CN202417840U - 用于电网的能量储备输送调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电网的能量储备输送调节系统，其包括主轴，主轴上联接有至少一个蓄能装置，主轴联接发电机；上述蓄能装置包括电动机和卷扬提升机，提升机分别与电动机和主轴传动联接。本实用新型通过电能——机械能——重力势能——机械能——电能的转换能够实现将太阳能、风能、潮汐能不受天气黑白阴晴变化、有风无风、有无潮起潮落等因素制约，通过智能化控制存储，能够高效无污染的实现任何时候的随意性控制输送，解决了困扰太阳能、风能、潮汐能多年的制约难题，为大幅度推广利用绿色能源开拓了最佳路线途经，同时，也解决了现在国家大型电网用电高峰与低谷的全自动智能调配，该技术的应用与推广，将对我国能源发展与建设，对推广绿色能源等将起到巨大的经济效益和社会效益。

Description

用于电网的能量储备输送调节系统

技术领域

本技术归属于输配电储能利用领域,具体地说是一种理想的能量存储、释放、调节系统，该系统是太阳能行业、风电行业、潮汐发电行业目前急需的效率高，运行可靠，无污染的绿色能源储备、转化、控制的理想途径，是目前国内酝酿微电网前缘技术具体实施的较好方式，也是国家高压电网、低压电网调节用电高峰与低谷的理想实用系统。 

背景技术

目前的太阳能存储方法基本上是靠蓄电池充放电方案，该方案是一种电能—化学能—电能转换存储模式。这种模式的优点是存储、释放方便快捷，适合于小系统如太阳能路灯、家庭户用系统等应用点。缺点是价格昂贵，使用寿命短，一般不超过三年。此外，由于蓄电池中有大量的金属铅和酸液，因此，该产品在制作、生产、使用中会对环境造成严重的污染，这与太阳能行业、风电行业、潮汐能行业绿色环保的本愿相违背。另外，目前太阳能行业还有一种电解水制氢的蓄能、储能转换方式，由于这种电解水用电极极易受水中的杂质侵蚀，这种特殊工况要求电解的水必须是蒸馏水，而蒸馏水的获得又损耗大量的能源，所以，尽管电解水制氢同样绿色环保，但受能源消耗巨大这一因素的制约至今无法大面积推广。从不能连续应用的角度上讲，太阳能、风能、潮汐能等等均属于垃圾能源，无法实现永久、持续的并网发电。再者，在国家大型电网调节高峰与低谷方面，目前采用的是抽水蓄能法儿，这是一种电能—势能—电能转换模式，这种方法效率极低，也极易受干旱天气影响，因为天气干旱时会出现与农民争抢水源的现象，或者因长期干旱自身水源枯竭，进而会令整套系统瘫痪，综合多方面考虑，这种抽水蓄能的方式并不值得提倡。 

发明内容

鉴于上述几种蓄能转换方式以及能源利用中存在的不足，本实用新型提供一种方法简单、运行可靠、转化效率高、使用寿命长久、绿色环保、易于控制、易于实现的重力势能、机械能、电能转换存储释放系统。 

其技术解决方案如下：用于电网的能量储备输送调节系统，其包括主轴，主轴上联接有至少一个蓄能装置，主轴联接发电机；上述蓄能装置包括电动机和卷扬提升机，提升机分别与电动机和主轴传动联接。 

上述主轴与发电机间通过增速机传动联接。 

上述电动机与卷扬提升机间通过蜗轮蜗杆传动联接。 

上述卷扬提升机与蜗轮蜗杆间通过失电离合器传动联接。 

上述提升机间通过链轮链条机构传动联接，主轴上的链轮与主轴间通过超越离合器联接。 

本实用新型还配有智能控制柜，各部件均与智能控制柜电联接。 

目前太阳能不能在阴雨天、夜间供电，在天气阴晴不定的情形下能量不稳定，风能在无风、潮汐能在无潮起潮落的条件下，不能持续供出能量，同时也是为了解决现在国家大型电网用电高峰与低谷的不能高效、科学、智能调配，切实解决我国在能源方面的现实应用难题。 

本技术的能量转换为电能——机械能——重力势能——机械能——电能模式，具体实施方法是先将电能通过电机旋转带动卷扬机提升重物，这是在用电低谷电网电量富裕时或太阳能、风能、潮汐能发电供大于用时，我们将富裕的电能通过电机旋转带动卷扬机将重物提升至相当的高度，当电网电力不足或在太阳能发电站处在阴雨天或夜间、风能在无风状态、潮汐能在无潮起潮落时，我们又通过把卷扬机提升的重物释放下行进而带动发电机发电，以此供应电网。 

不难想象，转化重力势能的重物提的再高也会有限，这种有限的高度不可能保证让发电机永远转动下去，为了实现这种永远的转动，必须有很多个能够提供这种重力势能的重物以及与之相匹配的提升控制系统。通过多个提升控制系统间的天衣无缝的运动配合，整套系统就像接力赛一样连续不断的运转，进而实现了发电机连续不断的向电网供电。 

这种能量转化系统有以下几个部件构成：一个公转主轴、多个含超越离合器的链轮、多根链条、多个提升机以及与其连接的重物、多个失电电磁离合器、一套智能控制柜、多个与电动机直连的蜗轮蜗杆、一个增速机、一个大型发电机。其中，公转主轴负责收集各个提升机释放重物下滑时的转动机械能，多个含超越离合器的链轮负责接受通过链条传递过来的从提升机释放过来的转动能量，超越离合器的作用是当公转主轴转动或提升机提升重物时，不会出现裙带联动的现象，增速机的作用是把公转主轴的转速加大后传递给大型发电机，发电机发出电能送入电网，提升机是存储释放能量基本单元，当电网或太阳能发电、风力发电、潮汐能发电用小于供时，智能控制柜会指令系统将多余的电能通过一台或同时几台提升机将重物提升至预订高度，到达预定高度后，依靠与电动机直连的蜗轮蜗杆的自锁功能将重物悬挂在空中，一个或同时几个提升机完成蓄能动作后，智能控制柜会发出让另一套或同时几套提升机亦步亦趋的执行蓄能动作，这样依序把所有或相当数量的提升机根据当时电网或太阳能发电、风能发电、潮汐能发电的供大于用部分全部通过这种方式储存起来。当电网出现用大于供的情形时，智能控制柜会指令一个或同时几个夹在提升机与电动机直连的蜗轮蜗杆中间的电磁失电离合器得电，通过这种失电离合器突然撒手，提升机就像和与电机直连的蜗轮蜗杆突然断开一样，提升机在重物重力作用下旋转，通过提升机自身上所带的链轮带动链条驱动公转主轴上的链轮旋转，结果旋转的能量通过增速机增速后带动发电机发电，随着智能控制柜的各项指令发出，各个提升机会按智能控制柜的指令依次释放重物下滑，释放其存储的能量，当一个或同时几个提升机能量释放完成后，智能控制柜会依序发出随后跟进的提升机动作，这样陆续实现连续放电功能。智能控制柜的作用就是根据当时电网的发电、用电具体情况，相应发出蓄能或放能的指令，使得多个提升机按电网富裕电量的盈亏依次动作。这样整个电网会在智能控制柜控制的智能控制下，能量总功率波动在一个规定的范围内。 

该系统安全、环保、高效、易控、易于生产、自动化程度高、占用日常维护人员少，可以实现全自动无人值守，并且极易实现网络监控遥控，是非常理想的应用技术，值得大规模推广应用。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。 

具体实施方式

如图1是本专利技术的系统总成图，其中，1为公转主轴，其作用是传递转动机械能，2为含超越离合器的链轮（多个），其作用是接受传递转动机械能，并切断裙带联动现象，3为链条（多个），其作用是传输转动机械能， 4为提升机（多个，并通过钢丝绳连接着重物）， 其作用是存储、释放能量单元，5为失电电磁离合器（多个），其作用是在接受指令下释放能量，6为智能控制柜，其作用是整套系统的大脑，对系统的所有动作全权掌控， 7为与电动机直连的蜗轮蜗杆（多个），其作用是减速、传递能量、自锁，8为增速机，其作用是将转速增大至发电机接受数值，9为大型发电机，其作用是负责将转动机械能转化成电能送入电网。当电网的能量供大于用或者太阳能、风能、潮汐能发电需要储存时，智能控制柜6会根据当时电网富裕能量的多少控制一台或多台与电动机直连的蜗轮蜗杆7旋转，结果带动提升机4转动，进而带动重物升高，直至将重物升高至规定限位位置。当一个或同时几个提升机4的重物上升至限位高度时，提升机4依靠其自身带的上限位的作用停止电机运转，借助于与电动机直连的蜗轮蜗杆7的自锁功能将重物锁定在规定高度，而后智能控制柜6会控制第二台或者多台与电动机直连的蜗轮蜗杆7旋转，同样直至将第二台或多台提升机4的重物升高至限位高度位置，然后，智能控制柜6再控制第三台或多台与电动机直连的蜗轮蜗杆7旋转，同样直至将第三台或多台提升机4的重物升高至限位高度位置，这样依此类推，直至将最后一台或多台提升机4的重物升高至限位高度位置。需要说明的一点是：由于图幅尺寸受限，附图中只标示了四台电动机和提升机，实际应用中不止四台，对大型储能转换系统可能有几十台甚至上百台、上千台甚至上万台。当电网的能量用大于供或者太阳能、风能、潮汐能发电不足时，智能控制柜6会根据当时电网亏欠能量的多少控制一台或多台失电离合器5得电，失电离合器5得电后会出现悬崖突然撒手的功能，这样，等于直接切断了与电动机直连的蜗轮蜗杆7的自锁，于是升高的重物受重力作用而下落，结果带动提升机4转动，进而通过提升机4自带的链轮和链条3带动含超越离合器的链轮2转动，进而带动公转主轴1旋转，当重物下降至提升机4自身带的下限位规定位置时，由于下限位的作用，失电离合器5突然失电，失电离合器5失电后，会立即将提升机4与与电动机直连的蜗轮蜗杆7连接，由于蜗轮蜗杆的自锁功能，使得提升机4停止转动。当一个或同时几个提升机的重物下降至下限位高度时，智能控制柜6会控制第二台或者多台失电离合器5突然失电，同样直至将第二台或第二组提升机4的重物下降至下限位高度位置，然后，智能控制柜6再控制第三台或多台失电离合器5突然失电，同样直至将第三台或多台提升机4的重物下降至下限位高度位置，这样依此类推，直至将所控制的提升机的势能全部释放出来转化成电能送入电网。智能控制柜控制与电动机直连的蜗轮蜗杆7、失电离合器5的台数，受电网要求的供电或储电负荷的约束。 

为了使提升机能够存储的能量稍大一些，我们可以提高提升机重物的高度或增大提升机、与电动机直连的蜗轮蜗杆、链条、含超越离合器的链轮等来实现，提升机提升重物的高度根据现场的具体情况具体设计，同样，提升机、发电机、链轮、电动机直连的蜗轮蜗杆的功率大小也要根据电网具体负荷大小相应设计，智能控制柜控制必须安全可靠，提升机重物下面为极度危险区域，应该严禁人员进入。 

本系统既可以应用于大型电网的高峰低谷电力智能调节，又可以应用于微电网、小型、中型电网的电力智能调节，还可以直接淘汰掉现行太阳能的逆变器以及风能的变流器而直接介入电网输配电调节，是目前国内乃至世界最理想的能量储备输送调节系统。 

在此需要指出的是，以上仅是对本实用新型的解释性说明，不应认为是对本专利保护范围的限制，在本实用新型基础上所作的显而易见的改进均应属于本实用新型的保护范围。 

Claims (6)

1.用于电网的能量储备输送调节系统，其特征在于：其包括主轴，主轴上联接有至少一个蓄能装置，主轴联接发电机；上述蓄能装置包括电动机和卷扬提升机，提升机分别与电动机和主轴传动联接。

2.根据权利要求1所述的用于电网的能量储备输送调节系统，其特征在于：上述主轴与发电机间通过增速机传动联接。

3.根据权利要求1所述的用于电网的能量储备输送调节系统，其特征在于：上述电动机与卷扬提升机间通过蜗轮蜗杆传动联接。

4.根据权利要求1所述的用于电网的能量储备输送调节系统，其特征在于：上述提升机间通过链轮链条机构传动联接，主轴上的链轮与主轴间通过超越离合器联接。

5.根据权利要求1所述的用于电网的能量储备输送调节系统，其特征在于：上述提升机与蜗轮蜗杆通过失电离合器联接。

6.根据权利要求1、2、3、4中任一项所述的用于电网的能量储备输送调节系统，其特征在于：本实用新型还配有智能控制柜，各部件均与智能控制柜电联接。

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