[发明专利]一种可升降的气压储能型风力发电机组及其发电方法

权利要求书

1.一种可升降的气压储能型风力发电机组，其特征在于，包括可升降的风力发电机和气压储能发电系统；

所述可升降的风力发电机包括：风力机基础座、支撑柱、导向导轨、上轴承、下轴承、上固定座、下固定座、上吊架、下支撑架、旋转套筒、升降套筒、第一小齿轮、第二小齿轮、第一空气压缩机、第二空气压缩机、齿环、钢丝绳、前吊环、后吊环、前滑轮、后滑轮、提升机、齿环支架、齿环轴承；气压储能发电系统包括：第一单向阀、第二单向阀、冷却器、空气过滤器、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、稳压罐、第一压力表、第二压力表、储气罐、风速测量计、第一压力传感器、第二压力传感器、电磁换向阀、气动马达、发电机以及控制器；

所述可升降的风力发电机是风力机的三个桨叶依次通过齿环上的三个铰接点安装在齿环上，齿环安装在旋转套筒上的三个齿环支架上的三个齿环轴承中，同时在旋转套筒上下各安装有上固定座、下固定座，上固定座又安装着上吊架、第一空气压缩机，下固定座安装着下支撑架、第二空气压缩机，其中上吊架安装有第一小齿轮，下支撑架安装有第二小齿轮，且第一、第二小齿轮都与齿环啮合，并通过联轴器分别与第一空气压缩机、第二空气压缩机连接；旋转套筒经升降套筒外的上轴承、下轴承安装在升降套筒上，升降套筒通过固定在支撑柱上的导向导轨安装在支撑柱上；钢丝绳经安装在升降套筒上的前、后吊环和安装在支撑柱顶端的前、后滑轮与安装在风力机底座内部的提升机连接。

2.根据权利要求1所述的一种可升降的气压储能型风力发电机组，其特征在于，气压储能发电系统是第一、第二空气压缩机产生的高压气体分别经第一单向阀、第二单向阀后串联，并传送到地面，再经冷却器、空气过滤器、第一截止阀进入到稳压罐中，稳压罐出口高压气体依次通过第一压力表、第一压力传感器、第二截止阀，然后分成两条支路，一路直接经第三截止阀与气动马达连接，气动马达经联轴器与发电机连接；一路经电磁换向阀、第二压力传感器、第二压力表、储气罐依次连接；所述的第一压力传感器、第二压力传感器、电磁换向阀、第三截止阀和安装在发电机端部的风速测量计分别通过信号线与控制器连接。

3.一种可升降的气压储能型风力发电机组的发电方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

A.风力机桨叶在风能作用下，带动齿环旋转运动同时带动与齿环相啮合的两个小齿轮转动，两个小齿轮分别通过联轴器带动第一、第二压缩机产生高压气体，从而实现风能转换为气压能量的过程；

B.高压气体经第一单向阀、第二单向阀后串联连接，并通过安装在地面上冷却器、空气过滤器、第一截止阀进入到稳压罐中；稳压罐气体依次通过第一压力表、第一压力传感器、第二截止阀后，分为两条支路，一路直接经第三截止阀进入气动马达，并带动发电机直接发电，从而实现将气压能转变为电能；一路经电磁换向阀、第二压力传感器、第二压力表存储到储气罐中；

C.当风速测量计显示低于3m/s、第二压力表显示气体压力高于第一压力表值时，控制器控制电磁换向阀接通，储气罐释能并与稳压罐出口气体一起供给气动马达，气动马达带动发电机发电；当风速测量计显示低于3m/s、第二压力表压力气体又等于第一压力表值时，控制器控制电磁换向阀断开，同时关闭第二截止阀，气动马达不工作；

D.当风速测量计显示3-10m/s时，控制器控制电磁换向阀断开，稳压罐内的气体直接供给气动马达带动发电机发电；当风速测量计显示10-24m/s时，控制器控制电磁换向阀接通，稳压罐出口的高压气体一部分进入储气罐内储能，一部分带动气动马达进行发电；

E.当风力机桨叶、空气压缩机、齿轮需要检修时，升降套筒和旋转套筒在提升机的作用下，沿支撑柱的导轨向下移动，旋转套筒可根据风向沿升降套筒调整风力机的方向，风力机桨叶可沿齿环上的铰接点转动，获取最大风能；在稳压罐需要检修时，关闭第一截止阀；在储气罐检修时关闭第二截止阀。