储风发电蓄能装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种储风发电蓄能装置，包括塔架、风轮、风机舱、热能回收机构和控制器，风轮和风机舱设置在塔架顶部，在该风机舱内部设置有螺杆压缩机，风轮的风轮轴穿入风机舱的内部并驱动螺杆压缩机，螺杆压缩机向高压储气装置输送压缩空气，高压储气装置输出气体驱动透平膨胀机带动转子发电机发电，转子发电机的电能输出端经AC‑DC转换模块、DC‑AC转换模块、变压器后与电网输电线路连接；热能回收机构用于收集和储存螺杆压缩机工作时产生的热能；控制器用于对气体压缩和气体发电进行控制。有益效果：针对需电量进行实时发电，整个气体压缩和气体排放的系统结构简单、紧凑，易于维护，使用寿命长，成本低廉，环保无污染。

Storage energy storage device

The utility model discloses a wind storage power storage device, which comprises a tower, a wind wheel, a wind engine room, a heat energy recovery mechanism and a controller. The wind wheel and the wind engine room are set at the top of the tower. A screw compressor is arranged inside the air engine room, the wind wheel shaft of the wind wheel is penetrated into the inner part of the air engine room, and the screw compressor is driven and the screw is compressed. The compressed air is transported to the high pressure gas storage device. The output gas of the high pressure gas storage device drives the turbine expander to drive the generator to generate electricity. The output end of the generator is connected with the AC DC conversion module, the DC AC conversion module and the transformer after the transformer; the heat recovery mechanism is used to collect and store the screw compression. The heat generated by the machine during operation is controlled by the controller for gas compression and gas power generation. Beneficial effect: the system structure of the whole gas compression and gas emission is simple, compact, easy to maintain, long service life, low cost and pollution-free environment.

【技术实现步骤摘要】
储风发电蓄能装置
本技术涉及储风发电
，具体的说是一种储风发电蓄能装置。
技术介绍
风力发电机是将风的动能转换为电能的电力设备。风能属于清洁能源，在将风能转换为电能的过程中对自然环境没有污染，因此，随着我国节能环保要求的逐步提高，风力发电得到了越来越广泛的应用，尤其在我国的北方和高海拔地区，风力资源较为丰富，风力发电在这些地区得到了大力的推广和应用。可是风力发电也存在着明显的缺点，其中，最为突出的是风速不稳定，在进行发电过程中，发出的电量不稳定，需要先对未知电量的交流电先转换成直流，再将直流电转换成交流电后并入电网，要对未知交流电的处理，需要快速地对整流器中的电子开关进行快速的开通和关断，要想得到稳定的直流电，则对整流器的要求极高，价格昂贵，快速的切换开关，容易造成整流器的损坏。并且不能得到标准的直流电还会对后续的逆变、并网等过程产生影响。众所周知的，晚上的平均风量大于白天的风量，而晚上的用电量小于白天的用电量。故在夜晚，风力发电处于峰值，用电量处于谷值；在白天，风力发电处于谷值，而用电却处于峰值。因此，对于现有的风力发电现象，有必要提出一种协调装置，以同电网用电需求相匹配，在用电峰值时，输出风力发电电能，以消除现有颠倒的供电现象。对于风力发电时间颠倒的问题，有的风力发电系统采用蓄电池储电。但是，蓄电池通常充放电效率低下，衰减快，使用寿命短，储存电量小，而且对蓄电池的存放和调节要求极为严苛，导致成本高昂。并且，废旧蓄电池的处理对环境污染较大。除此之外，在风力发电机发电的过程中会产生热能，这些热能目前并未被回收利用。解决以上问题成为当务之急。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供了一种储风发电蓄能装置。对风力进行储存，在需要用电时，释放风能进行发电。还能对发电量进行控制，并且对发电过程中产生的热能进行实时收集，节约能源。为达到上述目的，本技术采用的具体技术方案如下：一种储风发电蓄能装置，包括塔架和设置在塔架顶部的风轮，其特征在于：在所述塔架顶部还设置有风机舱，在该风机舱内部设置有螺杆压缩机，所述风轮的风轮轴穿入风机舱的内部并驱动所述螺杆压缩机，所述螺杆压缩机向高压储气装置输送压缩空气，所述高压储气装置输出的压缩空气驱动透平膨胀机，所述透平膨胀机带动转子发电机发电，所述转子发电机的电能输出端与AC-DC转换模块的交流输入端连接，所述AC-DC转换模块的直流输出端与DC-AC转换模块的直流输入端连接，所述DC-AC转换模块的交流输出端变压器连接，所述变压器与电网输电线路连接。还包括热能回收机构，所述热能回收机构用于收集和储存螺杆压缩机工作时产生的热能。还包括控制器，所述控制器分别与所述螺杆压缩机、高压储气装置、转子发电机、透平膨胀机、热能回收机构、AC-DC转换模块、DC-AC转换模块和所述变压器连接。通过风轮的风轮轴带动螺杆压缩机工作，将螺杆压缩机生产的压缩空气储放于高压储气装置中，在需要发电时高压储气装置向透平膨胀机输出压缩空气，进而透平膨胀机带动转子发电机工作，实现发电；螺杆压缩机压缩空气的同时，会释放出较多的热能，通过热能回收机构能够收集和储存热能；高压储气装置的大小和数量能够根据实际需求灵活地增加或减少，其储能量巨大；转子发电机发出的电能能够平稳地输出，不受风速大小拨动的影响，进而转子发电机发出稳定的交流电能，经整流器、逆变器和变压器处理后，并入电网。由于高压储气装置输出的空气较为稳定，则转子发电机能够发出稳定的电能，整个系统对整流逆变的要求低，整体结构简单、紧凑，易于维护，使用寿命长，成本低廉，环保无污染。进一步地，所述高压储气装置包括N个并联的高压储气罐，在N个所述高压储气罐的压缩空气输出口处分别设置有一个进气电磁阀，在N个所述高压储气罐的压缩空气输出口处分别设置有一个送气电磁阀。采用以上结构，能够根据实际需求增加或减少高压储气罐的数量，并且在储存气体过程中，实现进气电磁阀对需要储存气体的高压储气罐入口进行智能控制；并且需要输出压缩气体时，N个送气电磁阀依次打开，进行智能送气。储气罐技术成熟，可靠性高，成本低廉。其中N为大于等于0的正整数。作为优选：在所述电网输电线路上连接有电流传感器；所述电流传感器与所述控制器的电流检测端连接，N个所述送气电磁阀分别与所述控制器N个的送气电磁阀控制输出端连接；所述控制器根据所述电流传感器检测的电流值来控制所述送气电磁阀、透平膨胀机、转子发电机、AC-DC转换模块、DC-AC转换模块和所述变压器工作。通过检测电网输电线路上电流，来判断电网的用电情况，当电网用电量大时，控制器可实时控制透平膨胀机、转子发电机、AC-DC转换模块、DC-AC转换模块和所述变压器工作，同时控制高压储气装置压缩空气输出口的送气电磁阀进行送气发电。作为优选，N个所述高压储气罐分别连接有一个空气压力传感器，N个所述空气压力传感器分别与所述控制器的N个压力信号输入端连接；N个所述进气电磁阀分别与所述控制器的N个进气电磁阀控制输出端连接。空气压力传感器对高压储气罐内的气体压力进行检测，在螺杆压缩机在向高压储气装置进行送气的过程中，当高压储气罐的压力达到最大气压时，控制进气电磁阀进行切换，使螺杆压缩机向下一个高压储气罐输送压缩气体。在发电过程中，当高压储气罐内的气体压力过小时，控制器控制送气电磁阀进行切换，控制下一高压储气罐进行送气，智能切换，提高发电可靠性和发电量的稳定性。作为优选：在所述高压储气装置和所述透平膨胀机之间设置有空气流量传感器，所述空气流量传感器与所述控制器的空气流量信号输出端连接；在所述转子发电机的转子上设置有转子转速传感器，所述转子转速传感器与所述控制器的转子转速信号输入端连接。采用上述方案，空气流量传感器检测到的流量越大时，理论转子发电机的转子转速会随着发出变化，采用转子转速传感器对转子发电机转子转速进行实时检测，可合理进行发电控制，同时合理控制高压储气装置输出的压缩气体气量。提高发电效率和发电系统可靠性。作为优选：所述热能回收机构包括蓄热箱，该蓄热箱和所述螺杆压缩机之间设置有热能收集管路，该热能收集管路内具有循环水，在所述热能收集管路中安装有变频水泵；在所述螺杆压缩机的螺杆上安装有螺杆转速传感器，所述控制器的螺杆转速输入端与所述螺杆转速传感器连接，所述控制器的流速控制输出端与所述变频水泵连接。采用以上结构，通过水泵能够使冷却水在热能收集管路内实现循环，再利用冷却水快速吸收螺杆压缩机工作时产生的热能，并将热能在蓄热箱内快速释放，以此循环。并且通过螺杆转速传感器检测螺杆压缩机螺杆转速值，可以反应螺杆压缩机在工作过程中发出的热量，当螺杆压缩机发出的热量越大时，控制器控制变频水泵改变运行频率，从而改变循环水的流速，实现实时热量采集和储存。作为优选：所述蓄热箱包括箱体，该箱体内具有采用相变材料制成的内芯，在该内芯上开设有流道，在所述箱体上设有可拆卸的箱门，该箱门大小大于内芯在箱门上的投影面积。采用以上结构，相变材料能够快速吸收冷却水中的热能，并且蓄热量大，通过箱门的设计更便于内芯的取拿与更换。作为优选：所述蓄热箱可拆卸地安装在拖挂板车上，该拖挂板车能够被拖车拖动。采用以上结构，使蓄热箱能够运输到需要的地方再释放热量，大大提高了灵活性和实用性。作为优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储风发电蓄能装置，包括塔架(1)和设置在塔架(1)顶部的风轮(3)，其特征在于：在所述塔架(1)顶部还设置有风机舱(2)，在该风机舱(2)内部设置有螺杆压缩机(4)，所述风轮(3)的风轮轴(31)穿入风机舱(2)的内部并驱动所述螺杆压缩机(4)，所述螺杆压缩机(4)向高压储气装置(5)输送压缩空气，所述高压储气装置(5)输出的压缩空气驱动透平膨胀机(7)，所述透平膨胀机(7)带动转子发电机(6)发电，所述转子发电机(6)的电能输出端与AC‑DC转换模块(13)的交流输入端连接，所述AC‑DC转换模块(13)的直流输出端与DC‑AC转换模块(9)的直流输入端连接，所述DC‑AC转换模块(9)的交流输出端变压器(12)连接，所述变压器(12)与电网输电线路连接；还包括热能回收机构(8)，所述热能回收机构(8)用于收集和储存螺杆压缩机(4)工作时产生的热能；还包括控制器(10)，所述控制器(10)分别与所述螺杆压缩机(4)、高压储气装置(5)、转子发电机(6)、透平膨胀机(7)、热能回收机构(8)、AC‑DC转换模块(13)、DC‑AC转换模块(9)和所述变压器(12)连接。

【技术特征摘要】
1.一种储风发电蓄能装置，包括塔架(1)和设置在塔架(1)顶部的风轮(3)，其特征在于：在所述塔架(1)顶部还设置有风机舱(2)，在该风机舱(2)内部设置有螺杆压缩机(4)，所述风轮(3)的风轮轴(31)穿入风机舱(2)的内部并驱动所述螺杆压缩机(4)，所述螺杆压缩机(4)向高压储气装置(5)输送压缩空气，所述高压储气装置(5)输出的压缩空气驱动透平膨胀机(7)，所述透平膨胀机(7)带动转子发电机(6)发电，所述转子发电机(6)的电能输出端与AC-DC转换模块(13)的交流输入端连接，所述AC-DC转换模块(13)的直流输出端与DC-AC转换模块(9)的直流输入端连接，所述DC-AC转换模块(9)的交流输出端变压器(12)连接，所述变压器(12)与电网输电线路连接；还包括热能回收机构(8)，所述热能回收机构(8)用于收集和储存螺杆压缩机(4)工作时产生的热能；还包括控制器(10)，所述控制器(10)分别与所述螺杆压缩机(4)、高压储气装置(5)、转子发电机(6)、透平膨胀机(7)、热能回收机构(8)、AC-DC转换模块(13)、DC-AC转换模块(9)和所述变压器(12)连接。2.根据权利要求1所述的储风发电蓄能装置，其特征在于：所述高压储气装置(5)包括N个并联的高压储气罐(51)，在N个所述高压储气罐(51)的压缩空气输出口处分别设置有一个进气电磁阀，在N个所述高压储气罐(51)的压缩空气输出口处分别设置有一个送气电磁阀。3.根据权利要求2所述的储风发电蓄能装置，其特征在于：在所述电网输电线路上连接有电流传感器(11)；所述电流传感器(11)与所述控制器(10)的电流检测端连接，N个所述送气电磁阀分别与所述控制器(10)N个的送气电磁阀控制输出端连接；所述控制器(10)根据所述电流传感器(11)检测的电流值来控制所述送气电磁阀、透平膨胀机(7)、转子发电机(6)、AC-DC转换模块(13)、DC-AC转换模块(9)和所述变压器(12)工作。4.根据权利要求2所述的储风发电蓄能装置，其特征在于：N个所述高压储气罐(51)分别连接有一个空气压力传感器(54)，N个所述空气压力传感器(54)分别与所述控制器(10)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李均，
申请(专利权)人：重庆京天能源投资集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50