CN102506004B - 一种采用液体活塞的压缩空气式蓄能稳定发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用液体活塞的压缩空气式蓄能稳定发电装置。变量液压马达经变量液压泵与交流发电机连接；液压马达输入口的一路经可调节流阀与开放式蓄能器连接，另一路接波浪能液压传动装置输入；液压泵出口经电磁换向阀后分别与两液体活塞腔连接，两液体活塞腔分别经第一、第二截止阀经共用管道与开放式蓄能器连接，两液体活塞腔分别经第三、第四截止阀与储气室相连，位于第三、第四截止阀的入口端的两管道间串接第五、第六截止阀，串接点与空气入口连接。采用液压和空气压缩的混合，提高能量转换效率；采用液体活塞式的空气压缩，减少气体泄漏和机械滑动密封带来的摩擦；采用开放式蓄能器提高稳定输入能量波动的能力，根据工况进行调节。

Description

一种采用液体活塞的压缩空气式蓄能稳定发电装置
技术领域
本发明涉及蓄能稳定发电装置，尤其是涉及一种采用液体活塞的压缩空气式蓄能稳定发电装置。
背景技术
可再生能源开发是目前解决能源危机的关键，在利用可再生能源发电方法的开发中，如利用波浪能、海流能等发电，由于所捕获的能量不稳定，使得发电装置的输入不稳定，造成转换效率、稳定性、运行维护等诸多方面存在许多亟待解决的问题。目前采用的稳定技术有利用惯性轮蓄能、高效电池蓄能（BES）、电磁蓄能（SMES）等方式，但是这些方式不足以解决问题，从容量上来说压缩空气蓄能（CAES）电站和抽水蓄电站（PHS）能可以真正起到调节负荷、提高发电质量的作用，同时在造价及选址问题上压缩空气蓄能电站受到的限制条件较少。传统的压缩空气蓄能能量转换效率较低，且其压力等级有限，因而采用了液体与气体相结合的蓄能稳定发电方法。
发明内容
为了克服现有不稳定能源发电装置的技术不足，本发明的目的在于提供一种采用液体活塞的压缩空气式蓄能稳定发电装置，通过吸收输入能量，稳定输入能量波动，实现稳定的能量输出。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明采用的技术方案是：
本发明包括开放式蓄能器、两个液体活塞腔、变量液压马达、变量液压泵，电磁换向阀、同步交流发电机、储气室、五个截止阀和可调节流阀；变量液压马达的主轴经变量液压泵的主轴与同步交流发电机的主轴连接；变量液压马达输入口分为两路，一路经可调节流阀与开放式蓄能器连接，另一路接波浪能液压传动装置输入；变量液压泵出口经电磁换向阀后分别与第一液体活塞腔和第二液体活塞腔连接，第一液体活塞腔和第二液体活塞腔分别经第一截止阀和第二截止阀通过共用管道与开放式蓄能器连接，第一液体活塞腔和第二液体活塞腔分别经第三截止阀和第四截止阀与储气室相连，位于第三截止阀和第四截止阀的入口端间的两管道间串接第五截止阀和第六截止阀，第五截止阀和第六截止阀串接点与空气入口连接。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明采用了液压和空气压缩混合的方式，相比传统的压缩空气蓄能方式能在蓄能中实现更高的能量存储密度，提高了能量转换效率。
2、本发明采用液体活塞式的空气压缩方式，减少了气体泄漏和机械滑动密封带来的摩擦。
3、采用开放式蓄能器提高了稳定输入能量波动的能力，且可根据工况进行调节。
本发明可应用于波浪能、海流能等不稳定可再生能源利用开发领域。
附图说明
附图是本发明的原理示意图；
图中：1、开放式蓄能器，2、液体活塞腔，3、液体活塞腔，4、变量液压马达，5、变量液压泵，6、电磁换向阀，7、同步交流发电机，8、管道，9、储气室，10-15、截止阀，16、空气入口，17、可调节流阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如附图所示，本发明包括开放式蓄能器1、两个液体活塞腔2、3、变量液压马达4、变量液压泵5，电磁换向阀6、同步交流发电机7、储气室9、五个截止阀10、11、12、13、14、15和可调节流阀17；变量液压马达4的主轴经变量液压泵5的主轴与同步交流发电机7的主轴连接；变量液压马达4输入口分为两路，一路经可调节流阀17与开放式蓄能器1连接，另一路接波浪能液压传动装置输入；变量液压泵5出口经电磁换向阀6后分别与第一液体活塞腔2和第二液体活塞腔3连接，第一液体活塞腔2和第二液体活塞腔3分别经第一截止阀10和第二截止阀11通过共用管道8与开放式蓄能器1连接，第一液体活塞腔2和第二液体活塞腔3分别经第三截止阀12和第四截止阀13与储气室9相连，位于第三截止阀12和第四截止阀13的入口端间的两管道间串接第五截止阀14和第六截止阀15，第五截止阀14和第六截止阀15串接点与空气入口16连接。
传动工质即为水或液压油，它经电磁换向阀6、变量液压泵5在第一液体活塞腔2与第二液体活塞腔3之间作为液体活塞传动。
所述的开放式蓄能器1内蓄能稳压工质为空气，其所充气体量可通过储气室9、第一液体活塞腔2、第二液体活塞腔3、五个截止阀10-15进行调节。
能量捕获装置捕获不稳定的波浪能，经波浪能液压传动装置输入至变量液压马达4，变量液压马达4带动变量液压泵5转动，带动同步交流发电机7发电，同步交流发电机7后可电气连接整流滤波电路向外界供电。变量液压泵5将传动工质通过电磁换向阀6传送至第一液体活塞腔2，第三截止阀12、第六截止阀15打开，第一截止阀10、第二截止阀11、第四截止阀13、第五截止阀14关闭，第一液体活塞腔2内空气进入储气室9，第二液体活塞腔3内传动工质减少，空气经空气入口16进入第二液体活塞腔3，当第二液体活塞腔3内充满气体时，改变电磁换向阀6位置，关闭第三截止阀12、第六截止阀15，打开第四截止阀13、第五截止阀14，传动工质从第一液体活塞腔2通过电磁换向阀6、变量液压泵5进入第二液体活塞腔3，第二液体活塞腔3内空气进入储气室9，第一液体活塞腔2内传动工质减少，空气从空气入口16进入第一液体活塞腔2。
调节开放式蓄能器1内气体时，打开第一截止阀10、第六截止阀15，关闭第二截止阀11、第三截止阀12、第四截止阀13、第五截止阀14，第一液体活塞腔2内气体进入开放式蓄能器1，传动工质从第二液体活塞腔3经电磁换向阀6、变量液压泵5进入第一液体活塞腔2，第二液体活塞腔3内传动工质减少，气体通过空气入口16进入第二液体活塞腔3，当第二液体活塞腔3内充满气体时，改变电磁换向阀6位置，关闭第一截止阀10、第六截止阀15，打开第二截止阀11、第五截止阀14，传动工质从第一液体活塞腔2经电磁换向阀6、变量液压泵5进入第二液体活塞腔3，第一液体活塞腔2内传动工质减少，气体通过空气入口16进入第一液体活塞腔2，调节可调节流阀17控制传动工质进入开放式蓄能器1的流量。

Claims (1)

1.一种采用液体活塞的压缩空气式蓄能稳定发电装置，其特征在于：包括开放式蓄能器（1）、两个液体活塞腔（2、3）、变量液压马达（4）、变量液压泵（5），电磁换向阀（6）、同步交流发电机（7）、储气室（9）、六个截止阀（10、11、12、13、14、15）和可调节流阀（17）；变量液压马达（4）的主轴经变量液压泵（5）的主轴与同步交流发电机（7）的主轴连接；变量液压马达（4）输入口分为两路，一路经可调节流阀（17）与开放式蓄能器（1）连接，另一路接波浪能液压传动装置输入；变量液压泵（5）出口经电磁换向阀（6）后分别与第一液体活塞腔（2）和第二液体活塞腔（3）连接，第一液体活塞腔（2）和第二液体活塞腔（3）分别经第一截止阀（10）和第二截止阀（11）通过共用管道（8）与开放式蓄能器（1）连接，第一液体活塞腔（2）和第二液体活塞腔（3）分别经第三截止阀（12）和第四截止阀（13）与储气室（9）相连，位于第三截止阀（12）和第四截止阀（13）的入口端间的两管道间串接第五截止阀（14）和第六截止阀（15），第五截止阀（14）和第六截止阀（15）串接点与空气入口（16）连接。
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