[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

说明书

本发明提供一种可升降的气压储能型风力发电机组及其发电方法，其技术方案主要包括：可升降的风力发电机和气压储能发电系统。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链点安装在齿环上，齿环安装在旋转升降套筒上的三个齿环支架上的三个齿环轴承中，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；本发明的风力发电机组不仅能实现整体风力机的升降，使维修更为方便，而且提供了多台空气压缩机与气压储能相结合的新型风力发电方式，同时提供了该发电机组的发电方法。

技术领域

本发明属于风力发电及储能技术领域，尤其涉及一种可升降的气压储能型风力发电机组及其发电方法。

背景技术

作为可再生、绿色清洁的风力发电，越来越受到世界各国的普遍重视和发展。风力发电的方式以及风力发电技术也呈现出多样性，尤其近年来，随着海上风力发电大规模的开发利用、单机装机容量不断增大，但随之而来的风力发电机组机舱重量、维修成本、发电机组可靠性等问题，也越来越制约着机组的大型化发展，另外，风能的不稳定性、间歇性也极大的影响着风电质量。有效降低风力发电成本、提高风电机组可靠性、提高风电质量已成为风力发电的关键问题之一。

就目前现场使用的齿轮箱增速异步发电机组和直驱永磁同步发电机组而言，齿轮箱不仅限制了风力发电机组的大型化，而且增加了成本、降低了机组可靠性，据报道，齿轮箱的使用寿命一般为20年左右，且更换2MW风力机的齿轮箱需要50万美元和一周的维修时间。直驱式风力发电机组虽然省略了齿轮箱，但发电机需要更高的极对数，这极大的增加了发电机半径，并且昂贵的永磁稀土材料也增加了发电机组的制造成本。新型的液压型变速恒频风力发电技术虽能有效的解决了上述问题，但需要的大量工作介质和复杂的控制方法，且液压传动又极易造成二次污染。

因此，研发一种可升降的气压储能型风力发电机组，不仅能有效提高风力发电机组的可靠性、降低维修成本，而且能极大地能提高风电质量。查阅资料，专利CN201010567771(移动升降式风力发电站)包括有地面移动部分和空中移动部分，风力发电机的风叶固定在支架的上端与支架连接的支架升降装置，控制器接受风速检测装置的信号，并控制支架的升降。该专利实现了小型风力发电机叶片的自动升降，但并不适合当前水平轴式的大型风力发电机组，所采用的升降方式并不能实现风力机整体的升降，且传统的风力发存在的问题依然没有解决；专利CN1277323A(风力储能动力发电方法及其风力储能动力设备)改变了现行风力发电系统中发电功率与自然风速之间的关系，并能存储风能、扩大风速范围，解决了传统风力发电存不稳定等问题，但并没有考虑到风力机升降，不能有效解决风力机零部件维修问题，而且采用的空气压缩机仍需要通过带传动增速，所采用储能方式也需要通过多级储能气缸储能，释能的过程还需要通过减压气缸减压，虽然稳定了工作压力，但所需设备过多，致使风力发电系统效率较低、能量损失过大。

发明内容

为了有效解决当前风力发电机组存在的问题，本发明提供了一种结构简单、风力机整体可升降的气压储能型风力发电机组及其发电方法。本发明的风力发电机组不仅能实现整体风力机的升降，使维修更为方便，而且提供了多台空气压缩机与气压储能相结合的新型风力发电方式，同时，本发明也提供了该发电机组的发电方法。

为实现上述目的，本发明一种可升降的气压储能型风力发电机组及其发电方法的技术方案主要包括：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、升降套筒、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、第一压空气缩机、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、齿环轴承等；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、发电机以及控制器等。