能量存储系统以及能够稳定利用可变电力的系统技术方案

该能量存储系统设置有：发热装置，其利用电力产生热量；以及蓄热装置，其存储由发热装置产生的热量。该发热装置设置有：电动机，其被连接到电力系统，并且通过从该电力系统接收的多余电力来旋转；以及发热器，其具有由电动机旋转的旋转单元以及通过电磁感应而产生热量的发热单元，并且该发热器将电动机的旋转力转换为热量。

Energy storage systems and systems capable of stably utilizing variable power

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能量存储系统以及能够稳定利用可变电力的系统
本专利技术涉及能量存储系统以及能够稳定利用可变电力的系统。本申请要求2017年1月24日提交的日本专利申请No.2017-010654的优先权。该日本专利申请中所述的全部内容以引用方式并入本文。
技术介绍
从资源问题、环境问题、安全性等的观点来看，使用诸如太阳能光伏发电和风力发电这样的可再生能源的发电的引入正在发展。在该类型发电的情况下，所产生的电量随着天气、风力状况等而变化，此外，不能根据需求来调整，因此该类型的发电难以稳定地供应电力。如果可再生能源被越来越多地引入，那么所产生的电量超过需求，也就是说，产生了多余电力，因此，作为用于处理多余电力的措施，已实施或考虑将多余电力存储在抽水蓄能发电、蓄电池等中，以维持供应与需求之间的平衡。例如，专利文献1和非专利文献1公开了由风力发电产生的电力通过电加热器而被转换为热量，并且该热量被存储在蓄热装置(例如，岩石、碎石等)中，并根据需求来使用以产生电力。例如，专利文献2到10公开了与通过电磁感应将风力涡轮机的旋转力转换为热量、并将该热量转换为电力的所谓的风力热力发电系统相关的技术。专利文献2到8描述了感应加热装置(发热器)，该感应加热装置(发热器)被连接到风力涡轮机，并且利用感应加热将旋转力转换为热量，以加热热传递介质。专利文献9和10描述了使得被连接到风力涡轮机的旋转轴的感应电动机(例如，屏蔽电动机)作为发热器操作以产生热量的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：第2011-169171号日本专利申请公开专利文献2：第2011-102576号日本专利申请公开专利文献3：第2011-159595号日本专利申请公开专利文献4：第2011-216325号日本专利申请公开专利文献5：第2011-233488号日本专利申请公开专利文献6：第2012-195230号日本专利申请公开专利文献7：第2012-197796号日本专利申请公开专利文献8：第2012-256507号日本专利申请公开专利文献9：第2014-25410号日本专利申请公开专利文献10：第2015-46984号日本专利申请公开非专利文献非专利文献1：《新能源新闻》，2016年10月17日第63期第7页
技术实现思路
本公开的能量存储系统包括：发热装置，其被构造成利用电力产生热量；以及蓄热装置，其被构造成存储由发热装置产生的热量，该发热装置包括：电动机，其被连接到电力系统，并且通过从电力系统接收的多余电力来旋转；以及发热器，其具有由电动机旋转的旋转单元以及被构造成通过电磁感应而产生热量的发热单元，并且该发热器被构造成将电动机的旋转力转换为热量。附图说明图1是示出根据实施例的能量存储系统的示例的概念图。图2是第一实施例的发热装置的概念图。图3是示出第一实施例的发热装置中的发热器的构造的示例的示意性竖直剖视图。图4是图3所示的发热器的示意性前视图。图5是第二实施例的发热装置的概念图。图6示意性地示出第二实施例的发热装置的构造的示例。图7是用于图示定子绕组的连接的示例的图。图8示意性地示出第二实施例的发热装置的另一示例。图9示意性地示出第二实施例的发热装置的又一示例。图10是示出根据实施例的能量存储系统中的发热装置的另一示例的概念图。图11示意性地示出包括根据实施例的能量存储系统的能够稳定利用可变电力的系统的构造。图12示出图11所示的能够稳定利用可变电力的系统的另一构造。图13示出适用于图11所示的能够稳定利用可变电力的系统的发电装置的实施例。图14示出适用于图11所示的能够稳定利用可变电力的系统的发电装置的另一实施例。图15示出适用于图11所示的能够稳定利用可变电力的系统的发电装置的又一实施例。图16示出抽汽涡轮机被应用到图13到图15所示的蒸汽涡轮机的形式。具体实施方式[待由本公开所解决的问题]预期可再生能源将被越来越多地引入。然而，当诸如太阳能光伏发电和风力发电这样的大量不稳定电源互连到电力系统时，不仅产生由输出波动导致的多余电力，而且还在电力系统中发生频率波动，这使得难以维持系统的频率(或导致不足的频率可控性)，因此导致电力的质量劣化，并且可能对电力系统稳定性具有较大影响。如果电力系统具有大频率波动，那么在一些情况下，连接到该电力系统的发电机可能失步，并且不再可以稳定维持该电力系统。因此，从伴随大量引入可再生能源的电力系统的效率和稳定化的观点来看，期望开发能够存储多余电力并具有频率调整功能的能量存储系统。抽水蓄能发电已作为一种处理多余电力的措施而投入实际使用。一种类型的抽水蓄能发电是可变速抽水蓄能发电，其能够在通过使用多余电力由发电机电动机驱动抽吸液力涡轮机来抽水时执行频率调整。然而，抽水蓄能发电所处的位置等受到限制，因此难以响应于可再生能源的大量引入而越来越多地建造抽水蓄能发电。作为另一措施，还考虑将蓄电池与诸如太阳能光伏发电和风力发电这样的不稳定电源一起安装，然而，引入蓄电池花费大，并且蓄电池还具有短使用寿命以及许多其它问题。此外，如专利文献1和非专利文献1所述，例如，考虑向电力系统提供能量存储系统，该能量存储系统通过电加热器将风力发电的多余电力转换为热量并将该热量存储在蓄热装置中。虽然将电力作为热量存储的这种能量存储系统效率低于蓄电池，但其能够以低成本引入并具有较长使用寿命等，因此具有优越成本效率。然而，虽然能量存储系统能够吸收多余电力，但是电加热器不具有频率调整功能，并且该能量存储系统不在产生多余电力时有助于电力系统的稳定化。本公开的一个目标是提供能够吸收电力系统的多余电力并且还具有频率调整功能的能量存储系统。[本公开的有利效果]当前公开的能量存储系统能够吸收多余电力并具有频率调整功能。具体实施方式首先，将列举且描述本专利技术的实施例。(1)在本专利技术的一个方面中，一种能量存储系统包括：发热装置，该发热装置被构造成利用电力产生热量；以及蓄热装置，该蓄热装置被构造成存储由发热装置所产生的热量，该发热装置包括：电动机，该电动机被连接到电力系统，并且通过从该电力系统接收的多余电力来旋转；以及发热器，该发热器具有由电动机旋转的旋转单元以及被构造成通过电磁感应而产生热量的发热单元，并且该发热器被构造成将电动机的旋转力转换为热量。在能量存储系统中，发热装置将多余电力转换为热量。发热装置具有电动机和发热器组合在一起的构造。包括被连接到电力系统的电动机允许实施频率调整功能，这对于使电力系统稳定化是有效的。被连接到电力系统的电动机随着电动机旋转具有惯性力。当电力系统由于诸如太阳能光伏发电和风力发电这样的不稳定电源而具有频率波动时，惯性力允许待被输入/输出的能量吸收频率波动，以使得能够实现瞬时频率调整功能。此外，也能够预期无功功率吸收效果。此外，包括将电动机的旋转力转换为热量的发热器允许吸收多余电力。包括存储由发热装置产生的热的蓄热装置的能量存储系统能够将多余电力作为热量存储。因此，能量存储系统能够吸收多余电力，并且还具有频率调整功能，因此表现出使电力系统稳定化(或维持电力质量)的效果。(2)在能量存储系统的一个方面中，电动机是同步电动机或感应电动机，并且发热器被联接到电动机的旋转轴。电动机例如是交流电动机，诸如同步电动机或感应电动机。发热器被联接到电动机的旋转轴的构造允本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能量存储系统，包括：发热装置，所述发热装置被构造成利用电力产生热量；以及蓄热装置，所述蓄热装置被构造成存储由所述发热装置所产生的所述热量，所述发热装置包括：电动机，所述电动机被连接到电力系统，并且通过从所述电力系统接收的多余电力来旋转；以及发热器，所述发热器具有由所述电动机旋转的旋转单元以及被构造成通过电磁感应而产生热量的发热单元，并且所述发热器被构造成将所述电动机的旋转力转换为热量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.24 JP 2017-0106541.一种能量存储系统，包括：发热装置，所述发热装置被构造成利用电力产生热量；以及蓄热装置，所述蓄热装置被构造成存储由所述发热装置所产生的所述热量，所述发热装置包括：电动机，所述电动机被连接到电力系统，并且通过从所述电力系统接收的多余电力来旋转；以及发热器，所述发热器具有由所述电动机旋转的旋转单元以及被构造成通过电磁感应而产生热量的发热单元，并且所述发热器被构造成将所述电动机的旋转力转换为热量。2.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述电动机是同步电动机或感应电动机，并且所述发热器被联接到所述电动机的旋转轴。3.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述电动机是感应电动机，并且所述电动机自身也用作所述发热器。4.根据权利要求2或3所述的能量存储系统，其中，所述感应电动机是绕线转子感应电动机。5.根据权利要求1到4中任一项所述的能量存储系统，还包括位于所述电动机的旋转轴上的飞轮。6.根据权利要求1到5中任一项所述的能量存储系统，其中，所述发热器的所述发热单元被固定。7.根据权利要求1到6中任一项所述的能量存储系统，其中，所述发热器的所述发热单元被设置在所述旋转单元的外部。8.根据权利要求1到7中任一项所述的能量存储系统，其中，所述发热器包括超导线圈，并且所述超导线圈使得所述发热单元产生电磁感应。9.根据权利要求1到8中任一项所述的能量存储系统，还包括发电装置，所述发电装置被构造成使用存储在所述蓄热装置中的热量来产生电力。10.一种能够稳定利用可变电力的系统，包括：根据权利要求9所述的能量存储系统；以及开关，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎徹，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP