[实用新型]一种风力压缩空气储能发电系统

说明书

本实用新型提出一种风力压缩空气储能发电系统，包括风机头部、设置在风机基础上的塔筒，所述风机头部与塔筒相连接，所述风机头部包括风机叶片、机舱、风力机主轴等；在所述机舱内，风力机主轴经弹性联轴器与空气压缩机相连接；所述空气压缩机的出气口通过连接管路与塔筒内的进气总管相连接；在所述塔筒内从上至下依次设有若干独立的储气室，各储气室均设有进气管、出气管以及安全阀，所述进气管与进气总管相连通，在所述进气管上设有进气控制阀，所述出气管与出气总管相连通，所述出气管上设有出气控制阀，所述出气总管与背压式汽轮机相连接。上述系统能解决风力发电的储能问题，又能解决风力发电波动大，电能质量不高的问题。

技术领域

本实用新型涉及发电系统技术领域，尤其涉及一种风力压缩空气储能发电系统。

背景技术

近年来风电在全世界范围内发展迅速，但风力发电也因其输出功率随气象条件变化，发电不稳定且为间歇性等原因存在上网电量波动大、电能质量低等问题，又被人们贬低为“垃圾电”，造成其大面积的接入电网存在困难。近年来大规模的“弃风限电”严重影响了风电的发展。为了增强风力发电系统的稳定性，并保证对负荷的连续供电，使用风力发电储能技术显得越来越重要。储能技术在风力发电系统中的应用主要通过自身的储能方式，将转换而来的电能源进行存储。储能技术还可以保证电力系统中存储足够的电量，而在风力发电系统中电能不足时补偿使用，进而提高风力发电系统的稳定性。

压缩空气储能是指将低谷期、风电等不易储藏的电力用于压缩空气，将压缩后的高压空气密封在储气设施中，在需要时释放压缩空气推动透平发电的储能方式。目前，地下储气站采用报废矿井、沉降在海底的储气罐、山洞、过期油气井和新建储气井等多种模式，地上储气站采用高压的储气罐模式。

如图1所示，压缩空气储能一般包括五个主要部件：压气机d、燃烧室i及换热器、透平k、储气装置g(地下或地上洞穴或压力容器)、电动机/发电机b。其工作原理是：压气机d和透平k不同时工作，电动机与发电机共用一机。在储能时，压缩空气储能中的电动机耗用电能a，驱动压气机d压缩空气e并存于储气装置g中；放气发电过程中，高压空气从储气装置g释放，进入燃气轮机燃烧室i同燃料h一起燃烧后，驱动透平k带动发电机输出电能a。

上述压缩空气储能主要特点：容量在不断增大，运行方式灵活，启动时间短，污染物少，投资相对于抽水电站更少，但报废矿井、山洞、过期油气井或新建储气井中都需要一定的地质条件；而使用储气罐储存压缩空气则需要有体积庞大的储能装置，制造成本高，生产困难，所以至今无法推广使用。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种风力压缩空气储能发电系统，其先将风能转化为空气压缩能储存在多个密封储气室中，再利用空气压缩能进行发电，以便解决风力发电的储能问题，又解决了风力发电波动大，电能质量不高的问题，能够促进风力发电更广泛的应用。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种风力压缩空气储能发电系统，包括风机头部、设置在风机基础上的塔筒，所述风机头部与塔筒相连接，所述风机头部包括风机叶片、轮毂、机舱、主轴承、风力机主轴、刹车机构、散热器、冷却风扇、风速仪风向标、控制系统、机架、偏航减速器、偏航轴承、机舱罩以及变桨系统；在所述机舱内，风力机主轴经弹性联轴器与空气压缩机相连接；所述空气压缩机的出气口通过连接管路与塔筒内的进气总管相连接；在所述塔筒内从上至下依次设有若干独立的储气室，各储气室均设有进气管、出气管以及安全阀，所述进气管与进气总管相连通，在所述进气管上设有进气控制阀，所述出气管与出气总管相连通，所述出气管上设有出气控制阀，所述出气总管与背压式汽轮机相连接。

优选的是，所述风力机主轴经弹性联轴器与设置于机舱内的齿轮箱相连接，所述齿轮箱与所述空气压缩机相连接。