一种模块化重力储能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种模块化重力储能系统，包括电动载重轨道车，电动载重轨道车设置在若干倾斜设置的轨道上，轨道的一端设置在低海拔处，另一端对应设置在高海拔处，电动载重轨道车能够沿轨道往返于低海拔和高海拔之间，用于储存电能为重力势能并将储存的重力势能回收作为电能；沿轨道间隔架设有为电动载重轨道车运行提供电能的接触网输电系统。采用多轨道齿轨铁路以及停车区，具有高储能功率，低占地面积，高储能容量等优势；由于采用模块化电动载重轨道车，具有高功率可调范围，高可维护性，高扩展性；由于采用实时电能传输网络，无需使用大量电池作为中间储能介质，具有低成本。具有低成本。具有低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化重力储能系统


[0001]本专利技术属于重力储能
，具体涉及一种模块化重力储能系统。

技术介绍

[0002]风电、太阳能等新能源发电容量快速增加，然而风光发电系统输出功率受客观条件所限，具有间歇性和不稳定性，增加了电网运行的不稳定性。
[0003]储能系统可以在电网用电高峰时作为电源接入电网，用电低谷时则作为负荷，从而达到削峰填谷，保持电网稳定的效果。
[0004]现有重力储能技术往往通过单个、单组电机和链条驱动一个或一小组重物，在电机最大功率、链条/缆绳强度等限制因素的影响下，功率可调范围以及扩容性等方面限制很大，迫切需要一种能够大范围灵活调整功率，较大绝对功率，优秀的可扩展性的方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种模块化重力储能系统，能够实现储能系统输入输出功率大范围快速调控，最大功率高，调节范围宽，且能够灵活扩容调整的特性，以解决现有重力储能方法功率低、功率不易调节的技术问题。
[0006]本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种模块化重力储能系统，包括电动载重轨道车，电动载重轨道车设置在若干倾斜设置的轨道上，轨道的一端设置在低海拔处，另一端对应设置在高海拔处，电动载重轨道车能够沿轨道往返于低海拔和高海拔之间，用于储存电能为重力势能并将储存的重力势能回收作为电能；沿轨道间隔架设有为电动载重轨道车运行提供电能的接触网输电系统。
[0008]具体的，轨道至少包括一对平行设置的上行轨道和下行轨道。
[0009]进一步的，上行轨道和下行轨道的一端分别连接位于低海拔区的第一停车区，上行轨道和下行轨道的另一端分别连接位于高海拔区的第二停车区。
[0010]更进一步的，第一停车区和第二停车区处分别设置有码垛机器人。
[0011]更进一步的，第一停车区和第二停车区处分别设置有分叉式轨道。
[0012]进一步的，上行轨道和下行轨道平均每1km水平距离上升480m。
[0013]具体的，电动载重轨道车的车厢内设置有车内载荷、电驱动及回收系统和电弓，车内载荷用于增加电动载重轨道车的载重；电驱动及回收系统用于电动载重轨道车在海拔上升时提供动力，并在电动载重轨道车海拔下降时回收重力势能发电；电弓与接触网输电系统连接，用于为电驱动及回收系统供电，并将收集的电能传输给接触网输电系统。
[0014]具体的，电动载重轨道车连接有若干载重轨道车，载重轨道车为无动力设计。
[0015]具体的，轨道为齿轨铁路。
[0016]具体的，还包括轨道车智能调度系统，轨道车智能调度系统分别与电动载重轨道车车厢内设置的联网位置传感器无线连接，用于实时获取电动载重轨道车的位置信号，并通过接触网和无线网络对相应的电动载重轨道车进行智能调度。
[0017]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0018]本专利技术一种模块化重力储能系统，使用多条并联倾斜轨道，可同时容纳轨道条数乘以每条轨道小车数量的载荷，成倍提高储能功率；往返于低海拔和高海拔之间，其优势在于，采用轨道方式进行载重运输，多辆载重轨道车可以同时在轨道上运行多辆，提高能量转换功率，使用接触网输电系统可以实时进行能量存储和能量释放，不需要在轨道车上放置电池等储能设备，降低成本。
[0019]进一步的，上行轨道与下行轨道并行存在的优势在于，储能满载轨道车上升，空载轨道车下降，通过低海拔加载，高海拔卸载，可利用较少的轨道车循环运载大量载荷，做到持续大功率储能。放电过程同理，下行轨道车满载，上行轨道车空载同时运行，能够连续运输载重降低海拔，实现持续大功率放电。
[0020]进一步的，上行轨道与下行轨道的一端分别连接位于低海拔区的第一停车区，上行轨道和下行轨道的另一端分别连接位于高海拔区的第二停车区的优势在于，轨道车数量可以不受轨道长度限制，同时运行的轨道车数量可以通过停车区调整，轨道车上行与下行状态切换可利用停车区迅速完成，停车区还有利于后续电站扩容，例如增加轨道车数量等。
[0021]进一步的，码垛机器人用于对载荷轨道车上的重力载荷进行装卸，由码垛机器人将已经储能/放电的载重轨道车进行卸载，并使空车返回重新装载，能够通过额外载荷低成本的提高系统总储能容量。
[0022]进一步的，在倾斜轨道两端采用分叉式轨道停车区设计，轨道车自行进入倾斜轨道工作，极大提高系统响应时间。
[0023]进一步的，低坡度轨道在提高同样海拔时需要更长的里程，效率和经济性很差，因此轨道坡度在可行范围内越高越好，允许的齿轨铁路最高坡度为480
‰
，换算后即为1km水平距离上升480m。
[0024]进一步的，本专利技术中在每个电动载重轨道车上配置电机电控系统，最大储能功率不受单个电机系统限制，功率可调范围大，单个轨道车电机系统需求功率小，可采用小型量产成熟方案，具有模块化、标准化、易扩容、低成本等优势，车内载荷的设计能极大的提高储能系统的最大储能容量，可以利用低成本的沙土、石块作为储能介质，最大容量不受轨道车数量限制；轨道车上设置电驱动和回收系统的优势在于：系统总功率利用启动轨道车数量可进行大幅度调节；储能、发电系统模块化的分布于轨道车上，容易对系统进行检修、扩容等；设置电弓的优势在于，实时进行储能、发电，无需额外电池等储能装置；联网位置传感器的优势在于，独立调度各个动力轨道车，可大幅调整系统功率。
[0025]进一步的，设置无动力的载重轨道车的优势为，减少所需的电驱动与回收系统数量，提高经济性，方便后续进一步扩容。
[0026]进一步的，普通铁轨具有坡度限制，坡度提高后会轨道车会发生滑动，导致无法工作或低效率工作。采用齿轨铁路能够使轨道车运行在高坡度轨道上并且不发生滑动，显著提高效率，节省成本，节省空间。
[0027]进一步的，使用轨道车智能调度系统，对单个轨道车的运行情况实时监测，出现故障时可通过其他车辆调离轨道，故障容许度高，且具有高可维护性。
[0028]综上所述，本专利技术采用多轨道齿轨铁路以及停车区，具有高储能功率，低占地面积，高储能容量等优势；由于采用模块化电动载重轨道车，具有高功率可调范围，高可维护
性，高扩展性；由于采用实时电能传输网络，无需使用大量电池作为中间储能介质，具有低成本。
[0029]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0030]图1为本专利技术结构示意图；
[0031]图2为本专利技术轨道车结构图。
[0032]其中：1.上行轨道；2.下行轨道；3.第一停车区；4.第二停车区；5.电动载重轨道车；6.载重轨道车；7.接触网输电系统；8.码垛机器人；9.轨道车智能调度系统；10.车内载荷；11.电驱动及回收系统；12.电弓；13.联网位置传感器。
具体实施方式
[0033]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，显然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化重力储能系统，其特征在于，包括电动载重轨道车(5)，电动载重轨道车(5)设置在若干倾斜设置的轨道上，轨道的一端设置在低海拔处，另一端对应设置在高海拔处，电动载重轨道车(5)能够沿轨道往返于低海拔和高海拔之间，用于储存电能为重力势能并将储存的重力势能回收作为电能；沿轨道间隔架设有为电动载重轨道车(5)运行提供电能的接触网输电系统(7)。2.根据权利要求1所述的模块化重力储能系统，其特征在于，轨道至少包括一对平行设置的上行轨道(1)和下行轨道(2)。3.根据权利要求2所述的模块化重力储能系统，其特征在于，上行轨道(1)和下行轨道(2)的一端分别连接位于低海拔区的第一停车区(3)，上行轨道(1)和下行轨道(2)的另一端分别连接位于高海拔区的第二停车区(4)。4.根据权利要求3所述的模块化重力储能系统，其特征在于，第一停车区(3)和第二停车区(4)处分别设置有码垛机器人(8)。5.根据权利要求3所述的模块化重力储能系统，其特征在于，第一停车区(3)和第二停车区(4)处分别设置有分叉式轨道。6.根据权利要求2所述的模块化重力储能系统，其特征在于，上行轨道(1)和下行轨道(2)平...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞森，杨兰均，
申请(专利权)人：西咸新区麦特能自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：