抽海水蓄能发电的海上风力机装置及方法制造方法及图纸

一种抽海水蓄能发电的海上风力机装置，它包括风力机基础、发电系统、蓄水系统和风力机，风力机的塔筒下端与风力机基础连接，机舱位于塔筒顶部，蓄水系统的蓄水箱和水泵位于机舱内，蓄水箱高于发电系统，发电系统位于风力机基础上高于海平面，风力机叶轮直接带动水泵，将海水抽入蓄水箱，水泵的机械能转换为海水的重力势能，海水从蓄水箱高度位置流下，重力势能转换为动能，推动发电系统的水轮机旋转，水轮机转轴带动发电机组发电，水轮发电机组控制系统控制水轮机和发电机组运行，该装置蓄水箱位于机舱位置，发电系统位于风机基础平台上，易于应用于实际工程中，能够有效减小风力机输出功率不稳定对电网的冲击。出功率不稳定对电网的冲击。出功率不稳定对电网的冲击。

【技术实现步骤摘要】
抽海水蓄能发电的海上风力机装置及方法


[0001]本专利技术属于发电及新能源
，涉及一种抽海水蓄能发电的海上风力机装置及方法。

技术介绍

[0002]风能是一种清洁的和可再生的能源，相比于陆上风电，海上风电的下垫面粗糙度小且周围遮挡物较少，使得海上的风能资源更为丰富。风力机是将风能转换为电能的动力装置，来流风经过风力机时推动叶轮旋转，然后叶轮通过齿轮箱带动发电机发电。由于来流风具有随机性和间歇性的特点，风力机的输出功率不稳定，并网情况下将影响电网运行的稳定性。此外当风力机发电量与用电量不匹配时，还会造成“弃风”或“限电”的情况出现，造成能源的浪费和电网调控成本的增加。
[0003]风力发电装置和储能装置相结合是解决上述问题的途径之一，风力机发电功率大但用电负荷小时，储能装置存储剩余的能量；风力机发电功率小但用电负荷大时，储能装置释放能量提供给用户侧，通过该途径可有效缓解风力机间歇性发电对电网的冲击。目前常见的储能方式有压缩空气储能、电池储能、抽水储能等。相比于其他储能方式，抽水储能具有能量存储大、结构简单等优点，同时由于在海上，海本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抽海水蓄能发电的海上风力机装置，其特征是：它包括风力机基础（2）、发电系统（3）、蓄水系统和风力机；所述发电系统（3）位于风力机基础（2）上高于海平面（1），蓄水系统的蓄水箱（13）高于发电系统（3），蓄水箱（13）将重力势能转换为动能，推动发电系统（3）的水轮机（22）旋转，水轮机转轴（23）带动发电机组（24）发电，水轮发电机组控制系统（25）控制水轮机（22）和发电机组（24）运行；风力机的塔筒（5）下端与风力机基础（2）连接，机舱（7）位于塔筒（5）顶部，蓄水箱（13）和水泵（20）位于机舱（7）内。2.根据权利要求1所述的抽海水蓄能发电的海上风力机装置，其特征是：所述发电系统（3）的下水管道（4）和抽水管道（9）位于塔筒（5）内。3.根据权利要求2所述的抽海水蓄能发电的海上风力机装置，其特征是：所述下水管道（4）与蓄水箱（13）和水轮机（22）连接，位于下水管道（4）上设置下水管道阀门（6），出水管道（21）与水轮机（22）连接。4.根据权利要求2所述的抽海水蓄能发电的海上风力机装置，其特征是：所述抽水管道（9）与水泵（20）和海水入口容器（11）连接，位于抽水管道（9）上设置抽水管道阀门（10）。5.根据权利要求4所述的抽海水蓄能发电的海上风力机装置，其特征是：所述水泵（20）与风力机的高速轴（19）连接，蓄水箱（13）与水泵（20）连通，高速轴（19）与变速箱（18）连接，低速轴（17）与变速箱（18）和叶轮（8）连接，叶轮（8）与风力机控制系统（16）连接。6.根据权利要求1~5任一项所述的抽海水蓄能发电的海上风力机装置的发电方法，其特征是，它包括如下步骤：S1，驱动，自由来流经过风力机时，推动叶轮（8）旋转，叶轮（8）的运行通过风力机控制系统（16）进行控制，叶轮（8）带动低速轴（17）旋转，低速轴（17）驱动变速箱（18）带动高速轴（19）旋转，高速轴（19）带动水泵（20）运行；此过程中，风力机处于捕获来流风能量的工作状态；S2，蓄能，水泵（20）运行后，海水经过过滤网（12）后进入海水入口容器（11），沿抽水管道（9）进入蓄水箱（13），完成能量的存储；此过程中，水泵（20）的机械能转变为海水的重力势能；抽水管道（9）的流量通过抽水管道阀门（10）调节；S3，势能发电，蓄水箱（13）中的水经过下水管道（4）流出，下水管道（4）中的水从机舱高度处流下，推动水轮机（22）旋转，经过出水管道（21）后排到海洋中，完成整个循环；此过程中，海水的重力势能转变为动能。7.根据权利要求6所述的抽海水蓄能发电的海上风力机装置的发电方法，其特征是：在S3中，水轮机（22）带动水轮机转轴（23）旋转，驱动发电机组（24）进行发电；在S3中，水轮发电机组控制系统（25）用于控制水轮机（22）和发电机组（24）的正常运行；在S3中，下水管道（4）的流量通过下水管道阀门（6）进行调节；在S3中，蓄水箱（13）中设置有水位计（14），用于监测蓄水箱（13）的水位；在S3中，蓄水箱水位控制系统（15）用来控制抽水管道阀门（10）和下水管道阀门（6），进而调节蓄水箱（13）中的水位；在S1中，风力机控制系统（16）通过转矩控制和偏航控制确保风力机叶轮（8）运行在最佳设计工况下，叶轮（8）旋转后通过低速轴（17）、变速箱（18）和高速轴（19）后带动水泵（20）运行；
在S1~S3中，在水泵（20）的作用下，海水经过过滤网（12）、海水入口容器（11）、抽水管道（9）后进入蓄水箱（13），然后海水沿下水管道（4）流出。8.根据权利要求6所述的抽海水蓄能发电的海上风力机装置的发电方法，其特征是：在S1~S3中，当风力机捕获能量等于用电负荷时；由于风力机捕获能量等于用电负荷，蓄水箱水位控制系统（15）通过水位计（14）传递的信号调整抽水管道阀门（10）和下水管道阀门（6），使抽水管道（9）和下水管道（4）中的流量相等；海水进入和流出蓄水箱（13）的流量相等，蓄水箱（13）中的水位保持不变，即蓄水箱中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子良，罗仑博，易侃，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：