[发明专利]一种利用索道运输储能的风电功率调节装置

说明书

技术领域

本发明属于发电/送电领域，具体涉及一种利用索道运输储能的风电功率调节装置。

背景技术

近年来，随着能源和环境的压力增大，风力发电作为最成熟的可再生能源发电技术得到迅猛发展。风能的输出功率天然具有波动性。根据风电功率波动的特点，功率波动可见分为2类：1)瞬态波动功率P_peak，由风速瞬间大幅度增大或减少引起。该波动幅值大，但持续时间较小。2）稳态波动功率P_steady。该功率波动的幅度小，但所占比重很大，持续时间长，能量波动很大。

风电的功率波动会造成以下两个问题：第一，能量利用效率低，稳态功率在夜间较大，但用电量很小；第二，瞬态功率波动还造成了低电压穿越等问题。当电网电压过低时，电网无法吸纳风力机发出的功率，为避免风机转子过速或变流器过压、过流，风机被迫退出工作，使电网的电压再次下降。以上两种缺陷严重限制了风电的大规模并网应用为了减小风力发电功率波动对电网稳定性的影响，电网公司对并网运行风电场的最大功率波动进行了规定，且要求风电机组采用电压控制方式。

目前，调节风力发电有功功率波动多采用降额发电的方法，但这种方法直接影响了风能的利用效率，且调节能力有限；而风电的无功功率波动通常采用STATCOM等FACTS装置进行调节，但无功补偿装置无法抑制有功功率波动。因此，需要开发带有储能设备的功率调节装置，该装置可以根据调度指令快速调节风电场的有功功率和无功功率，以保证风电厂的供电质量，提高风能利用效率，特别是低电压穿越能力。

目前常用的储能方式有：蓄电池，飞轮储能，空气压缩能和抽水蓄能等。前三种方法由于存在成本过高，寿命太短，对瞬态功率波动调节效果很差的问题，短期内无法得到大规模应用。抽水蓄能法的应用比较成熟，我国已建成多个抽水蓄能电站。但该储能方法需要有落差的水源，并具备修建水库的地质条件。然而，风电厂多位于干旱的山区或半山区，无法建造抽水蓄能电站。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种利用索道运输的储能方法来调节风电功率波动的装置。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种利用索道运输储能的风电功率调节装置，其特征在于，该装置包括：

重物输送单元；

高海拔重物处理装置和低海拔重物处理装置，分别位于重物输送单元两端；

连接于所述重物输送单元的驱动装置，用于驱动重物输送单元的运作；

连接于所述重物输送单元的发电装置，用于将释放的能量转为电能；以及

连接于所述重物输送单元的低电压穿越控制单元，用于调节所述风电功率。

优选地，所述重物输送单元用于传输重物，包括：缆车，承托及牵引缆车的索道，承载索道的承载塔和转动轮；所述索道包括上行索道和下行索道；所述缆车通过卡件固接于所述索道；所述承载塔为塔架结构，包括钢管、支架、滑轮、卡件，所述滑轮承载所述索道且不阻止索道的定向移动；所述转动轮设有沟槽，所述索道工作时位于沟槽内。

优选地，所述高海拔重物处理装置和低海拔重物处理装置均包括重物堆放场和重物自动装卸装置，该装卸装置用于装载和卸载所述重物。

优选地，所述驱动装置为电动机，该电动机与所述重物输送单元的转动轮连接；所述发电装置包括发电机和变压器；所述重物输送单元的转动轮与该发电机连接并带动发电机运作。

优选地，所述低电压穿越控制单元包括变速器、控制电路和输电线路；所述控制电路和输电线路位于风电场端，用于控制其输出功率；所述变速器连接于所述重物输送单元的转动轮。

优选地，该功率调节装置包括电源输入装置和电源输出装置，所述输入装置包括输电线路、输电塔架和变压器；所述输出装置包括输电线路和输电塔架。

优选地，所述高海拔重物处理装置和低海拔重物处理装置设于不同海拔高度的场地；输送索道连接两场地的中间部分呈倾斜状，位于两场地之上的部分为水平状，并通过承载塔上的滑轮变换角度。

优选地，所述下行索道的承载力大于所述上行索道；所述缆车的重心和固接承载索的卡件位于同一铅垂线上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）能量转换效率高

本装置将电能转换为机械能，再有机械能转换为电能。在能量储存期间，重物静止于原地，没有额外能量损耗。

（2）充/放电速度控制灵活