[發明專利]一種電場功率調節裝置及其調節方法

在審

• 申請號: 201410146851.7
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN103904669A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 劉海鋒;王旭明;張霞;朱彬榮;楊靖波
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種電場功率調節裝置，所述裝置包括分別與儲能單元、卸能單元和低電壓穿越控制單元連接的驅動單元，所述驅動單元與電源輸入單元連接，所述卸能單元依次與發電單元和電源輸出單元連接，其特征在于：所述儲能單元的海拔高度高于卸能單元的海拔高度，所述儲能單元和卸能單元之間設有纜車輸送單元，所述儲能單元和卸能單元通過纜車輸送單元傳輸重物以實現電能的儲存和發送。

2.如權利要求1所述的電場功率調節裝置，其特征在于，所述驅動單元包括電動機和轉動輪，所述轉動輪分別設置在纜車輸送單元的兩端并與電動機連接；在所述儲能單元端的轉動輪和電動機之間設有功率調節器。

3.如權利要求2所述的電場功率調節裝置，其特征在于，所述電源輸入單元包括變壓器，電能經變壓器調節后通過輸電線路和輸電桿塔與所述驅動單元的電動機連接。

4.如權利要求3所述的電場功率調節裝置，其特征在于，所述電源輸出單元包括大電網和變壓器，所述卸能單元端的電動機輸出的電能經變壓器調節后通過輸電線路和輸電桿塔與大電網連接。

5.如權利要求1所述的電場功率調節裝置，其特征在于，所述儲能單元和卸能單元分別包括重物堆放地和重物自動裝卸裝置。

6.如權利要求1所述的電場功率調節裝置，其特征在于，所述纜車輸送單元包括纜車、承載索、承載塔、卡件、支架和滑輪；所述纜車通過卡件與承載索固結在一起，所述纜車的重心和所固結的承載索的卡件處于同一鉛垂線上。

7.如權利要求6所述的電場功率調節裝置，其特征在于，所述承載索與支架之間通過滑輪連接。

8.如權利要求7所述的電場功率調節裝置，其特征在于，所述驅動單元的轉動輪設有溝槽，所述承載索設置在所述溝槽內。

9.如權利要求8所述的電場功率調節裝置，其特征在于，所述重物設置在纜車內，通過調節所述重物的質量和其下降/上升的速度控制有功功率的輸出/輸入；通過調節所述電動機的功率角控制無功功率的輸出。

10.一種如權利要求1～9所述的電場功率調節裝置的調節方法，其特征在于，所述調節方法包括下述步驟：

（1）充電階段；將電廠產生的電能給發電單元充電，發電單元的電量充至半滿，并且風電場的發電功率高于調度中心的指令時，向大電網輸出額定功率，剩余電能通過驅動轉動輪帶動承載索運動轉化為機械能，在卸能單元處的重物通過重物自動裝卸裝置裝載到纜車中，裝入重物的纜車通過承載索帶動到儲能單元，重物自動裝卸裝置將重物從纜車中卸載并堆放在重物堆放地，從而實現將機械能轉化為重物的重力勢能儲存；

（2）放電階段；當風電場的發電功率低于調動中心的指令時，風電場的發電功率全部進入大電網，同時，將儲存在儲能單元的重物運回至卸能單元，裝載重物的纜車下降帶動承載索，轉動輪與承載索同步運動，重物的重力勢能轉化為轉動輪的機械能，轉動輪運動帶動電動機運動將機械能轉化為電能輸送到大電網中；

（3）低電壓穿越階段；在大電網電壓下降時，提升重物下降的速度以提高有功功率輸出，并加大發電單元上的電動機的功率角來提高發電單元的無功功率輸出，以支撐大電網電壓恢復，提高風電場的低電壓穿越能力。