一种重力储能的发电模型及其应用的重力储能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种重力储能的发电模型及其应用的重力储能系统，包括呈同轴依次连接的发电机、离合器以及双伸轴式电动机，发电机、离合器以及双伸轴式电动机分别与变频控制器控制连接；位能负载在双伸轴式电动机的驱动下沿正方向上升或沿负方向下降或停止；当离合器处于断开状态时，位能负载在双伸轴式电动机的驱动下沿正方向上升，实现储能；当离合器处于锁紧状态时，位能负载在双伸轴式电动机的驱动下沿负方向下降，实现发电；本发明专利技术有效控制了发电机和电动机转速，提升了位能负载的传动效率和发电机输出电能的质量，节约了电机转子励磁的电能且维护成本低，有效延长了重力储能系统的使用寿命，同时明显降低了寿命周期内的维护费用。费用。费用。

【技术实现步骤摘要】
一种重力储能的发电模型及其应用的重力储能系统


[0001]本专利技术属于储能
，具体涉及了一种重力储能的发电模型，本专利技术还涉及了该发电模型应用的重力储能系统。

技术介绍

[0002]国家大力发展清洁能源发电项目，如风力发电、太阳能光伏发电、潮汐发电等可再生无污染能源，从而减少化石燃料燃烧发电产生的碳排放。但清洁能源发电资源和电力负荷往往不匹配，尤其在夜间沿海一带风力发电的电网侧需求减少，电力难以消纳。通过储能可以将电力储存或转化成其它形式的能量储存，从而在用电高峰时释放产生电能，可以协同电网进行电力调峰。
[0003]目前，常用的发电模型依靠负载直接驱动发电机或者通过皮带轮连接发电机进行发电并网，存在发电质量不稳定、位置控制精度低的问题，特别在做重力储能时，在高度高达100m以上、负载重量高达1000kg以上，由于吊装系统的弹性变形，齿轮系统或皮带轮系统磨损使得控制上下运行速度和抓取负载存在诸多困难，效率偏低。
[0004]本申请人决定寻求技术方案来解决以上技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种重力储能的发电模型及其应用的重力储能系统，有效控制了发电机和电动机转速，提升了位能负载的传动效率和发电机输出电能的质量，节约了电机转子励磁的电能且维护成本低，有效延长了重力储能系统的使用寿命，同时明显降低了寿命周期内的维护费用。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种重力储能的发电模型，包括呈同轴依次连接的发电机、离合器以及双伸轴式电动机，其中，
[0008]所述发电机、离合器以及双伸轴式电动机分别与变频控制器控制连接；
[0009]所述双伸轴式电动机与位能负载传动连接，通过所述变频控制器的控制，所述位能负载在所述双伸轴式电动机的驱动下沿正方向上升或沿负方向下降或停止；
[0010]在所述变频控制器的控制下，所述离合器在发电机与双伸轴式电动机之间选择性断开或锁紧，当所述离合器处于断开状态时，所述位能负载在所述双伸轴式电动机的驱动下沿正方向上升，实现储能；当所述离合器处于锁紧状态时，所述位能负载在所述双伸轴式电动机的驱动下沿负方向下降，实现发电。
[0011]优选地，所述变频控制器与电能双馈单元连接，其中，所述电能双馈单元至少包括储能电池和公共电网，所述储能电池向作为处于待机状态时的所述变频控制器提供低压电源，所述变频控制器处于工作状态时，将所述发电机输出的交流电处理后并网至所述公共电网中。
[0012]优选地，所述电能双馈单元还包括光伏发电单元，所述光伏发电单元的电力输出
端分别连接所述储能电池和公共电网；所述储能电池或公共电网向处于工作状态时的所述变频控制器提供中压和/或低压电源。
[0013]优选地，所述发电机为变频永磁同步电机，其运转时产生三相交流电进入到所述变频控制器中，然后并入所述电能双馈单元；所述双伸轴式电动机为变频永磁同步电机，其转矩、方向和速度均由所述变频控制器控制，使得所述位能负载根据预设的曲线运行指令进行精确位移。
[0014]优选地，所述双伸轴式电动机通过传动单元与所述位能负载传动连接；其中，所述传动单元包括设有升降索的卷筒，所述卷筒与所述双伸轴式电动机安装连接，所述升降索的下端安装连接用于定位转移所述位能负载的机械手。
[0015]优选地，所述机械手在位能负载的升降通道内进行选择性上升、下降或停止，其中，
[0016]所述机械手对应设有位移传感器和视觉传感器，所述位移传感器与所述变频控制器通信连接；
[0017]所述升降通道与在正、负方向上呈堆叠分布的多个横向通道层对应，各横向通道层分别设有与所述视觉传感器通信连接的二维码挡板。
[0018]优选地，所述双伸轴式电动机与所述传动单元之间设有抱轴制动器，所述抱轴制动器与所述变频控制器控制连接，根据所述变频控制器发出的指令执行制动或解除制动。
[0019]优选地，所述抱轴制动器制动的状态包括储能制动和发电制动，/和紧急制动，/和安全制动，其中，
[0020]所述储能制动是指所述位能负载完成指定储能需求，且所述变频控制器通过所述视觉传感器检测识别到对应二维码挡板时，所述抱轴制动器执行制动；
[0021]所述发电制动是指所述位能负载完成指定储存需求，且所述变频控制器通过所述视觉传感器检测识别到所述二维码挡板时，所述抱轴制动器执行制动；
[0022]所述紧急制动是指所述位能负载在升降通道的任意位置时，所述抱轴制动器执行制动；
[0023]所述安全制动是指所述位能负载在升降通道的任意位置时，通过人工操作操作所述抱轴制动器执行制动。
[0024]优选地，所述抱轴制动器位具有双重冗余的制动器；所述变频控制器设有紧急制动电阻，用于避免所述位能负载超速时吸收直流母线上的过大电流，避免电压过高而跳闸。
[0025]优选地，一种重力储能系统，包括固定安装在地基上的重力储能并行框架，该重力储能并行框架包括在正、负方向上分别呈间隔分布的上储能层区域和下储存层区域，所述上储能层区域和下储存层区域之间设有用于容纳位能负载进行上下位移的升降通道；
[0026]所述上储能层区域包括若干在正、负方向上呈堆叠分布的储能层，所述下储存层区域包括若干在正、负方向上呈堆叠分布的储存层，所述位能负载选择性位于所述储存层或储能层中，所述储存层和储能层均作为横向通道层；所述重力储能系统采用如上所述的发电模型实现发电储能。
[0027]本专利技术提出了采用变频控制器控制双伸轴式电动机驱动位能负载，同时在同轴方向上通过离合器连接发电机，在变频控制器的控制下，实现位能负载沿正方向或负方向的上升、下降或停止，从而实现储能发电的发电模型方案，有效控制了发电机和电动机转速，
提升了位能负载的传动效率和发电机输出电能的质量，节约了电机转子励磁的电能且维护成本低，有效延长了重力储能系统的使用寿命，同时明显降低了寿命周期内的维护费用。
附图说明
[0028]图1是本专利技术具体实施方式下发电模型的连接结构示意图；
[0029]图2是本专利技术具体实施方式下位能负载2通过在升降通道14内的上下升降状态变化图；
[0030]图3是本专利技术具体实施方式下重力储能系统的结构示意图。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0032]请参见图3所示，一种重力储能系统，包括固定安装在地基11上的重力储能并行框架，其中优选地，重力储能并行框架可具体采用由金属型材和紧固件连接而成的稳定可靠结构，在实际制造时，可以采用装配式生产工艺，安装效率高；优选地，在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重力储能的发电模型，其特征在于，包括呈同轴依次连接的发电机、离合器以及双伸轴式电动机，其中，所述发电机、离合器以及双伸轴式电动机分别与变频控制器控制连接；所述双伸轴式电动机与位能负载传动连接，通过所述变频控制器的控制，所述位能负载在所述双伸轴式电动机的驱动下沿正方向上升或沿负方向下降或停止；在所述变频控制器的控制下，所述离合器在发电机与双伸轴式电动机之间选择性断开或锁紧，当所述离合器处于断开状态时，所述位能负载在所述双伸轴式电动机的驱动下沿正方向上升，实现储能；当所述离合器处于锁紧状态时，所述位能负载在所述双伸轴式电动机的驱动下沿负方向下降，实现发电。2.根据权利要求1所述的发电模型，其特征在于，所述变频控制器与电能双馈单元连接，其中，所述电能双馈单元至少包括储能电池和公共电网，所述储能电池向作为处于待机状态时的所述变频控制器提供低压电源，所述变频控制器处于工作状态时，将所述发电机输出的交流电处理后并网至所述公共电网中。3.根据权利要求2所述的发电模型，其特征在于，所述电能双馈单元还包括光伏发电单元，所述光伏发电单元的电力输出端分别连接所述储能电池和公共电网；所述储能电池或公共电网向处于工作状态时的所述变频控制器提供中压和/或低压电源。4.根据权利要求2所述的发电模型，其特征在于，所述发电机为变频永磁同步电机，其运转时产生三相交流电进入到所述变频控制器中，然后并入所述电能双馈单元；所述双伸轴式电动机为变频永磁同步电机，其转矩、方向和速度均由所述变频控制器控制，使得所述位能负载根据预设的曲线运行指令进行精确位移。5.根据权利要求1所述的发电模型，其特征在于，所述双伸轴式电动机通过传动单元与所述位能负载传动连接；其中，所述传动单元包括设有升降索的卷筒，所述卷筒与所述双伸轴式电动机安装连接，所述升降索的下端安装连接用于定位转移所述位能负载的机械手。6.根据权利要求5所述的发电模型，其特征在于，所述机械手在位能负载的升降通道内进行选择性上升、下降或停止，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟玉海，
申请(专利权)人：南通维忆克技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：