CN109072887B - 脊线缆索驱动电能储存系统 - Google Patents

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Abstract

一种高效、公用规模的能量储存系统，所述能量储存系统采用往上坡运送的大型块体来储存能量并且通过下坡来释放能量。电动缆索绞盘或链条驱动器在两个不同高度的储存场之间往返移动块体，所述储存场由轨道支撑并由自动化控制系统操作的有轨车辆上的陡坡隔开。

Description

脊线缆索驱动电能储存系统
相关申请的交叉引用
本申请要求美国临时申请序列号62301466的优先权，该专利的申请日为2016年2月29日，其名称为“RIDGELINE CABLE DRIVE ELECTRIC ENERGY STORAGE SYSTEM[脊线缆索驱动电能储存系统]”，并与本申请具有同一受让人，且其披露内容通过援引并入本文。
背景技术
技术领域
本发明总体上涉及电力储存和发电。更具体地，本发明提供了一种用于重力势能储存的系统，其采用电驱动导轨编组在下部储存场和上部储存场之间运送可负载块体。通过采用输电网络电力来储存势能，以使用电机驱动的绞盘组将块体从下部储存设施传输到上部储存设施。在从上部储存场到下部储存场传输块体期间，通过绞盘组电机的发电机操作来回收势能并返回到输电网络。本发明允许电网负载转移以及包括调节、旋转、非旋转、替换储备、黑启动、VAR和对电网的重惯性的全范围辅助服务。
相关技术
电力网络越来越复杂，用电量与发电能力的匹配是维持运行稳定性的关键因素。随着替代能源诸如风力发电和太阳能发电(这些能源具有电力生产一致性的固有问题)的增加，这个问题变得越来越复杂。作为供电电网的一部分，公用规模能量储存的需求由日常负载转移和电力质量服务的要求驱动，包括频率调节、电压控制、旋转备用、非旋转备用和黑启动。目前估计美国的负荷转移要求接近85,000MW，电能质量接近7,137 MW，而负荷转移的全球要求接近450,000MW，电能质量接近37,828MW。
可以使用电池技术、电容器储存系统、动能储存系统诸如飞轮或潜在的能量储存系统来实现电能储存。用于锂离子电池、液流电池和可再充电钠硫电池(NaS)的电池技术正在改进，但通常仅在10兆瓦或更低的范围内提供估计的能力。类似地，合理规模的电容储存系统仅提供1至10 兆瓦的能力。由于物理尺寸和结构材料的限制，飞轮储存系统通常也限于小于10兆瓦。
传统的重力势能储存装置包括机械升降装置，该装置提高重量抵抗重力并泵送储水能，这种方法以抵抗重力泵送上坡的水的形式储存能量。机械升降装置的高度限制在几百英尺，因此需要大量的块体来储存大量的电能。这导致非常大的成本，令这些装置昂贵且不经济。在泵送储水能中，水从较低的高度贮存器泵送到较高的高度；然后，储存的水通过涡轮机释放，以根据需要将储存的能量转换成电能。能量损失通常大于储存量的20％，并且许可、建设和运营的困难使得泵送储水能难以实施。建设此类系统可能需要十多年的时间。
在2013年11月26日授权的美国专利8593012中已经披露了基于能量储存系统的导轨用于公用规模的能量储存，该专利提供了非常有效的电能储存。然而，此类系统设计用于在系统的每个端部都有较大的储存场的陡峭的传统导轨坡道上操作。在某些地理区域，可能无法获得那些陡峭的传统坡道特征。
因此，希望提供具有10至1,000兆瓦功率范围的潜在能量储存能力，这种储存能力具有高效率和减少的安装和资金投入要求，其在比传统导轨斜面更陡峭的有限水平储存空间的情况下可操作。
发明内容
本文披露的实施例提供了一种高效、公用规模的能量储存系统，所述系统包括对公用电网做出反应的电力控制器和至少一个具有从底部储存场延伸到顶部储存场的轨道的模块以及具有电动发电机的绞盘组，所述绞盘组在坡道的轨道上沿相反方向同时驱动第一编组和第二编组。所述第一编组和所述第二编组各自包括至少一个梭车，所述梭车具有升降机构，用以接合储存在底部储存场或顶部储存场中的块体。所述模块在充电模式下在所述功率控制器的控制下可运行，其中，所述绞盘组接收来自公用电网的电机用电力以驱动第一循环，其中所述第一编组在所述底部储存场中装载块体并上升到所述上部储存场并卸载所述块体，而所述第二编组空载着从所述上部储存场下降到所述下部储存场，随后逆转所述绞盘组以驱动第二循环，其中所述第一编组空载着从所述上部储存场下降到所述下部储存场，并且所述第二编组在所述底部储存场中装载块体并上升到所述上部储存场并卸载所述块体，从而储存在所述公用电网上可用的多余电能。所述模块在发电模式下在所述功率控制器的控制下可运行，其中所述绞盘组电机被逆转，以在第三循环内向所述公用电网产生电力，其中所述第一编组在所述上部储存场中装载块体并下降到所述下部储存场并卸载所述块体，而所述第二编组空载着从所述下部储存场上升到所述上部储存场，随后逆转所述绞盘组以在第四循环中发电，其中所述第一编组空载着从所述下部储存场上升到所述上部储存场，而所述第二编组在所述上部储存场中装载块体并下降到所述下部储存场并卸载所述块体，从而向所述公用电网提供电能。
附图说明
图1是脊线缆索驱动电能储存系统的实施例的透视图；
图2是图1中披露的第一示例性实施例的操作元件的详细透视图；
图3是具有旁路轨道的脊线缆索驱动电能储存系统的第二实施例的透视图；
图4A是具有与块体接合的示例性往复单元的透视图；
图4B是示例性往复单元的透视图，其示出了车轮转向架和块体支撑结构的实施例；
图4C是示例性块体的透视图；
图5A是用于脊线缆索驱动电能储存系统的轨道构造配置的一部分地面被切掉的透视图；
图5B是图5A的轨道构造配置的端视图；
图5C是替代性轨道构造配置的端视图；
图5D是轨道支撑系统的示例性构造，其具有用于轨道或轨道导轨的顶部锚定的混凝土块体；
图5E是用于与如图5D所示的轨道支撑系统结合使用的轨枕系统的示例性构造，其具有侧向定位支撑件但是有用于导轨热膨胀和收缩的纵向自由度；
图5F是图5E的轨枕系统的导轨接合部分的详细视图；
图5G是与图5E的轨枕系统一起使用的垂直调节楔的详细视图；
图5H是用于轨道支撑系统的示例性构造，其具有顶部块体和中间块体以限制轨道导轨纵向膨胀和收缩，同时避免下坡迁移；
图6AA至图6AW示出了在系统充电期间，梭车位置和用于使块体与下部储存场中的第一示例性块体接合机构接合以及上部储存场中的块体分离的配置的进展；
图6BA-6BQ示出了在系统充电期间，梭车位置和用于使上部储存场中的块体接合和使下部储存场中的块体脱离的配置的进展；
图7A至图7N示出了梭车位置和具有第二示例性块体接合机构的用于使块体接合和脱离的配置的进展；
图8是绞盘驱动元件的详细表示；
图9A至图9D是具有开关变频驱动器(VFD)的模块绞盘操作排序的示意图；
图9E是VFD控制模块绞盘的操作顺序的时序图；
图10A是具有小坡道的储存场的块体储存配置的表示；
图10B是具有模块轨道主线的共同坡道上的储存场的块体储存配置的表示；
图10C是一种方法的详细表示，该方法允许在陡峭坡道上直立块体，以防止块体沿小山向下滑动，并且最小化为了给块体基础留出空隙而必须升高块体的间隙高度；并且，
图11A至图11I 示出了在系统发电期间梭车位置具有第三示例性块体接合机构的用于使块体接合和脱离的配置的进展。
具体实施方式
脊线缆索驱动电能储存系统的示例性实施例由多个单独的模块组成。以这种方式，系统可以从10兆瓦到几百兆瓦功率有效地改变大小，并且可以有限地控制输出以执行辅助服务。参考附图，图1中示出了典型的系统布局。传输线10提供与公用电网的连接，以接收多余的电力作为系统储存的输入或者根据公用设施的需要从系统传输电力。变电站12将传输线10连接到电力控制系统14和绞盘组16，随后将对其进行更详细的描述。电力控制系统14响应于公用电网以储存多余的电力并且在采用本文所述的系统元件的要求下产生电力。许多索道缆车轨道组运载编组 20a、20b包括一个或多个梭车(随后更详细地描述)，这些梭车在下部储存场24和上部储存场26之间运载块体22。每个轨道组提供缆索驱动重力电力模块18a、18b。为图1中的示例性实施例提供了两个模块。编组20 连接到绞盘组16，该绞盘组利用缆索15同时驱动一个编组往上、一个编组往下。当电网过量时，为了储存电力(这里称为充电)，块体由下部储存场24的编组装载，并且电网的电力由控制系统14控制，以供绞盘组中的电机使用，以将编组移动到上部储存场，在储存场中卸载块体，从而将多余的电力储存为升高的块体的势能。成对的轨道组允许第一循环：负载编组往上移动以卸载，而空载编组往下移动以便加装负载；然后通过逆转绞盘组允许第二循环：其中新负载的编组往上移动而卸载后的编组往下移动。因此该过程是基本上连续的。多个轨道组的使用使得电力储存和发电能力增大，并且通过编组沿不同轨道组的轨道长度的操作定位的相对错开而提供了更大的充电或发电连续性。当需要发电时，该过程被逆转，绞盘组中的电机作为发电机运行，通过在从上部储存场回到下部储存场的块体运输期间再生制动编组的运动，将块体升高高度的势能转换回电力，其中所产生的电力由控制系统14发送到电网10。多个模块的使用增大了能量储存设施的发电能力，并且通过编组沿不同轨道组的轨道长度的操作定位的相对错开提供了更大的充电或发电连续性。通过使用多个模块添加轨道组限定了系统的电力输出，并且能量容量(例如，满功率输出的小时数) 随块体数量和轨道组的高度变化而变。另外，如后面将要描述的，可以通过未装载或卸载的轨道的跨线供电而在轨道之间采用电机驱动共享。如图 2所示，绞盘组16各自采用两个互连的绞盘滚筒28a和28b，这两个滚筒利用传动装置沿相对方向旋转，并且两根缆索从绞盘滚筒的底部离开，同时缠绕和展开。在下面讨论的替代性实施例中，缆索沿相对方向缠绕在滚筒上，并且滚筒沿相同方向转动。示出了连接到绞盘滚筒28a的示例性编组20a正在运载块体22，而连接到绞盘滚筒28b的编组20b被卸载并且正在途中。可以连接梭车以配置编组所需的最大负载，或者可以在各种系统实施例中单独使用。模块18的轨道32a上的编组20a的重量由在轨道32b 上运行的编组20b的重量抵消，从而提供高效率，因为来自卸载后的梭车的电力直接传输到负载的梭车，在用于在系统中充电和发电的操作中，块体22的重量基本上决定了轨道组的充电或发电。
]模块可以被配置为无开关，每个模块具有两条完整轨道从上部储存场向下部储存场延伸。或者如图3所示，可以在每个模块中采用单条轨道，沿着轨道具有切换的旁轨34，以允许使编组20a上升和使编组20b 下降通过。
如图4A至图4C所示，每个梭车30包括多个车轮转向架36，车轮转向架运载支撑框架38，块体22在该支撑框架上被运载。车轮转向架与轨道32接合。如图4B中最佳所示，支撑框架38包括升降平台40。在不同实施例中，用于升降平台40的系统可以是机械的、液压的或电动的。然而，如随后将描述的，用于接合和提升或存放块体的自动系统是理想的。如图4A和图4C所示的块体22具有外支柱部分42，这些支柱部分由回弯部分44以倒“U”形隔开，以骑跨轨道32的宽度。该形状提供了低极惯性，减小了在陡峭坡道向上运送中块体的旋转趋势或侧倾摇摆。侧倾摇摆的减小增强了车轮对轨道的有效负载。虽然示出了在上角处具有圆形边缘，但是这些角可以是方形的。支柱部分具有基本平坦的底部46，以在上部储存场和下部储存场骑跨者轨道搁置在地面上，从而允许块体独立站立。梭车的升降系统40接合回弯部分44以升高块体22，从而足以给支柱部分的平坦底部46留出足够的空隙，以便在轨道中改变坡道。这种配置允许梭车在储存场中经过块体下方、接合并升高块体，然后在没有外部起重机或升降机构的情况下在轨道上行进，以将块体放置在梭车上。
可以使用若干技术之一在坡道上提供用于模块的轨道。如图 5A和图5B所示，轨道32可以用混凝土块体50锚固在坡道的顶部，轨道对准桩52以等距间隔插入坡道上。轨枕或连接器54与轨道的导轨56a和 56b接合，以维持隔离，形成“梯子形轨道”。“梯子形轨道”支撑在坡道的石渣57或类似材料上。或者如图5C所示，轨枕58可以用分布式土壤锚70在坡道中直接锚固到坡道60的地面上。然后将导轨56a和56b固定到轨枕上。
为了适应导轨的热膨胀和收缩，可以采用如图5D所示的替代性配置。轨道的顶部连接由混凝土块体50完成，如图5A的配置中那样。然而，轨道32的导轨56a和56b支撑在轨枕72中，这些轨枕以传统方式支撑在坡道60上。如图5E和图5F所示，每个轨枕72具有纵向凸起74 以接纳每个导轨。该凸起的侧面76侧向约束轨道。然而，轨道可以在凸起内纵向地自由膨胀和收缩。轨道在凸起74中的垂直调节可以利用可滑动楔78完成，如图5G所示，该可滑动楔被接纳在图5F中所示的侧向凸起81中。楔78包括接纳在螺纹销85上的狭槽83，并且一旦通过接合在销上的螺母87(参见图5E)调节就可以将楔约束在适当位置。
或者轨道32的导轨通过放置在坡道60上间隔开的附加混凝土块体51来限制纵向膨胀和收缩，以防止由循环性膨胀和收缩引起的轨道下坡迁移，如图5H所示。
如前所述，在不停止梭车的情况下充电或发电的操作期间在上部储存场和下部储存场中将块体提升和存放在梭车上(单独或与编组连接在一起)是高度理想的。第一示例性升降系统在图6AA至图6BQ中示出。如图6AA所示，两个梭车30a和30b连接在如参照图1所述的模块 18a上活动的编组20a中，由相关联的绞盘16降低，以接近下部储存场24，下部储存场中储存有多个块体22a至22d。
每个梭车具有可旋转的升降框架100，该升降框架在销102a 和102b处枢转地附接到支撑框架38。对于这个示例性实施例，升降机构是流体力学的并且液压活塞/阻尼器104接合到可旋转框架100。如下所述，弹簧元件也可以与液压活塞/阻尼器结合使用，以在升降框架的运动期间进行能量回收。通过与梭车的转向架36中的车轮的齿轮连接机械驱动的液压泵106可以被连接，以驱动活塞/阻尼器104，如随后将描述的。通过梭车车轮使用机械齿轮传动允许完全独立地操作仅由梭车运动提供动力的升降机构。不需要与梭车单独的电气连接。一个或多个传感器108定位在梭车上以检测梭车相对于储存场中的端部块体(最初是22a)的相对位置。在附图中的传感器位置仅是代表性的。传感器通过触头或类似的机械元件与块体接触而被机械致动。在梭车上可使用电力的替代性实施例中，可以采用光学或电子传感器。
如图6AB所示，当梭车30a在端部块体22a下方行进时，传感器检测块体并通过液压活塞/阻尼器释放框架100旋转。如图6AC所示，框架100的臂110a、110b顺时针旋转，其平行运动受到中心杆111约束，从而使框架折叠，以允许在块体下方给接合短柱112a和112b留出间隙。如图6AD所示，具有梭车30a和30b的编组继续下降到块体下方。当第二梭车30b接近端部块体22a时，如图6AE所示，传感器检测块体并通过液压活塞/阻尼器释放框架100旋转。如在图6AE中所看到的，在梭车30b 上的框架100的臂110a、110b顺时针旋转，其平行运动受到中心杆111的约束，从而使框架折叠，以允许在块体下方给接合短柱112a和112b留出间隙，如在图6AF中所看到的。编组继续到逆转点，如图6AG所示，然后绞盘16逆转以拉动编组往上。如图6AH所示，当梭车30b接近与端部块体22a对准时，传感器检测该位置并接合液压活塞/阻尼器104，开始逆时针旋转框架，以将短柱112a和112b分别接合在块体22a的下表面的接纳凸起114a和114b中。梭车30b的持续往上运动采用由臂110a和100b 提供的机械优势，其中接合短柱112a和112b在凸起114a和114b中旋转，以通过使臂垂直锁定而升高块体22a，如图6AI中所看到的。如图6AJ所看到的，随着梭车30a接近块体22b(该块体现在是储存排中的端部块体)，编组继续往上，其中梭车30b运载块体22a。当梭车30a接近块体22b时，传感器检测该位置并使梭车30a上的液压活塞/阻尼器104接合，开始框架的旋转，以将短柱112a和112b分别接合在块体22a的下表面的接纳凸起 114a和114b中。梭车30b的持续往上运动采用由臂110a和110b提供的机械优势，其中接合短柱112a和112b在凸起114a和114b中旋转，通过使臂垂直锁定而升高块体22a，如图6AK中所看到的。编组继续往上，其中梭车30b运载块体22a，而梭车30a运载块体22b，如图6AL中所看到的。
当编组接近上部储存场26时，如图6AM所示，梭车30b在先前储存的块体22e和22f下方行进(或者如果块体尚未存在于上部储存场中，则适当地固定并呈拱形)。如图6AN所看到的，传感器检测块体22e 的相对位置并释放梭30b上的垂直锁定，从而允许框架随着由活塞/阻尼器 104阻尼的旋转而开始逆时针旋转。当块体22a接合块体22e时，框架完成旋转，如图6AO所示，使短柱112a和112b与凸起114a和114b脱离。可以采用块体联锁装置116将块体22a接合到块体22e以增强旋转稳定性。弹性缓冲器118可以采用在块体的垂直表面上，以便于接合并减少冲击。编组继续往上，梭车30b在储存的块体下面行进，如图6AP所示。
如图6AQ所示，梭车30a上的传感器检测先前由梭车30b存放的块体22a的相对位置，并释放梭车30a上的垂直锁定，从而允许框架随着由活塞/阻尼器104阻尼的旋转而开始逆时针旋转，如图6AR所示。当块体22b接合块体22a时，框架完成旋转，如图6AS所示。可以类似地采用块体联锁装置116将块体22b接合到块体22a以增强旋转稳定性。
然后用绞盘16逆转编组的方向，从而允许编组往下下降，如图6AT所示。当梭车30a清空最后储存的块体22b时，如图6AU所示，传感器检测该位置并接合活塞/阻尼器104，顺时针旋转框架，以使臂110a 和110b直立地接合垂直锁，如图6AV所示。类似地，当梭车30b从最后储存的块体22b下方出现时，传感器检测该位置并接合活塞/阻尼器104，顺时针旋转框架，以使臂110a和110b直立地接合垂直锁，如图6AW所示。然后编组往下行进，以重复从图6AA开始的步骤，只要系统正在充电即可。
当需要发电时，每个模块如图6BA至图6BQ所示运行(图6AA至图6AW的步骤的逆转以略微缩写重复)。如图6BA所示，两个梭车30a和30b连接在如参照图1所述的模块18a上活动的编组20a中，由相关联的绞盘16升高，以接近上部储存场26，上部储存场中储存有多个块体。如图6BB所示，当梭车30b在端部块体22b下方行进时，传感器检测块体并通过液压活塞/阻尼器释放框架100旋转。框架100的臂110a、110b 逆时针旋转，其平行运动受到中心杆111的约束，从而使框架折叠，以允许在块体下方给接合短柱112a和112b留出间隙。如图6BC所示，具有梭车30a和30b的编组继续上升到块体下方。当第二梭车30a接近端部块体 22b时，传感器检测块体并通过液压活塞/阻尼器释放框架100旋转。在梭车30a上的框架100的臂110a、110b顺时针旋转，其平行运动受到中心杆 111的平行运动约束，从而使框架折叠，以允许在块体下方给接合短柱112a 和112b留出间隙，如图6BD中所看到的。编组继续前进到逆转点，如所示，然后绞盘16逆转以允许编组往下下降。如图6BE所示，当梭车30a 接近与端部块体22b对准时，传感器检测该位置并接合液压活塞/阻尼器 104，开始顺时针旋转框架，以将短柱112a和112b分别接合在块体22b 的下表面的接纳凸起114a和114b中。梭车30a的持续往下运动采用由臂 110a和100b提供的机械优势，其中接合短柱112a和112b在凸起114a和 114b中旋转，以通过使臂垂直锁定而升高块体22b，如图6BF中所看到的。随着梭车30b接近块体22a(该块体现在是储存排中的端部块体)，编组继续往下，其中梭车30a运载块体22b，如图6BG中所看到的。当梭车30b 接近块体22a时，传感器检测该位置并使梭车30b上的液压活塞/阻尼器104 接合，开始顺时针旋转框架，以将短柱112a和112b分别接合在块体22a 的下表面的接纳凸起114a和114b中。梭车30b的持续往下运动采用由臂 110a和110b提供的机械优势，其中接合短柱112a和112b在凸起114a和 114b中旋转，以通过使臂垂直锁定而升高块体22a，如图6BH中所看到的。编组继续往下，其中梭车30b运载块体22a，而梭车30a运载块体22b，如图6BI中所看到的。
当编组接近下部储存场24时，如图6BJ所示，梭车30b在先前储存的块体22e和22f下方行进(或者如果块体尚未存在于下部储存场中，则适当固定端部拱形或机械止动)。如图6BK所示，传感器检测块体 22c的相对位置并释放梭30a上的垂直锁定，从而允许框架随着由活塞/阻尼器104阻尼的旋转而开始顺时针旋转。当块体22a接合块体22e时，框架完成旋转，如图6BL所示，使短柱112a和112b与凸起114a和114b脱离。弹性缓冲器118可以采用在块体的垂直表面上，以便于接合并减小冲击。编组继续往下，梭车30a在储存的块体下面行进，如图6BM所示。
如图6BM所示，梭车30a上的传感器检测先前由梭车30a存放的块体22b的相对位置，并释放梭车30b上的垂直锁定，从而允许框架随着由活塞/阻尼器104阻尼的旋转而开始逆时针旋转，如图6BN所示。当块体22b接合块体22a时，框架完成旋转，如图6BO所示。
然后用绞盘16逆转编组的方向，从而拖动编组往上上升，如图6BP所示。当梭车30b清空最后储存的块体22a时，如图6BP所示，传感器检测该位置并接合活塞/阻尼器104，逆时针旋转框架，以使臂110a 和110b直立地接合垂直锁，如图6AV所示。类似地，当梭车30a从最后储存的块体22a下方出现时，传感器检测该位置并接合活塞/阻尼器104，顺时针旋转框架，以使臂110a和110b直立地接合垂直锁，如图6BQ所示。然后编组往上行进，以重复从图6BA开始的步骤，只要系统正在发电即可。
升降系统的第二实施例也依赖于梭车的机械优势和运动，以在梭车运动时使块体升降，如图7A至图7N所示。虽然关于单个梭车描述了第二升降系统的操作，但是可以采用具有两个或多个梭车的编组，如关于第一实施例所描述的。具有结构框架38的梭车30支撑斜坡120，该斜坡具有在梭车上沿第一方向定向的顶点121。第一辊系统122可操作地承载在斜坡120的上表面上。第一三角形元件124在底表面上接合第一辊系统，其中顶点125与斜坡顶点相反地定向，第二辊系统126可操作地承载在三角形元件124的上表面上。第一和第二辊系统是可锁定的，并且可以采用气动、机械或液压系统来使用泵125提供的所需压力进行锁定，该泵可操作地用齿轮连接到梭车的转向架36上的车轮，如前面的实施例中那样，以避免任何与梭车单元电连接的要求。第二三角形元件128具有与第一三角形顶点相反地定向的顶点129，在底表面上接合第二辊系统126并且提供顶部接合表面130。可用于第一和第二辊的示例性辊系统是加利福尼亚州工业城市Darnell-Rose Caster公司的Superail系统。
在操作中，如图7A所示，在初始位置，第一三角形元件124 被锁定在与斜坡的顶点分开最大的位置处。第二三角形元件128承载在与第一三角形元件124的顶点125分开最小的位置，从而允许梭车30在储存场24中存在的块体22a至块体22c下方经过。随着关于图1所描述的关联的绞盘16沿轨道32拉动梭车30，梭车接近端部块体22a，如图7B中所看到的。在到达块体22a的中心点时，第二三角形元件128的顶部接合表面130接合块体22a的回弯部44的底表面132，如图7C所中所看到的。随着梭车继续往上，如图7D所中所看到的，与块体22a接合的第二三角形元件沿第二辊系统126被向上拉动，从而提升块体22a。在到达与第一三角形元件124的顶点125分开最大的位置后，第二三角形元件128于是被锁定在第二辊系统126上，如图7E中所看到的。然后，装载有块体22a 的梭车30被绞盘往上拉动，如图7F中所看到的，以接近上部储存场26，如图7G中所看到的。
在接近上部储存场26中的第一储存块体22d后，如图7H中所看到的，第一三角形元件124在第一辊系统122上解锁。在与第一储存块体22d接触后，如图7I中所看到的，第一三角形元件124开始在第一辊系统122上下降，从而降低块体22a，如图7J中所看到的。当第一三角形元件124到达斜坡元件120的顶点121时，它通过重力保持，或者可以锁定在适当的位置，并且梭车30可以自由地在储存块体22a和22d下方经过，如图7K所示。在通过绞盘16逆转方向后，梭车30离开储存的块体，如图7L所示，并且开始往下下降，如图7M所示。然后，在运输期间，第一三角形元件124被第一辊元件122液压地或气动地向上驱动到与斜坡元件120的顶点121分开最大的位置，如图7N所示。第二三角形元件128 被解锁并且允许沿第二辊系统124向下行进到第二三角形元件124的顶点 125，从而采取如图7A所示的初始位置。只要系统依旧充电，就重复该过程。为了发电，在顶部储存场开始逆转该过程。
如图8中所看到的，绞盘驱动组16包括两个滚筒28a、28b，这两个滚筒旋转以沿相反方向拉动它们各自的缆索，以相反地升高或降低模块的轨道对上的梭车/编组。关于图2描述的实施例和图8的实施例以替代性形式适应该要求。不同实施例可以通过内外大齿轮、通过在一个齿轮头中增加反向齿轮级在滚筒上相反缠绕缆索和使正齿轮相反旋转而采用逆转缆索方向。对于图8的实施例，电机/发电机80包括固定齿轮头82和可旋转的齿轮头84，该可旋转的齿轮头通过旋转齿轮头座86接合到电机上。两个齿轮头沿相同方向旋转。第一滚筒28a包括内齿轮88，该内齿轮与可旋转齿轮头84接合，而第二滚筒28b包括外齿轮90，并且该外齿轮与固定齿轮头82接合，从而提供必要的相反旋转。当在充电状态下装载块体并将其从下部储存场移动到上部储存场时，在下部储存场中待取回的下一个块体的位置相对于绞盘组朝向下部储存场的远端移动。因此，梭车需要从相关联的滚筒上获得更大的缆索长度以够到下一个可用的块体。类似地，在上部储存场中，当块体积聚时，通过相当的缆索长度，梭车不会被拉向上部储存场的近端那样远。当块体在发电状态下从上部储存场移动到下部储存场时，相对缆索长度减小。为了适应这种要求，差绕电机92 与可旋转的齿轮头84接合，以调节滚筒上的缆索长度。差绕电机92被接合以在充电期间在每个梭车或编组运输处放出缆索，并且在发电期间收入在每个梭车或编组运输处的缆索。这提高了用于块体装载和卸载的梭车放置的准确性。
如前所述，驱动绞盘电机可以通过不同模块之间的跨电网直接连线同步来完成。由于编组在负载之后加快了速度，所以绞盘电机的频率与电网的频率相匹配。然后，绞盘电机从被电机驱动器驱动切换到以固定速度直接由电网驱动。然后，绞盘电机驱动器可供用于另一个轨道模块，以便装载或卸载块体。以这种方式，可以减少绞盘电机驱动器的数量，可以提高系统的效率，并且模块的惯性直接与电网的频率关联，从而使其稳定。如图9A-D和图9E中所看到的，采用了一对用作电机驱动器的变频驱动器(VFD)910a、910b。在时刻＝0，如图9A所示，模块905的编组正接近上部储存场和下部储存场。如前所述，在VFD控制下需要绞盘915 来装载和卸载块体。为了实现这一点，VFD 910b在图9E中的点A处以满功率跨线卡住绞盘915。绞盘911-913全速跨线行进。VFD 910a正在使绞盘914加速。如图9E的线段B所示，VFD 910b使绞盘915减速。然后 VFD在C点逆转绞盘915的方向。然后VFD低速操作绞盘915，在线段 D装载和卸载块体。然后VFD将绞盘915加速到全速，线段E。然后绞盘 915从VFD绕过并且跨线运行，线段F，然后VFD 910a准备卡住绞盘914，线段H。如图9B所示，VFD 910a接合绞盘914以在VFD控制下运行，而绞盘911-912和绞盘915跨线运行，全速行进，并且VFD910b已经切换到绞盘913。需要两个VFD，以使得当一个轨道组加速到60Hz时，正接近场的下一个轨道组可以减速。以这种方式，来自VFD 910a和b这两者的电力之和始终等于1个轨道组。模块904和模块903重复图9C和图 9D所示的过程，因为每个模块中的编组接近上部储存场和下部储存场。模块902和模块901继续进行该过程，然后重复。
公用电网的调节可以通过缆索驱动电能储存系统在充电/发电期间或当电网不存在对系统的其他供应或需求时实现。在充电或发电期间，VFD增大或减小当前受控模块上的编组速度的操作可以用于调整以调高(Reg-UP)或调低(Reg-Down)。在系统没有进行充电或发电操作时进行调节可以通过以下方式实现：控制不进行充电或发电的停止位置来配置位于在中等高度处的负载编组或在坡道上交替编组位置以允许每隔一个模块提供即时Reg-Up或Reg-Down而没有块体装载所需的时间延迟。
下部储存场24和上部储存场26可以平坦安置在坡道上，如图10A所示，其中坡道可以从轨道主线部分33的陡峭坡道减小。在示例性实施例中，可以采用38％或更高的主线坡道，并且可以在储存场中采用 7％或更低的坡道。在必须将储存场安置在与主线轨道部分相同的坡道上的情况下，如图10B所示，储存场可以利用相应的混凝土块体陆基：下部储存场地24中的53和上部储存场地26中的55。如图10C详细所示，混凝土块体陆基53、55设置有阶梯状底部150，以增强对坡道的储存块体20 的支撑，而不会使混凝土块体下坡迁移。类似地，块体20在块体的外支柱部分上设置有阶梯状底部154，该阶梯状底部与混凝土块体陆基53、55 上的阶梯状上表面152配合，以便为块体提供直立储存。或者，阶梯上表面154可采用宽度等于块体上的外支柱部分的底部46的台阶，如先前关于图4C所述。
在图11A至图11I 中示出了第三替代性升降系统，其与图4B 中披露的梭车相当，并且也依赖于梭车的机械优势和运动，以在梭车运动时使块体升降。虽然关于单个梭车描述了第三升降系统的操作，但是可以采用具有两个或多个梭车的编组，如关于第一实施例所描述的。具有如先前实施例中的结构框架的梭车30支撑至少一个导轨145，所述导轨以与轨道32的角度互补的角度安装，从而提供基本上水平的延伸表面，其中梭车30安装在该轨道上。可以采用如图4B描绘的多个导轨145a、145b，以允许较长的升降平台40容纳在梭车的尺寸内。升降平台40由与导轨145 接合的车轮144支撑，从而允许升降平台水平往复运动。所示实施例的可锁定的驱动器141包括与转向架36上的一个(或一对)车轮接合的离合皮带轮，该可锁定的驱动器连接到升降平台40或车轮144，以使升降平台在导轨上移动。在替代实施例中，驱动器可以是液压驱动系统、电驱动系统或其他驱动系统。在上部储存场和下部储存场中，储存的块体22a、22b 等的位置是利用轨道标记140a、140b、140c指示的。轨道标记传感器142 与升降平台40相关联，以检测升降平台与同轨道标记相关联的块体的接近度。轨道标记传感器互连到可锁定的驱动器141，以在轨道标记传感器 142与轨道标记140a、140b、140c对准时接合驱动器。如图11A所示，随着升降平台40平移到由第一端部止动传感器146a指定的导轨145的第一端部处，升降平台相对于梭车30处于回缩位置，从而允许梭车在储存的块体下面在轨道上向上或向下移动。
如图11B中所看到的，为了在充电模式下操作系统，当梭车 30通过绞盘16上拉时，传感器42接合标记140a并且驱动器141轻轻地接合，从而从第一端部止动传感器147驱动升降平台40朝向相对的端部止动传感器146b。当梭车30继续上坡时，如图11C所示，驱动器141沿导轨145移动升降平台40，并且弹簧辊150接合块体22a的回弯部分44 的下表面132。如图11D所示，梭车30继续上坡。驱动器141可以以滑动模式放置，从而允许弹簧辊150滚压下表面132，直到升降平台40上的块体端部传感器147接合块体22a上的止动件148。传感器147的接合命令驱动器141达到满功率。如图11E中所看到的，当驱动器141现在沿导轨 145移动升降平台40时，梭车30继续上坡，使得弹簧辊150移位，该弹簧辊使回弯部分44的下表面132与升降平台40的上表面151接合。升降平台的上表面151相对于梭车垂直于轨道角度平移。块体22a直接垂直提升，其中协调升降平台40在导轨145上的水平运动(矢量-H)，以在梭车 30沿小山向上前进时使其的运动矢量M的水平分量H相反地匹配。当升降平台40接合相对的端部止动件146b时，驱动器141响应地停止并锁定。虽然在这个实施例中描述了多速/电力驱动器，但在某些条件下，可以采用恒速驱动器，该恒速驱动器通过传感器142接合，提供升降平台40在导轨145上与梭车30的运动矢量的水平分量相反的水平运动的匹配，并且通过端部止动件146b脱离和锁定。然后通过前述VFD使梭车30加速并继续上坡，其中块体22a接合在升降平台40上，如图11F中所看到的。
当传感器142接近指定在上部储存场中卸载块体22a的期望位置的轨道标记140e时，如图11G所示，梭车30继续上坡并且通过前述 VFD减速。当传感器142接合轨道标记140e并且驱动器141被接合时，梭车30停止。梭车30通过绞盘16下坡滚动，并且驱动器141使升降平台40从相对的端部止动传感器146b沿导轨145朝向端部止动传感器146a 移动。随着梭车沿着小山向下前进，块体22a直接垂直降低，其中升降平台40在导轨145上的运动被协调为与梭车30的运动矢量的水平分量匹配，降低了地面上的块体22a，直到到达端部止动传感器146a，从而脱离驱动器141，如图11H所表示。然后，梭车30可以在块体22a下方经过以开始下坡传输，如图11I所示，以取回下部储存场中的下一个块体。
系统在发电模式下的运行操作方式与所描述的逆式相同，在上部储存场中装载块体并在下部储存场中卸载它们。
本文披露的不同实施例提供了一种用于通过首先在充电模式下利用功率控制器控制模块来储存电能的方法，其中来自公用电网的电力被接收在绞盘组的电机中，该绞盘组在坡道的轨道上沿相反方向同时驱动第一编组和第二个编组。绞盘组驱动第一循环，该第一循环包括在底部储存场中对第一编组装载多个块体中的第一块体，从而使第一编组上升到上部储存场，卸载这多个块体中的第一块体，同时使第二编组从上部储存场下降到下部储存场。然后将绞盘组逆转以驱动第二循环，该第二循环包括使第一编组空载着从上部储存场下降到下部储存场，同时在底部储存场中对第二编组装载多个块体中的第二块体，从而使第二编组上升到上部储存场并卸载这多个块体中的第二块体，从而储存在公用电网上可用的多余电能。功率控制器也可以在发电模式下控制，其中绞盘组电机逆转以产生电力，其中从绞盘组电机产生的电力在第三循环中传输到公用电网，第三循环包括在上部储存场中对第一编组装载多个块体中的第二块体，从而使第一编组下降到下部储存场，卸载这多个块体中的第二块体，同时使第二编组空载着从下部储存场上升到上部储存场。然后将绞盘组逆转以在第四循环中发电，第四循环包括使第一编组空载着从下部储存场上升到上部储存场，并且在上部储存场中对第二编组装载多个块体中的第一块体，下降到下部储存场并卸载这多个块体中的第一块体，从而向公用电网提供电能。
虽然前面对本发明的书面描述使普通技术人员能够制作和使用目前被认为是其最佳模式的内容，但是普通技术人员将理解并认识到本文中的特定实施例、方法和实例的变化、组合和等效物的存在。因此，本发明不受上述实施例、方法和实例的限制，而是受所要求保护的本发明范围和精神内的所有实施例和方法的限制。

Claims (13)

1.一种能量储存系统，包括：
功率控制器(14)，所述功率控制器对通过传输线(10)附接的公用电网做出反应；
至少一个模块(18)，所述至少一个模块具有
轨道(32)，所述轨道从下部储存场(24)延伸到上部储存场(26)；
绞盘组(16)，所述绞盘组具有电动发电机(80)，所述电动发电机在轨道的坡道上沿相反方向同时驱动第一编组(20a)和第二编组(20b)；
所述第一编组和所述第二编组各自包括至少一个梭车(30)，所述至少一个梭车具有升降机构(40)，用以接合储存在所述下部储存场和所述上部储存场之一中的块体(22)，
所述至少一个模块在充电模式下在所述功率控制器的控制下可运行，其中，所述绞盘组在所述电动发电机中接收来自公用电网的电力以驱动第一循环，其中所述第一编组在所述下部储存场中装载块体并上升到所述上部储存场并卸载所述块体，而所述第二编组空载着从所述上部储存场下降到所述下部储存场，随后逆转所述绞盘组以驱动第二循环，其中所述第一编组空载着从所述上部储存场下降到所述下部储存场，并且所述第二编组在所述下部储存场中装载块体并上升到所述上部储存场并卸载所述块体，从而储存在所述公用电网上可用的多余电能，并且，
所述至少一个模块在发电模式下在所述功率控制器的控制下可运行，其中所述绞盘组的电动发电机被逆转，以在第三循环内向所述公用电网产生电力，其中所述第一编组在所述上部储存场中装载块体并下降到所述下部储存场并卸载所述块体，而所述第二编组空载着从所述下部储存场上升到所述上部储存场，随后逆转所述绞盘组以在第四循环中发电，其中所述第一编组空载着从所述下部储存场上升到所述上部储存场，而所述第二编组在所述上部储存场中装载块体并下降到所述下部储存场并卸载所述块体，从而向所述公用电网提供电能。
2.如权利要求1所述的能量储存系统，其中，所述至少一个模块包括多个模块。
3.如权利要求1所述的能量储存系统，其中，所述升降机构包括：
框架(100)，所述框架可枢转地安装到所述至少一个梭车上并且具有臂(110a，110b)，所述臂在所述第一循环中在所述绞盘组的运行期间从直立位置沿第一方向旋转，为所述框架留出空隙以便所述至少一个梭车在第一储存场中储存的块体下面经过，所述臂沿第二方向旋转以使所述框架与静止块体接合，并且在所述至少一个梭车的运动期间继续沿所述第二方向旋转以提升所述块体，所述臂锁定在所述直立位置，所述臂在解锁后沿所述第二方向进一步旋转，以在第二储存场中降低所述块体并且为所述框架留出空隙以便所述至少一个梭车在所述第二储存场中储存的块体下面经过，在将所述绞盘组逆转到所述第二循环并且将所述框架与所述储存的块体隔开空隙后，所述框架沿所述第一方向旋转以使所述框架竖起。
4.如权利要求1所述的能量储存系统，其中，所述升降机构包括：
斜坡(120)，所述斜坡具有在所述至少一个梭车上沿第一方向定向的顶点(121)；
第一辊系统(122)，所述第一辊系统可操作地承载在所述斜坡的上表面上；
第一三角形元件(124)，所述第一三角形元件在底表面上接合所述第一辊系统，所述第一三角形元件的顶点(125)与所述斜坡的顶点相反地定向；
第二辊系统(126)，所述第二辊系统可操作地承载在所述第一三角形元件的上表面上，所述第一辊系统和所述第二辊系统是可锁定的；
第二三角形元件(128)，所述第二三角形元件具有与所述第一三角形元件的顶点相反地定向的顶点(129)，所述第二三角形元件在底表面上接合所述第二辊系统并且具有适于与块体的回弯部(44)的底表面(132)接合的顶部接合表面(130)；其中，所述第一三角形元件在初始位置被锁定在与所述斜坡的顶点分开最大的位置，所述第二三角形元件被承载在与所述第一三角形元件的顶点分开最小的位置，从而允许所述至少一个梭车在第一储存场中存在的块体下方经过，并且在所述绞盘组的第一循环中，当到达端部块体的中心点后，所述顶部接合表面接合所述端部块体的回弯部的所述底表面，所述第二三角形元件沿所述第二辊系统向上拉动，从而提升所述端部块体，并且当到达与所述第一三角形元件的顶点分开最大的位置后，所述第二三角形元件锁定在所述第二辊系统上，并且当接近第二储存场中的第一储存的块体时，所述第一三角形元件在所述第一辊系统上解锁，由此，当与所述第一储存的块体接触后，所述第一三角形元件开始在所述第一辊系统上下降，从而降低所述端部块体，所述第一三角形元件到达所述斜坡的顶点，于是所述至少一个梭车在所述第二储存场中的储存的块体下方自由经过，并且当所述绞盘组逆转方向进入第二循环后，所述至少一个梭车离开所述储存的块体，并且所述第一三角形元件沿所述第一辊系统被向上驱动到与所述斜坡的顶点分开最大的位置，并且，所述第二三角形元件解锁并被允许沿所述第二辊系统向下行进到所述第二三角形元件的顶点，从而采取所述初始位置。
5.如权利要求1所述的能量储存系统，其中，所述升降机构包括：
至少一条导轨(145)，所述至少一条导轨以与轨道角度互补的角度被安装到所述至少一个梭车(30)的结构框架上，所述轨道角度对应于所述轨道的坡道，从而提供基本水平的延伸表面，其中，所述至少一个梭车安装在所述轨道中的一条轨道上；
车轮(144)，所述车轮与所述至少一条导轨接合并支撑升降平台，从而允许所述升降平台在由与所述至少一条导轨相关联的第一端部止动传感器(146a)指示的第一位置与由相对端部止动传感器(146b)指示的第二位置之间水平地往复运动，所述升降平台在所述第一位置处于缩回状态，所述升降平台在所述第二位置处于伸展状态；
可锁定的驱动器(141)，所述可锁定的驱动器与所述至少一个梭车上的转向架(36)的至少一个车轮接合；
多个轨道标记(140a，140b，140c)，所述轨道标记在所述上部储存场和所述下部储存场中被定位以标记储存的块体(22a，22b)的位置；
轨道标记传感器(142)，所述轨道标记传感器与所述升降平台相关联，以检测所述升降平台与同轨道标记相关联的块体的对准，所述轨道标记传感器互连到所述可锁定的驱动器并且可操作以在所述轨道标记传感器与所述多个轨道标记中的一个对准后接合所述可锁定的驱动器，所述可锁定的驱动器将所述升降平台在所述第一位置与所述第二位置之间平移，所述升降平台的上表面相对于所述至少一个梭车垂直于所述轨道角度平移并且接合所述块体的回弯部分的下表面(132)，由此随着所述至少一个梭车沿小山向上前进，所述块体被直接垂直提升，其中所述升降平台在所述至少一条导轨上的运动被协调为与所述至少一个梭车的运动矢量的水平分量匹配。
6.如权利要求5所述的能量储存系统，其中，所述可锁定的驱动器包括离合皮带轮。
7.如权利要求1所述的能量储存系统，其中，所述绞盘组包括两个滚筒，所述滚筒旋转沿相反方向拉动它们各自的缆索，从而相反地升高或降低所述至少一个模块的轨道对上的梭车/编组；
所述电动发电机具有
固定齿轮头(82)和可旋转的齿轮头(84)，所述可旋转的齿轮头通过旋转齿轮头座(86)与所述电动发电机接合，两个齿轮头都沿相同方向旋转；并且，
差绕电机(92)，所述差绕电机与所述可旋转的齿轮头接合，以调节所述滚筒上的缆索长度。
8.如权利要求2所述的能量储存系统，其中，每个绞盘组中的电动发电机可切换地附接在电机驱动器与所述公用电网之间，从而通过所述至少一个模块之间的跨电网直接连线同步而被驱动，由此随着编组通过所述电机驱动器而加速并且在装上负载之后，所述绞盘组的电动发电机的频率与所述公用电网的频率相匹配，然后所述绞盘组的电动发电机从由所述电机驱动器驱动切换到以固定速度直接由所述公用电网驱动，并且所述电机驱动器切换到下一个模块的绞盘组的电动发电机。
9.如权利要求1所述的能量储存系统，其中，所述至少一个模块包括变频驱动器(910a，910b)，并且在充电或发电期间，采用由所述变频驱动器增大或减小当前受控模块上的编组速度的操作来进行调高或调低。
10.如权利要求8所述的能量储存系统，其中，在所述能量储存系统没有进行充电或发电操作时进行调节是通过以下方式实现的：控制所述至少一个模块中的编组的不进行充电或不进行发电的停止位置来配置位于坡道上中等高度附近的负载编组以提供即时调高或调低而没有块体装载所需的时间延迟。
11.如权利要求10所述的能量储存系统，其中，所述至少一个模块包括多个模块，并且其中，编组位置在坡道上交替，以允许每隔一个模块提供即时调高或调低而没有块体装载所需的时间延迟。
12.一种自定位系统，用于在能量储存系统中进行块体拾起和存放，包括：
第一轨道(32a)和第二轨道(32b)，所述轨道从下部储存场(24)延伸到上部储存场(26)；
绞盘组(16)，所述绞盘组具有电动发电机(80)，所述电动发电机在坡道上同时地在所述第一轨道上驱动第一编组(20a)和在所述第二轨道上沿相反方向驱动第二编组(20b)，所述绞盘组包括
两个滚筒(28a，28b)，所述滚筒旋转沿相反方向拉动它们各自的缆索(15)，从而相反地升高或降低模块的轨道对上的梭车/编组；
所述电动发电机具有
固定齿轮头(82)和可旋转的齿轮头(84)，所述可旋转的齿轮头通过旋转齿轮头座(86)与所述电动发电机接合，两个齿轮头都沿相同方向旋转；并且，
差绕电机(92)，所述差绕电机与所述可旋转的齿轮头接合，以调节所述滚筒上的缆索长度；
所述第一编组和所述第二编组各自包括至少一个梭车(30)，所述至少一个梭车具有升降机构(40)，用以接合储存在所述下部储存场和所述上部储存场之一中的块体，
所述绞盘组在充电模式下在功率控制器的控制下可运行，其中，所述绞盘组在所述电动发电机中接收来自公用电网的电力以驱动第一循环，其中所述第一编组在所述下部储存场中装载块体并上升到所述上部储存场并卸载所述块体，而所述第二编组空载着从所述上部储存场下降到所述下部储存场，随后逆转所述绞盘组以驱动第二循环，其中所述第一编组空载着从所述上部储存场下降到所述下部储存场，并且所述第二编组在所述下部储存场中装载块体并上升到所述上部储存场并卸载所述块体，从而储存在所述公用电网上可用的多余电能，所述差绕电机被接合以在充电期间在每个编组运输处放出缆索并且，
所述绞盘组在发电模式下在所述功率控制器的控制下可运行，其中所述绞盘组电机被逆转，以在第三循环内向所述公用电网产生电力，其中所述第一编组在所述上部储存场中装载块体并下降到所述下部储存场并卸载所述块体，而所述第二编组空载着从所述下部储存场上升到所述上部储存场，随后逆转所述绞盘组以在第四循环中发电，其中所述第一编组空载着从所述下部储存场上升到所述上部储存场，而所述第二编组在所述上部储存场中装载块体并下降到所述下部储存场并卸载所述块体，从而向所述公用电网提供电能，接合的所述差绕电机在发电期间收入在每个编组运输处的缆索。
13.一种用于储存电能的方法，包括：
在充电模式下利用功率控制器控制模块；
在绞盘组的电机中接收来自公用电网的电力，所述绞盘组在坡道的轨道上沿相反方向同时驱动第一编组和第二编组；
在第一循环中驱动所述绞盘组，所述第一循环包括
在下部储存场中对所述第一编组装载多个块体中的第一块体，使所述第一编组上升到上部储存场，
卸载所述多个块体中的所述第一块体，并且
同时使所述第二编组从所述上部储存场下降到所述下部储存场；
逆转所述绞盘组以驱动第二循环，所述第二循环包括
使所述第一编组空载着从所述上部储存场下降到所述下部储存场并且
同时在所述下部储存场中对所述第二编组装载所述多个块体中的第二块体并且
使所述第二编组上升到所述上部储存场并且，
卸载所述多个块体中的所述第二块体，从而储存在所述公用电网上可用的多余电能；
在发电模式下控制所述功率控制器，其中逆转所述绞盘组的电机以产生电力；
在第三循环中将产生的电力从所述绞盘组的电机传输到所述公用电网，所述第三循环包括
在所述上部储存场中对所述第一编组装载所述多个块体中的所述第二块体；
使所述第一编组下降到所述下部储存场，
卸载所述多个块体中的所述第二块体并且
同时使所述第二编组空载着从所述下部储存场上升到所述上部储存场；逆转所述绞盘组以在第四循环中发电，所述第四循环包括
使所述第一编组空载着从所述下部储存场上升到所述上部储存场并且
在所述上部储存场中对所述第二编组装载所述多个块体中的所述第一块体并下降到所述下部储存场并且
卸载所述多个块体中的所述第一块体，从而向所述公用电网提供电能。
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