[實用新型]一種利用壓縮空氣儲能的風(fēng)力發(fā)電裝置

有效

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• 申請日: 2015-03-25
• 公開（公告）號: CN204532702U
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李昌平;李元紅
• 申請（專利權(quán)）人: 李昌平;李春祁
• 主分類號: F03D9/02
• 分類號: F03D9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用壓縮空氣儲能的風(fēng)力發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

目前我國大型風(fēng)力發(fā)電的核心技術(shù)是引進(jìn)外國的技術(shù)，其技術(shù)路徑是按外國的技術(shù)路徑執(zhí)行的，沒有自主知識產(chǎn)權(quán)，其缺點如下：

1、由于沒有自主知識產(chǎn)權(quán)，所以我國目前大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心技術(shù)路徑必須依賴外國的技術(shù)路徑執(zhí)行，由此付出高昂的代價，導(dǎo)致制造成本高，價格昂貴，運(yùn)行維護(hù)成本高昂的問題，增加了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的投資和運(yùn)營成本，這正是風(fēng)電與其它傳統(tǒng)發(fā)電方式相比，沒有市場競爭力的重要原因之一。

2、風(fēng)電的消納是目前我國風(fēng)電發(fā)展的瓶頸，眾所周知，風(fēng)能特征是：隨機(jī)性和間歇性的能源。而目前我國引進(jìn)外國核心技術(shù)制造的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其出力是依據(jù)國外風(fēng)場和電網(wǎng)特性設(shè)計的，上述發(fā)電機(jī)的出力的基本特征是：跟隨風(fēng)能的變化而變化，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的出力不可控，故障穿越和無功調(diào)節(jié)能力弱。而我國電網(wǎng)運(yùn)行特征對風(fēng)力發(fā)電場的要求是：上網(wǎng)的風(fēng)電能可控，故障穿越和無功調(diào)節(jié)能力強(qiáng)。這正是風(fēng)電難以消納的重要原因之一，其缺陷主要表現(xiàn)在：

(1)在我國大規(guī)模高集中度的開發(fā)模式下，區(qū)域風(fēng)電場分布集中，風(fēng)速風(fēng)向特點相近，風(fēng)電場之間的相關(guān)性很強(qiáng)，形成同時出力或不出力的極端現(xiàn)象。因而造成風(fēng)力電機(jī)的出力出現(xiàn)大波動，對電力系統(tǒng)的供電充裕性的影響很大，造成電網(wǎng)電力調(diào)度的困難，增加了使用成本。

(2)目前大部分的風(fēng)電機(jī)組是通過電力電子接口并網(wǎng)，其動態(tài)響應(yīng)特征與常規(guī)同步發(fā)電機(jī)有很大的差異。其故障穿越、無功調(diào)節(jié)的能力很弱，無法滿足電網(wǎng)的要求。盡管相關(guān)方面進(jìn)行積極的研發(fā)，期望破解此難題，然而按目前的技術(shù)路徑，很難有所突破。

(3)目前風(fēng)電機(jī)組的現(xiàn)有控制策略，是以強(qiáng)電場為假設(shè)條件進(jìn)行設(shè)計，沒有考慮我國風(fēng)電場和電網(wǎng)的特征，而在遠(yuǎn)距離大規(guī)模并網(wǎng)的情況下，風(fēng)電機(jī)組與電網(wǎng)之間的連接相對薄弱，從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和故障保護(hù)措施難以應(yīng)對，嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的安全性。

以上背景說明：目前風(fēng)電對電網(wǎng)系統(tǒng)來說，是一種不友好的電源。為了保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和使用成本可控的需求，電網(wǎng)公司制定了嚴(yán)格的風(fēng)電并網(wǎng)條件，對風(fēng)電場的最大出力波動，故障穿越、無功調(diào)節(jié)能力等方面做出相應(yīng)的規(guī)定。而目前風(fēng)力發(fā)電場因風(fēng)力發(fā)電機(jī)的問題，無法滿足條件，于是出現(xiàn)了大量“風(fēng)機(jī)空轉(zhuǎn)”的現(xiàn)象，造成極大的資源浪費(fèi)。

提供一種新的技術(shù)方案，來破解以上難題就成為必然。

實用新型內(nèi)容

本實用新型目的之一在于提供一種利用壓縮空氣儲能的風(fēng)力發(fā)電裝置，本實用新型能夠解決風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造成本高昂，運(yùn)行成本高昂的問題，風(fēng)力發(fā)電機(jī)出力不可控制的問題，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成事故隱患和增加運(yùn)營成本的問題。

本實用新型提供的一種利用壓縮空氣儲能的風(fēng)力發(fā)電裝置，包括風(fēng)機(jī)葉片、輪轂、上傳動軸、剎車系統(tǒng)、上齒輪箱、偏航系統(tǒng)、機(jī)艙、塔架、豎直傳動軸、推力軸承、下齒輪箱、下傳動軸、空氣壓縮機(jī)、高壓風(fēng)管、壓縮空氣儲存罐、壓縮空氣調(diào)壓閥、壓縮空氣控制閥、壓縮空氣動力機(jī)、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)；

所述風(fēng)機(jī)葉片安裝在所述輪轂上，所述輪轂依次通過所述上傳動軸和剎車系統(tǒng)連接所述上齒輪箱，所述上傳動軸、剎車系統(tǒng)、上齒輪箱和偏航系統(tǒng)安裝在所述機(jī)艙的托盤上，所述塔架位于所述機(jī)艙的托盤下面，所述豎直傳動軸安裝在所述推力軸承位上，所述豎直傳動軸、推力軸承和下齒輪箱安裝在所述塔架內(nèi)，所述上齒輪箱通過所述豎直傳動軸連接所述下齒輪箱，所述下齒輪箱通過所述下傳動軸連接所述空氣壓縮機(jī)，由所述風(fēng)機(jī)葉片、輪轂、上傳動軸、剎車系統(tǒng)、上齒輪箱、偏航系統(tǒng)、機(jī)艙、塔架、豎直傳動軸、推力軸承、下齒輪箱和下傳動軸形成將風(fēng)能傳輸至空氣壓縮機(jī)的動力傳動系統(tǒng)；所述空氣壓縮機(jī)通過所述高壓風(fēng)管連接所述壓縮空氣儲氣罐，所述壓縮空氣儲氣罐通過所述壓縮空氣調(diào)壓閥和壓縮空氣控制閥連接所述壓縮空氣動力機(jī)，所述壓縮空氣儲氣罐、壓縮空氣調(diào)壓閥、壓縮空氣控制閥和壓縮空氣動力機(jī)之間通過所述高壓風(fēng)管相連接，所述空氣壓縮機(jī)、高壓風(fēng)管、壓縮空氣儲存罐、壓縮空氣調(diào)壓閥、壓縮空氣控制閥和壓縮空氣動力機(jī)組成機(jī)械能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)；所述壓縮空氣動力機(jī)通過傳動軸和連軸器連接所述發(fā)電機(jī)，所述控制系統(tǒng)連接所述壓縮空氣調(diào)壓閥、壓縮空氣控制閥和發(fā)電機(jī)。

進(jìn)一步的，所述下齒輪箱、下傳動軸、空氣壓縮機(jī)、壓縮空氣儲存罐、壓縮空氣調(diào)壓閥、壓縮空氣控制閥、壓縮空氣動力機(jī)、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)都安裝在地面上。