CN109713802A - 磁场储能系统 - Google Patents

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CN109713802A CN201811547792.9A CN201811547792A CN109713802A CN 109713802 A CN109713802 A CN 109713802A CN 201811547792 A CN201811547792 A CN 201811547792A CN 109713802 A CN109713802 A CN 109713802A
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李子欣
王平
李耀华
胡钰杰
高范强
徐飞
赵聪
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Institute of Electrical Engineering of CAS
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Institute of Electrical Engineering of CAS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

Abstract

一种磁场储能系统，由液压装置、多个储能磁体和U型固定框组成。液压装置由储液罐、电机、液压室、液压活塞和液压连杆组成，多个储能磁体按照同一极性相对的规则排列在液压连杆上。当电网向储能装置传输能量时，电机工作在电动状态，通过液压室推动液压活塞和液压连杆从而压缩多个磁体之间的距离，将电能转化为储存在磁体磁场中的能量。当储能装置释放磁场能量时，多个磁体通过推动液压活塞和液压连杆从而推动液压室内的电机，使其工作在发电状态，将储存在磁体磁场中的能量转换为电能并向电网释放。

Description

磁场储能系统
技术领域
本发明涉及一种磁场储能系统，特别涉及一种可从电网吸收或释放能量的磁场储能系统。
背景技术
储能技术是智能电网、可再生能源接入、分布式发电、微网系统及电动汽车发展必不可少的支撑技术之一，不但可以有效地实现需求侧管理、消除峰谷差、平滑负荷，而且可以提高电力设备运行效率、降低供电成本，还可以作为促进可再生能源应用，提高电网运行稳定性和可靠性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段，此外储能技术还可以协助系统在灾变事故后重新启动与快速恢复，提高系统的自愈能力。
目前，大规模储能技术主要有抽水蓄能和压缩空气储能，抽水蓄能技术受到地形限制，需要的水量大，装置的成本高，功率密度低。而压缩空气储能的效率低，因为空气受到压缩时温度会升高，空气释放膨胀的过程中温度会降低。在压缩空气过程中一部分能量以热能的形式散失，在膨胀之前就必须要重新加热。
发明内容
本发明的目的在于克服现有抽水蓄能受到地形限制，功率密度低，压缩空气储能效率低的缺点，提出一种新的磁场储能系统。
本发明磁场储能系统由液压装置、多个磁体和U型固定框组成。液压装置和多个磁体置于U型固定框内，液压装置位于中央位置，多个磁体布置在液压装置的左右两侧，U型固定框包围在多个磁体的外周。
液压装置由储液罐、电机、液压室、左侧液压活塞、右侧液压活塞、左侧液压连杆、右侧液压连杆、左侧磁体滑杆和右侧磁体滑杆组成。电机的电源侧与三相电网相连，电机的轴与位于液压室和储液罐之间的控制阀门相连。储液罐通过控制阀门与液压室相连，液压室左侧与左侧液压活塞相接触，液压室右侧与右侧液压活塞相接触。左侧液压连杆的左端与左侧磁体相接触，左侧液压连杆的右端固定在左侧液压活塞上；右侧液压连杆的左端固定在右侧液压活塞上，右侧液压连杆的右端与右侧磁体相接触。左侧k个磁体按照同一极性相对的规则：两个磁体的N极相对或者S极相对，串联在左侧磁体滑杆上，左侧磁体滑杆的左端固定在U型固定框的左侧内壁上，左侧磁体滑杆的右端悬空。右侧k个磁体按照同一极性相对的规则排列在右侧磁体滑杆上，右侧磁体滑杆的右端固定在U型固定框的右端内壁上，右侧磁体滑杆的左端悬空。k为正整数。
当电网向储能装置传输能量时，电机工作在电动状态，将储液罐内的液体压入液压室，增大液压室压强，从而推动液压活塞和液压连杆，压缩多个磁体之间的距离，将电能转化为储存在液压室两侧的k个磁体磁场中的能量。
当储能装置释放磁场能量时，电机工作在发电状态，液压室两侧的k个磁体通过推动液压活塞和液压连杆，使液压室内的液体流向储液罐，并推动电机工作在发电状态，将储存在磁体磁场中的能量转换为电能并向电网释放。
附图说明
图1为本发明磁场储能系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。
如图1所示，本发明磁场储能系统由液压装置、多个磁体和U型固定框组成。液压装置和多个磁体置于U型固定框内，液压装置位于中央位置，多个磁体布置在液压装置的左右两侧，U型固定框包围在多个磁体的外周。
液压装置由储液罐、电机、液压室、左侧液压活塞、右侧液压活塞、左侧液压连杆、右侧液压连杆、左侧磁体滑杆和右侧磁体滑杆组成。电机的电源侧与三相电网相连，电机的轴与位于液压室和储液罐之间的控制阀门相连。储液罐通过控制阀门与液压室相连，液压室左侧与左侧液压活塞相接触，液压室右侧与右侧液压活塞相接触。左侧液压连杆的左端与左侧磁体相接触，左侧液压连杆的右端固定在左侧液压活塞上，右侧液压连杆的左端固定在右侧液压活塞上，右侧液压连杆的右端与右侧磁体相接触。左侧k个磁体按照同一极性相对的规则，即两个磁体的N极相对或者S极相对，串联在左侧磁体滑杆上，左侧磁体滑杆的左端固定在U型固定框左侧内壁上，左侧磁体滑杆的右端悬空。右侧k个磁体按照同一极性相对的规则排列在右侧磁体滑杆上，右侧磁体滑杆的右端固定在U型固定框右侧内壁上，右侧磁体滑杆的左端悬空。k为正整数。
当电网向磁场传输能量时，则电机工作在电动状态，将储液罐内的液体压入液压室，增大液压室压强，从而推动液压活塞和液压连杆，压缩多个磁体之间的距离，将电能转化为储存在液压室两侧的k个磁体磁场中的能量。
当储能装置释放磁场能量时，电机工作在发电状态，液压室两侧的k个磁体通过推动液压活塞和液压连杆，使液压室内的液体流向储液罐，并推动电机工作在发电状态，将储存在磁体磁场中的能量转换为电能并向电网释放。

Claims (4)

1.一种磁场储能系统，其特征在于：所述的磁场储能系统由液压装置、多个磁体和U型固定框组成；液压装置和多个磁体置于U型固定框内，液压装置位于中央位置，多个磁体布置在液压装置的左右两侧，U型固定框包围在多个磁体的外周。
2.如权利要求1所述的磁场储能系统，其特征在于：所述的液压装置由储液罐、电机、液压室、左侧液压活塞、右侧液压活塞、左侧液压连杆、右侧液压连杆、左侧磁体滑杆和右侧磁体滑杆组成；电机的电源侧与三相电网相连，电机的轴与位于液压室和储液罐之间的控制阀门相连；储液罐通过控制阀门与液压室相连，液压室左侧与左侧液压活塞相接触，液压室右侧与右侧液压活塞相接触；左侧液压连杆的左端与左侧磁体相接触，左侧液压连杆的右端固定在左侧液压活塞上，右侧液压连杆的左端固定在右侧液压活塞上，右侧液压连杆的右端与右侧磁体相接触；左侧k个磁体按照同一极性相对的规则，即两个磁体的N极相对或者S极相对，串联在左侧磁体滑杆上，U型固定框左端固定在U型固定框的左侧内壁上，U型固定框的右端悬空；右侧k个磁体按照同一极性相对的规则排列在右侧磁体滑杆上，右侧磁体滑杆的右端固定在U型固定框的右侧内壁上，左侧悬空；k为正整数。
3.如权利要求1所述的磁场储能系统，其特征在于：当电网向储能装置传输能量时，电机工作在电动状态，将储液罐内的液体压入液压室，增大液压室压强，从而推动液压活塞和液压连杆，压缩多个磁体之间的距离，将电能转化为储存在液压室两侧的k个磁体磁场中的能量。
4.如权利要求1所述的磁场储能系统，其特征在于：当储能装置释放磁场能量时，电机工作在发电状态，液压室两侧的k个磁体通过推动液压活塞和液压连杆，使液压室内的液体流向储液罐，并推动电机工作在发电状态，将储存在磁体磁场中的能量转换为电能并向电网释放。
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