟環保、簡單實用的水力發電方式；使用本發明提供的并網發電方法，可以使該水力發電系統直接輸出的電壓較為穩定，無需再進行復雜的調節電壓處理，提高了發電效率，節約成本。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發明【具體實施方式】或現有技術中的技術方案，下面將對【具體實施方式】或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本發明實施例提供的一種水力發電機的結構示意圖；
[0027]圖2為圖1所示的水力發電機的主視圖；
[0028]圖3為圖2所示的水力發電機的A-A剖視圖；
[0029]圖4為圖2所示的水力發電機的B-B剖視圖；
[0030]圖5為本發明實施例提供的一種水力發電系統的結構示意圖。
[0031]附圖標記:
[0032]1-水力發電機；2_導流渠；3_大壩；
[0033]11-發電機；12-水車；21-渠岸；
[0034]31-導流渠水流通道；32-導流渠閘門；33-主河道水流通道；
[0035]34-主河道排水閘；
[0036]111-發電機動力輸入軸；121-葉片；122-水車動力輸出軸；
[0037]123-連接機構。
【具體實施方式】
[0038]下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0039]在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0040]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0041]圖1為本發明實施例提供的一種水力發電機的結構示意圖；圖2為圖1所示的水力發電機的主視圖；圖3為圖2所示的水力發電機的A-A剖視圖；圖4為圖2所示的水力發電機的B-B剖視圖；圖5為本發明實施例提供的一種水力發電系統的結構示意圖。
[0042]如圖1-4所示，本發明提供的一種水力發電機1，包括:水車12和發電機11，水車12包括葉片121和水車動力輸出軸122，葉片121設置在水車動力輸出軸122上，水車動力輸出軸122與發電機動力輸入軸111連接。
[0043]水車12設在河流中，通過自身的旋轉將水能轉化為機械能；水車12上的葉片121可以固定的設置在水車動力輸出軸122上，也可以通過可拆卸的方式連接；固定焊接可以是一體式的，也可以通過焊接的方式實現；實現可拆卸的連接有多種方法，例如:在水車動力輸出軸122上設置有卡合口，葉片121可以插入卡合口內，最終實現固定的目的；或者葉片121通過螺栓與水車動力輸出軸122可拆卸的連接。
[0044]發電機11可以有多種選擇，例如:風力發電機或者直驅式發電機，等等。
[0045]作為一種優選的方案，發電機11選擇直驅式發電機。直驅式發電機在結構上主要由軸向與盤式兩種，軸向結構分為內轉子和外轉子等，盤式結構分為中間轉子、中間定子和多盤式等。直驅式發電機具有以下優點:發電效率較高；可靠性高；運行及維護成本低；電網接入性能優異。
[0046]上述水力發電機I結構簡單，簡化了生產工藝，降低了投資費用，節約了生產成本，增加了水力發電的技術種類，可以在落差較小、開闊平坦的流域，實現水力發電，創造了一種更經濟環保，簡單實用的水力發電方式。
[0047]在上述實施例的基礎上，葉片121與水車動力輸出軸122可采用多種固定結構連接，如焊接等其他固定連接方式，只要是能夠將葉片121和水車動力輸出軸122固定連接的連接結構，都屬于本發明的保護范圍。優選地，為了方便快捷地拆卸葉片121，調節水車動力輸出軸122上的葉片數量，葉片121以可拆卸的方式與水車動力輸出軸122連接。
[0048]在上述實施例的基礎上，