[發明專利]一種風力發電機組儲能裝置及儲能方法

在審

• 申請號: 202010197085.2
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111396254A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 褚景春;袁凌;趙鵬;潘磊;王小虎;張林中;朱世龍;逯智科
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: F03D9/12
• 分類號: F03D9/12;F03D9/25;F03D7/02;F03D1/06;F03D15/00
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 朱麗華

本發明公開了一種風力發電機組儲能裝置，包括設置在葉片中的質量塊、導引機構、動力機構和控制機構，導引機構沿葉片的長度方向設置，質量塊可移動的設置在導引機構上，動力機構在控制機構的控制下帶動質量塊在導引機構上移動，通過質量塊的移動改變風輪的轉動慣量，實現能量的存儲與釋放。還公開了一種風力發電機組儲能方法，采用改變風輪葉片的轉動慣量實現能量存儲與釋放。本發明通過改變質量塊在葉片中的位置，改變風輪的轉動慣量，使該質量塊以動能形式存儲捕獲多余的風能，獲取更大的風能，且使該風力發電的能量形式轉化次數減少，大大提高轉化效率，更能保持風力發電機組發電效率的穩定。本發明結構簡單、成本低，可操作性強。

技術領域

本發明涉及風電機組儲能技術領域，特別是涉及一種風力發電機組儲能裝置及儲能方法。

背景技術

風力發電是利用轉動的風輪從風中捕獲能量轉化為電能輸送給電網。風速和風向的不斷變化，決定了風機的發電功率在不斷變化，且波動范圍大，變化頻繁，常常會對電網造成很大的沖擊。

現有的風力發電機組的儲能技術是通過風能→電能→存儲型式的能量→電能的方式實現電能的存儲和釋放，在這個過程中能量的形式發生了四次轉換，這樣風能的利用率十分低，并且需要專門的儲能設備。

還有，現在的MW級風力發電機組大多通過變槳恒轉速的方式來控制風力發電機組捕獲風能的多少。即在風輪達到額定轉速，風速達到額定風速情況下，風力發電機組通過增加槳距角保證風輪轉速的恒定，發電功率的恒定，但該方法捕獲風能的能力仍有局限。

由此可見，上述現有的風電機組儲能裝置及儲能方法仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創設一種新的風力發電機組儲能裝置及儲能方法，使其可改變風輪的轉動慣量來存儲和釋放能量，降低能量形式轉化次數，提高風能利用率，成本低、可操作性強，成為當前業界極需改進的目標。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種風力發電機組儲能裝置，使其可改變風輪的轉動慣量來存儲和釋放能量，降低能量形式轉化次數，提高風能利用率，成本低、可操作性強，從而克服現有的風電機組儲能裝置的不足。

為解決上述技術問題，本發明提供一種風力發電機組儲能裝置，包括設置在風電葉片中的質量塊、導引機構、動力機構和控制機構，所述導引機構沿所述葉片的長度方向設置，所述質量塊可移動的設置在所述導引機構上，所述動力機構在所述控制機構的控制下帶動所述質量塊在所述導引機構上移動，通過所述質量塊的移動改變風輪的轉動慣量，實現能量的存儲與釋放。

進一步改進，所述導引機構設置在所述葉片的腹板上。

進一步改進，所述導引機構采用軌道結構、傳動結構或螺桿結構。

進一步改進，所述傳動結構采用鋼索牽引結構。

進一步改進，所述動力機構采用所述風輪的變槳電機。

進一步改進，所述風輪的三個葉片中均設置有所述質量塊、導引機構和動力機構，所述三個動力機構由一個所述控制機構同時控制。

本發明還提供一種風力發電機組儲能方法，所述儲能方法采用改變風輪葉片的轉動慣量實現能量存儲與釋放。

具體的，所述改變風輪葉片的轉動慣量通過上述的風力發電機組儲能裝置實現。

所述儲能方法包括如下步驟：

(1)儲能過程：在風力發電機組的葉輪達到額定轉速，若風速繼續增大，所述儲能裝置的動力機構在所述控制機構的控制下，將所述質量塊向遠離輪轂中心的方向移動，增加風輪的轉動慣量，保持風輪轉速穩定，同時隨著所述質量塊的線速度增加，所述質量塊以動能形式存儲捕獲的多余的風能；