[發明專利]一種多重物重力儲能用自動接駁和停放系統

在審

• 申請號: 202210353958.3
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114899951A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 邱清泉;趙永明;肖立業;聶子攀;張京業;滕玉平;王粟;羅曉悅;周微微
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所;齊魯中科電工先進電磁驅動技術研究院
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00;F03G3/00;E21D7/00;E21F13/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 江亞平

本發明公開一種多重物重力儲能用自動接駁和停放系統，包括豎井、巷道、重物停放上庫、重物停放下庫、支撐梁架、電動提升機、轎廂、AGV軌道地平車、n個重物載體模塊、軌道、自動道岔、重物停放平臺和液壓頂升平臺；在儲能工況，由AGV軌道地平車將n個重物載體模塊依次從重物停放下庫轉移到轎廂內部，通過電動提升機提升到豎井上部，由AGV軌道地平車轉移到重物停放上庫存放；在釋能工況，由AGV軌道地平車將n個重物載體模塊依次從重物停放上庫轉移到轎廂內部，重物載體模塊下降過程中帶動電動提升機發電，落到底部后，由AGV軌道地平車從轎廂內轉移到重物停放下庫存放。

技術領域

本發明涉及儲能技術領域，尤其是一種基于多重物重力儲能用自動接駁和停放系統。

背景技術

我國風能和太陽能等新源能源主要分布在西北地區、且太陽能發電集中在白天，而電力負荷主要分布在東南沿海一帶、且夜間電力消耗的比值更大，這一現象造成了我國新能源電力生產和消耗存在較強的時空不匹配性。新能源發電受氣候條件的影響而波動性較大，特別是在其直接并網比例超過20％以后，可能發生嚴重的惡性連鎖事故，對整個電網產生較大的沖擊。也正因為如此，經常會產生棄風、棄光等現象，導致新能源電力的利用率低下。然而，低成本、大容量、易選址的儲能技術可有效解決時空不匹配和并網穩定性問題，是可再生能源大規模高效開發利用、實現我國能源領域綠色可持續發展戰略的重要保障。

重力儲能是一種古老和相對成熟的儲能技術，特別是抽水儲能技術，已經實現了商業運行。但是抽水儲能技術對選址要求很高，需要建設上下游水庫，并且水的蒸發量也比較大，在北方、特別是西北地區選址比較困難。利用斜坡軌道和豎井提升重物的重力勢能儲能系統得到了廣泛關注，應用于干旱缺水地區具有優越性。利用斜坡軌道進行重力儲能，其效率與斜坡的坡度密切相關，坡度越大、摩擦損耗越小，但大坡度斜坡及軌道的建設存在諸多難題，需考慮極端天氣、地質災害等對儲能系統的影響。利用垂直提升重物進行儲能，如果可以利用現有或廢棄的豎井、梁架等結構，技術難度和建造成本更低，如果需要新建造豎梁或豎井，也會增加建造成本。針對垂直提升重物儲能方案，瑞士Energy Vault公司提出了一種利用起重機將混凝土塊堆疊成塔的結構，利用混凝土塊的吊起和吊落進行儲能和釋能，單個混凝土磚塊的重量可達35噸。采用起重機結構吊裝混凝土塊需要高載重和高精度抓放的機械手，制造難度大，且存在纜繩晃動難以定位、堆砌塔樓穩定性低等諸多問題，限制了其推廣應用。英國Gravitricity公司利用豎井提升機吊裝單個重物進行重力儲能，為增加儲能量，單個重物計劃擴大到500噸的重量，進一步提高單個重物的質量對支撐梁架和提升系統等機械結構的設計和建造帶來挑戰。為了解決豎井單重物重力儲能存在的不足，中國發明專利 CN202110714699.8提出了一種利用自動駕駛的軌道小車轉移多個重物的方法，如果重物數量過多，多輛自動駕駛軌道小車都需要獨立的供電和控制系統，系統整體的可靠性降低，制造和運維費用提高；中國發明專利CN 202111173003.1提出了一種利用龍門架上多個橫梁和放射狀梁的多重物轉移方法，該方法同樣存在重物橫向轉移時間較長和梁架制造成本較高的問題；中國發明專利CN202111561732.4提出了一種利用AGV叉車的重物轉移方法，但AGV 叉車的載重量比較小且需要配重，另外，由于其特殊的結構在轉移完一個重物后難以倒車進一步轉移重物。

發明內容

本發明針對現有垂直提升重物儲能系統存在的不足，及其對長時間儲能的需求，提出一種多重物重力儲能用自動接駁和停放系統。

本發明采用以下兩種技術方案：