[发明专利]能量转换系统及发电厂

说明书

技术领域

本发明涉及电力生产技术，具体涉及一种能量转换系统及发电厂。

背景技术

长期以来，为满足不断增加的电力负荷要求，电力建设部门不得不根据最大负荷要求建设各类发电设施。持续地大规模建设发电设施，为电力建设部门带来了极大的困难，而在用电低峰期间，这些发电设施所产生的电能远超实际需求，导致了巨大的浪费。

为了减少浪费，通常将多余的电能存储起来，常见的储能方式有蓄电池储能、抽水储能及电解水制氢三种；然而这三种储能方式均存在严重缺陷，具体如下：

1)蓄电池储能是通过蓄电池内部的化学反应将电能转化为化学能储存起来，然而，蓄电池的充放电次数有限、使用寿命较短，且使用和维护成本高。

2)抽水储能是通过水泵将较低位置的水抽至较高位置的蓄水池中，将电能转换为水的势能储存起来，这种储能方式需要在高度差较为明显的临水位置建设规模较大的蓄水池，且释放能量时，需要依赖水力发电设备才能将水的势能转化为电能；因此，抽水储能对场地和设备要求比较高，投资及建设周期长，受地理条件限制明显。

3)电解水制氢是通过电能将水分解成氢气和氧气，将电能转化成化学能存储在氢气中，释放能量时，氢气在火力发电设备中燃烧进而将化学能转化成电能；由于氢气是一种易燃易爆气体，氢气的储存条件比较苛刻，因此，储存设施的建设及维护成本较高。

综上，对于电力生产领域而言，如何保证电能的储存及释放过程高效、安全及低成本，仍然是一个比较棘手的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种能量转换系统，利用该能量转换系统可以高效、安全的存储及释放能量，并且建设及使用过程成本低廉。在此基础上，本发明提出一种具有该能量转换系统的发电厂。

作为第一方面，本发明提出一种能量转换系统，具体包括转换机构、储能单元、方向控制阀组及储液池，所述储能单元设置有容积腔，所述容积腔内装有气体；所述转换机构包括转轴、曲柄、连杆和伸缩油缸，所述曲柄与转轴固定连接；所述连杆的一端与曲柄铰接，其另一端与伸缩油缸的活塞杆铰接；所述伸缩油缸通过方向控制阀组分别与储液池、容积腔相连；在第一状态，所述方向控制阀组将伸缩油缸的无杆腔与储液池连通，同时将伸缩油缸的有杆腔与容积腔连通；在第二状态，所述方向控制阀组将伸缩油缸的有杆腔与储液池连通，同时将伸缩油缸的无杆腔与容积腔连通。

优选地，所述方向控制阀组包括两个第一通断阀及两个第二通断阀，所述有杆腔、无杆腔分别经过一个第一通断阀与储液池相连，并且所述有杆腔、无杆腔分别经过一个第二通断阀与储能单元的容积腔相连。

优选地，所述方向控制阀组还包括第一换向阀和压力油源，所述第一通断阀和第二通断阀均为插装阀；所述压力油源通过第一换向阀与第一通断阀、第二通断阀连接，用于向第一通断阀和第二通断阀提供液压油，所述第一换向阀用于控制第一通断阀和第二通断阀的通断。

优选地，所述方向控制阀组包括两个第二换向阀，所述有杆腔经过一个第二换向阀分别与储液池、容积腔相连，且所述无杆腔经过另一个第二换向阀分别与容积腔、储液池相连。

优选地，所述能量转换系统还包括电动机，所述电动机与转轴连接，所述电动机用于驱使曲柄转动，所述曲柄带动伸缩油缸往复运动。

优选地，所述能量转换系统还包括发电机，所述发电机与转轴连接，所述伸缩油缸用于驱使曲柄转动，所述曲柄带动发电机工作。

优选地，所述能量转换系统还包括双功能电机，所述双功能电机与转轴连接；在储能工况下，所述双功能电机作为电动机，用于驱使曲柄转动，所述曲柄带动伸缩油缸往复运动；在发电工况下，所述双功能电机作为发电机，所述伸缩油缸用于驱使曲柄转动，所述曲柄带动发电机工作。

作为第二方面，本发明提出一种发电厂，该发电厂具体包括发电设备及上述任意一项的能量转换系统。

优选地，所述发电设备为水力发电机或风力发电机。