[发明专利]一种设置有储能装置的风机塔筒及电网运行方法

权利要求书

1.一种设置有储能装置的风机塔筒，其特征在于，包括：风轮、塔筒、叶片、机舱及机舱内的齿轮箱、主轴、发电机、输电线路及电力供应系统，其特征在于，还包括：

储能装置，在所述风机塔筒内分层设置，用于存储风能转化后的电能；

连接输电线路，所述储能装置通过所述输电线路连接风力发电机、电力供应系统及外送输电线路。

2.根据权利要求1所述的设置有储能装置的风机塔筒，其特征在于，所述储能装置包括蓄电池储能、超级电容储能、超导储能、飞轮储能、压缩空气储能、液化气体储能、势能储能、抽水蓄能中的任意一种或组合。

3.根据权利要求2所述的风机塔筒内设置飞轮储能的系统，其特征在于，所述蓄电池为锂离子电池、镍氢或镍镉电池、铅酸蓄电池、磷酸铁锂电池、镍氢蓄电池、钠硫蓄电池、钠离子电池、镍锌蓄电池、锌空气蓄电池中的任意一种或组合。

4.根据权利要求2所述的设置有储能装置的风机塔筒，其特征在于，所述飞轮储能装置包括：飞轮转子、轴承、电动/发电机、功率转换器、控制系统和保护外壳。

5.根据权利要求4所述的设置有储能装置的风机塔筒，其特征在于，所述飞轮转子的材料采用玻璃纤维、钢、钛合金、碳素纤维中的任意一种或组合。

6.根据权利要求4所述的设置有储能装置的风机塔筒，其特征在于，所述轴承采用机械轴承、被动磁轴承、主动磁轴承、混合轴承中的任意一种或组合。

7.根据权利要求4所述的设置有储能装置的风机塔筒，其特征在于，所述电动/发电机为异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机、同步磁阻电机、“写极”电机中的任意一种或组合。

8.根据权利要求2所述的设置有储能装置的风机塔筒，其特征在于，所述飞轮储能系统包括功率转换器；

所述功率转换器的直流母线上接入飞轮储能装置，控制输送到电网的有功和无功功率；

所述功率转换器用于将交流电转化为直流电、再将直流电转化为电网频率的交流电这一功能；

飞轮储能装置的接入提高了系统对电网频率下降的响应，其在电网频率下降时可向电网提供额外的能量，而且风力发电机的转子不需要降速。

9.根据权利要求2所述的设置有储能装置的风机塔筒，其特征在于，所述压缩空气储能装置包括电动空气压缩机或风机转子机械传动或液压传动空气压缩机、塔筒空气压缩室、压缩空气超压排放保险阀、压缩空气参数运行监视单元。

10.根据权利要求2所述的设置有储能装置的风机塔筒，其特征在于，所述压缩空气储能装置包括：塔筒内设置排气管路、排气室、叶片排气室和叶片末端排气喷嘴；

塔筒材料采用玻璃纤维、高强度钢、钛合金、碳素纤维中的任意一种或组合。

11.根据权利要求2所述的设置有储能装置的风机塔筒，其特征在于，所述叶片排气室为布设在叶片内的排气管或利用叶片中心空间形成的排气室。

12.根据权利要求1所述的设置有储能装置的风机塔筒，其特征在于，所述储能装置利用塔筒内的空间分层布置，每一层的储能装置的充放电缆通过串联或并联在风机内的输电线路上。

13.一种利用风机塔筒内储能装置的电网运行方法，其特征在于，包括：

S1：根据设计的大型风力发电厂内风机分布情况及塔筒直径尺寸，选择匹配的储能装置单台容量及尺寸及配置台数；

S2：联合风机制造商优化塔筒内部结构，设置分层平台，定制安装每层储能装置的安装方式；

S3：设计配置储能装置的电气输电线路及充放电控制柜；

S4:设计储能装置配合风机的调峰调频控制策略；

S5：完成现场储能装置及控制系统的安装及调试；

S6：控制系统协调储能装置及风力发电机开展调峰调频储能运行。