[發明專利]能量轉換系統及發電廠

有效

• 申請號: 201610340941.9
• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN105952697B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 易小剛
• 申請（專利權）人: 三一重型能源裝備有限公司
• 主分類號: F15B3/00
• 分類號: F15B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電力生產技術，具體涉及一種能量轉換系統及發電廠。

背景技術

長期以來，為滿足不斷增加的電力負荷要求，電力建設部門不得不根據最大負荷要求建設各類發電設施。持續地大規模建設發電設施，為電力建設部門帶來了極大的困難，而在用電低峰期間，這些發電設施所產生的電能遠超實際需求，導致了巨大的浪費。

為了減少浪費，通常將多余的電能存儲起來，常見的儲能方式有蓄電池儲能、抽水儲能及電解水制氫三種；然而這三種儲能方式均存在嚴重缺陷，具體如下：

1)蓄電池儲能是通過蓄電池內部的化學反應將電能轉化為化學能儲存起來，然而，蓄電池的充放電次數有限、使用壽命較短，且使用和維護成本高。

2)抽水儲能是通過水泵將較低位置的水抽至較高位置的蓄水池中，將電能轉換為水的勢能儲存起來，這種儲能方式需要在高度差較為明顯的臨水位置建設規模較大的蓄水池，且釋放能量時，需要依賴水力發電設備才能將水的勢能轉化為電能；因此，抽水儲能對場地和設備要求比較高，投資及建設周期長，受地理條件限制明顯。

3)電解水制氫是通過電能將水分解成氫氣和氧氣，將電能轉化成化學能存儲在氫氣中，釋放能量時，氫氣在火力發電設備中燃燒進而將化學能轉化成電能；由于氫氣是一種易燃易爆氣體，氫氣的儲存條件比較苛刻，因此，儲存設施的建設及維護成本較高。

綜上，對于電力生產領域而言，如何保證電能的儲存及釋放過程高效、安全及低成本，仍然是一個比較棘手的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種能量轉換系統，利用該能量轉換系統可以高效、安全的存儲及釋放能量，并且建設及使用過程成本低廉。在此基礎上，本發明提出一種具有該能量轉換系統的發電廠。

作為第一方面，本發明提出一種能量轉換系統，具體包括轉換機構、儲能單元、方向控制閥組及儲液池，所述儲能單元設置有容積腔，所述容積腔內裝有氣體；所述轉換機構包括轉軸、曲柄、連桿和伸縮油缸，所述曲柄與轉軸固定連接；所述連桿的一端與曲柄鉸接，其另一端與伸縮油缸的活塞桿鉸接；所述伸縮油缸通過方向控制閥組分別與儲液池、容積腔相連；在第一狀態，所述方向控制閥組將伸縮油缸的無桿腔與儲液池連通，同時將伸縮油缸的有桿腔與容積腔連通；在第二狀態，所述方向控制閥組將伸縮油缸的有桿腔與儲液池連通，同時將伸縮油缸的無桿腔與容積腔連通。

優選地，所述方向控制閥組包括兩個第一通斷閥及兩個第二通斷閥，所述有桿腔、無桿腔分別經過一個第一通斷閥與儲液池相連，并且所述有桿腔、無桿腔分別經過一個第二通斷閥與儲能單元的容積腔相連。

優選地，所述方向控制閥組還包括第一換向閥和壓力油源，所述第一通斷閥和第二通斷閥均為插裝閥；所述壓力油源通過第一換向閥與第一通斷閥、第二通斷閥連接，用于向第一通斷閥和第二通斷閥提供液壓油，所述第一換向閥用于控制第一通斷閥和第二通斷閥的通斷。

優選地，所述方向控制閥組包括兩個第二換向閥，所述有桿腔經過一個第二換向閥分別與儲液池、容積腔相連，且所述無桿腔經過另一個第二換向閥分別與容積腔、儲液池相連。

優選地，所述能量轉換系統還包括電動機，所述電動機與轉軸連接，所述電動機用于驅使曲柄轉動，所述曲柄帶動伸縮油缸往復運動。

優選地，所述能量轉換系統還包括發電機，所述發電機與轉軸連接，所述伸縮油缸用于驅使曲柄轉動，所述曲柄帶動發電機工作。

優選地，所述能量轉換系統還包括雙功能電機，所述雙功能電機與轉軸連接；在儲能工況下，所述雙功能電機作為電動機，用于驅使曲柄轉動，所述曲柄帶動伸縮油缸往復運動；在發電工況下，所述雙功能電機作為發電機，所述伸縮油缸用于驅使曲柄轉動，所述曲柄帶動發電機工作。

作為第二方面，本發明提出一種發電廠，該發電廠具體包括發電設備及上述任意一項的能量轉換系統。

優選地，所述發電設備為水力發電機或風力發電機。