[發明專利]一種帶海底壓縮空氣儲能的海上風力發電系統

在審

• 申請號: 201710949346.X
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107559146A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 陳新明;申建汛;劉鑫;史紹平;沈明強;黃寧波;閆姝;穆延非;張波;秦曄
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能如東八仙角海上風力發電有限責任公司
• 主分類號: F03D9/17
• 分類號: F03D9/17;F03D13/25;F01D15/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種帶海底壓縮空氣儲能的海上風力發電系統，其特征在于，包括海上風力發電機組，空氣壓縮及膨脹發電單元(5)以及海底高壓空氣儲能裝置，當所述海上風力發電機組發電超過電網需求時，利用富余的電能驅動空氣壓縮及膨脹發電單元的空氣壓縮機，向海底高壓空氣儲能裝置充入高壓空氣；當所述電網負荷增大而海上風力發電機組負荷不能滿足電網需求時，釋放海底高壓空氣儲能裝置內的高壓空氣，經空氣壓縮及膨脹發電單元的膨脹機做功帶動發電機發電，以提高向電網提供的電力負荷。

2.根據權利要求1所述帶海底壓縮空氣儲能的海上風力發電系統，其特征在于，所述海底高壓空氣儲能裝置內的空氣壓力與其所處深度處的海水壓力相同。

3.根據權利要求1所述帶海底壓縮空氣儲能的海上風力發電系統，其特征在于，所述海上風力發電機組為漂浮式大型海上風力發電機組，包括風機葉輪及發電系統(1)、風機塔筒(2)、筒式浮力艙(4)和錨鏈(12)，風機葉輪及發電系統(1)安裝在風機塔筒(2)上，風機塔筒(2)安裝在筒式浮力艙(4)上，筒式浮力艙(4)懸浮于海水中。

4.根據權利要求3所述帶海底壓縮空氣儲能的海上風力發電系統，其特征在于，所述風機塔筒(2)內部與筒式浮力艙(4)連通。

5.根據權利要求3所述帶海底壓縮空氣儲能的海上風力發電系統，其特征在于，所述筒式浮力艙(4)底部有配重塊(6)，利用重心位置保持風機塔筒(2)垂直于海平面，在筒式浮力艙(4)外部連接錨鏈(12)，錨鏈(12)另一端固定于海床，錨鏈(12)為風機基礎提供一定的固定張力，使風機位置保持固定，不會因為洋流和潮水發生移動。

6.根據權利要求3所述帶海底壓縮空氣儲能的海上風力發電系統，其特征在于，所述空氣壓縮及膨脹發電單元(5)位于筒式浮力艙(4)中，包括低壓側空氣管道(13)，所述風機塔筒(2)內安裝有通風管(3)，通風管(3)上端連接至海平面以上的大氣，下端延伸至筒式浮力艙(4)內部與低壓側空氣管道(13)相連，低壓側空氣管道(13)與壓縮/膨脹機(14)相連，壓縮/膨脹機(14)與高壓側空氣管道(16)相連，壓縮/膨脹機(14)的旋轉軸與電動/發電機(15)相連，高壓側空氣管道(16)上設置閥門(17)，高壓側空氣管道(16)向下從筒式浮力艙(4)底部穿出，連接至海底高壓空氣儲能裝置內。

7.根據權利要求6所述帶海底壓縮空氣儲能的海上風力發電系統，其特征在于，所述壓縮/膨脹機(14)和電動/發電機(15)同軸相連，垂直布置，在儲能過程，壓縮/膨脹機(14)作為壓縮機使用，電動/發電機(15)作為電動機使用，在發電過程，壓縮/膨脹機(14)作為膨脹機使用，電動/發電機(15)作為發電機使用。

8.根據權利要求6所述帶海底壓縮空氣儲能的海上風力發電系統，其特征在于，所述地基板(11)由鋼筋水泥澆筑而成，吸附于海床之上。

9.根據權利要求6所述帶海底壓縮空氣儲能的海上風力發電系統，其特征在于，所述海底高壓空氣儲能裝置包括柔性罩殼(8)，柔性罩殼(8)設置在地基板(11)上方，充氣時形成儲氣室(9)，地基板(11)中埋設有導氣管(10)，導氣管(10)連通儲氣室(9)內外，所述高壓側空氣管道(16)與壓縮空氣導管(7)相連，壓縮空氣導管(7)向海底延伸，與導氣管(10)相連。

10.根據權利要求9所述帶海底壓縮空氣儲能的海上風力發電系統，其特征在于，所述柔性罩殼(8)由帶鋼絲繩金屬網夾芯的芳綸面料做成，展開后呈倒扣的半球型，底部邊緣密封固定于地基板上，當儲滿高壓空氣時，柔性罩殼(8)展開呈現半球型，當空氣被釋放時，柔性罩殼(8)被海水壓癟折疊貼附于地基板(11)上。