一种基于电磁感应原理的重力储能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电磁感应原理的重力储能系统，包括重物提升系统、重物转载系统、传动发电系统和协调控制系统；重物提升系统，用于使用链轮和链条类型的设备提升重物；重物转载系统，用于负责将重物块运送到卸料点或从卸料点疏散重物；传动发电系统，用于在储能时向重物提升系统提供动力，在释能时带动发电机发电；协调控制系统，用于对重物提升系统、重物转载系统和传动发电系统的连续协调控制，维持重力储能系统连续运行。本发明专利技术通过模块化设计，重物转载系统与重物提升系统没有设备上的耦合关系，这使得重力储能系统的容量和功率特性完全解耦，可以方便扩容，极大提高重力储能系统的灵活性。系统的灵活性。系统的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁感应原理的重力储能系统


[0001]本专利技术属于重力储能
，具体涉及一种基于电磁感应原理的重力储能系统。

技术介绍

[0002]随着新能源电站大规模接入电网，新能源发电的随机波动性对电网造成巨大冲击。
[0003]现有的储能技术有多种，重力储能是一种低成本、高效率、无污染、长寿命、大容量、响应快、无资源消耗的储能技术。但现有重力储能系统都是使用传动链条、皮带、钢索等对重物进行提升及降落，从而实现重力势能和电能的转换。随着储能系统运行越来越频繁，这类传动机构一方面受到重物的巨大重力，另一方面其在储能与释能过程中频繁受到周期性应力，很容易因为磨损及疲劳导致强度安全问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于电磁感应原理的重力储能系统，可以代替现有重力储能系统中传统的传动机构，避免重力势能和电能转换过程中传动机构出现的磨损和疲劳失效，使得重力储能系统可以适应频繁的启停及储能释能运行过程。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于电磁感应原理的重力储能系统，包括立柱、A相线圈绕组、B相线圈绕组、C相线圈绕组、标准重物以及控制及辅助系统；
[0007]立柱为塔状建筑或依托矿井建设的能够为标准重物提供高度差的固定结构，立柱表面安装有突出的铁芯；
[0008]A相线圈绕组、B相线圈绕组和C相线圈绕组自上而下缠绕在立柱表面的铁芯上；
[0009]标准重物由永磁体制成，其位于立柱的一侧，通过改变标准重物的高度，实现重力势能和电能的相互转换；
[0010]控制及辅助系统用于实现储能与释能过程中，该系统运行的自动控制。
[0011]本专利技术进一步的改进在于，标准重物由永磁体制成，永磁体的N极和S极处于竖直方向上，通过电磁感应原理实现上升和下降。
[0012]本专利技术进一步的改进在于，A相线圈绕组、B相线圈绕组和C相线圈绕组有两种缠绕方式，第一种线圈缠绕方式为三相线圈绕组分别缠绕在单独的铁芯上，第二种线圈缠绕方式为三相线圈绕组交替缠绕在相邻的三个铁芯上。
[0013]本专利技术进一步的改进在于，A相线圈绕组、B相线圈绕组、C相线圈绕组与外界电网形成一个广义的闭合回路，通过滤波整流设备，将外界电网的三相交流电变换为两种电流波形的三相交流电，连接至A相线圈绕组、B相线圈绕组和C相线圈绕组的接线头上。
[0014]本专利技术进一步的改进在于，立柱为竖直方向布置，或者倾斜布置。
[0015]本专利技术进一步的改进在于，立柱是对立的导轨、滑槽结构、圆柱体或平面挡板。
[0016]本专利技术进一步的改进在于，释能时，标准重物由上方落下，其周围的磁力线被缠绕在铁芯上的A相线圈绕组、B相线圈绕组和C相线圈绕组所切割，线圈绕组上将产生感应电流，经过整流升压后，并入外界电网。
[0017]本专利技术进一步的改进在于，控制与辅助系统包括导轨和悬索，用于对标准重物的上升及下降路径进行约束。
[0018]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
[0019]本专利技术提出的一种基于电磁感应原理的重力储能系统，通过使用电磁感应原理提升重物，可以代替现有重力储能系统中传统的传动机构，避免重力势能和电能转换过程中传动机构出现的磨损及疲劳失效，使得重力储能系统可以适应频繁的启停及储能释能运行过程。
[0020]进一步，重物提升系统使用电磁感应原理提升重物，降低了传统的机械传动结构因摩擦力导致的机械损失，提高重力势能和电能的转换效率，从而进一步提高重力储能系统的能量转换效率。
附图说明
[0021]图1是本专利技术所述一种基于电磁感应原理的重力储能系统的标准重物受力示意图。
[0022]图2中(a)
‑
(d)分别是本专利技术所述一种基于电磁感应原理的重力储能系统整体结构图。
[0023]图3中(a)和(b)是本专利技术所述一种基于电磁感应原理的重力储能系统链条处细节图。
[0024]图4中(a)和(b)是本专利技术所述一种基于电磁感应原理的重力储能系统重物悬挂方式示意图。
[0025]图5中(a)
‑
(d)分别是本专利技术立柱的结构示意图。
[0026]附图标记说明：
[0027]1‑
立柱，2
‑
标准重物；3
‑
铁芯；4a
‑
A相线圈绕组，4b
‑
B相线圈绕组，4c
‑
C相线圈绕组，5
‑
第一种线圈缠绕方式，6
‑
第一种电流波形，7
‑
第二种线圈缠绕方式，8
‑
第二种电流波形。
具体实施方式
[0028]下面结合具体的实施方式对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。
[0029]如图1至图4所示，本专利技术提供的一种基于电磁感应原理的重力储能系统，包括立柱1、A相线圈绕组4a、B相线圈绕组4b、C相线圈绕组4c、标准重物2以及控制及辅助系统；立柱1为塔状建筑或依托矿井建设的能够为标准重物提供高度差的固定结构，立柱1表面安装有突出的铁芯3；A相线圈绕组4a、B相线圈绕组4b和C相线圈绕组4c自上而下缠绕在立柱1表面的铁芯3上；标准重物2由永磁体制成，其位于立柱1的一侧，通过改变标准重物2的高度，实现重力势能和电能的相互转换；控制及辅助系统用于实现储能与释能过程中，该系统运
行的自动控制。
[0030]如图1所示，立柱1为柱状塔式结构，立柱1表面安装突出的铁芯3。立柱1为竖直方向布置，某些情况下，也可以倾斜布置，如为了减小建设塔式结构的成本，也可依托山体架构建设以轨道为导向装置的倾斜立柱。
[0031]标准重物2由永磁体制成，通过改变标准重物的高度，实现重力势能和电能的相互转换。
[0032]控制及辅助系统用于实现储能与释能过程中，各设备运行的自动控制。
[0033]标准重物通过电磁感应原理实现上升和下降，标准重物由永磁体制成，磁铁的N极和S极处于竖直方向上。可以N极向上，也可以S极向上。本实施例中，S极竖直向上。
[0034]线圈绕组缠绕在立柱上的铁芯上，线圈绕组有两种缠绕方式，第一种为三相线圈绕组分别缠绕在单独的铁芯上，第二种为三相线圈绕组交替缠绕在相邻的三个铁芯上。第一种缠绕方式对输入的电流波形有特殊要求，该波形需要经过整流装置获得，将标准正弦波形的半个周期的波形拉长为另外半个波形的两倍，如图3所示。第二种缠绕方式使用的电流波形为标准的三相交流电，可以直接取自电网。
[0035]如图4所示，本实施例中，三相线圈绕组交替缠绕在相邻的三个铁芯上。相邻的三个铁芯和缠绕的线圈绕组形成一个磁极单元。储能时使用的电流波形为标准的三相交流电。线圈绕组与外界电网形成一个广义的闭合回路。通过滤波整流设备，将外界电网的三相交流电变换为如图4所示的三相交流电，三相电连接至线圈绕本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁感应原理的重力储能系统，其特征在于，包括立柱(1)、A相线圈绕组(4a)、B相线圈绕组(4b)、C相线圈绕组(4c)、标准重物(2)以及控制及辅助系统；立柱(1)为塔状建筑或依托矿井建设的能够为标准重物提供高度差的固定结构，立柱(1)表面安装有突出的铁芯(3)；A相线圈绕组(4a)、B相线圈绕组(4b)和C相线圈绕组(4c)自上而下缠绕在立柱(1)表面的铁芯(3)上；标准重物(2)由永磁体制成，其位于立柱(1)的一侧，通过改变标准重物(2)的高度，实现重力势能和电能的相互转换；控制及辅助系统用于实现储能与释能过程中，该系统运行的自动控制。2.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应原理的重力储能系统，其特征在于，标准重物(2)由永磁体制成，永磁体的N极和S极处于竖直方向上，通过电磁感应原理实现上升和下降。3.根据权利要求2所述的一种基于电磁感应原理的重力储能系统，其特征在于，A相线圈绕组(4a)、B相线圈绕组(4b)和C相线圈绕组(4c)有两种缠绕方式，第一种线圈缠绕方式(5)为三相线圈绕组分别缠绕在单独的铁芯上，第二种线圈缠绕方式(7)为三相线圈绕组交替缠绕在相邻的三个铁芯上。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨可，赵杰，薛志恒，杜文斌，陈会勇，郑少雄，张荻，杨众乔，姜泽，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：