一种基于移动列车运行活塞风的发电方法技术

本发明专利技术属于风力发电技术领域，尤其涉及一种基于移动列车运行活塞风的发电方法。具体包括以下步骤：选定满足发电机组安装空间的区域，进行发电机组的布置及安装；根据装机容量及系统发电量计算，选配蓄电池组和逆变器规格型号并设置于就近车站内；进行发电系统输电线缆、控制线缆等敷设及系统连接，并进行系统调试运转；实现发电并向用户进行供电。本发明专利技术所搭建的系统经济性极高，增强了系统发电电能的质量，并实现了对蓄电池组进行相对稳定的连续充电，扩大了系统所发电能的应用场景与应用范围。围。围。

【技术实现步骤摘要】
一种基于移动列车运行活塞风的发电方法


[0001]本专利技术属于风力发电
，具体涉及一种基于移动列车运行活塞风的发电方法。

技术介绍

[0002]风力发电作为可再生资源风能的高品质挖掘利用，一直被大力推广与重视，当列车高速运行于区间隧道中，在隧道内形成巨大的空气压力变化而产生对流形成了源源不断的活塞风运动，这种运动形成的风能如果不加以利用，将是一种巨大的能源损失，充分挖掘该活塞风能潜力并配套风电转换装置则可获得一定的绿色电能。然而现有技术中类似的系统搭建方式随意，对相关布设安装位置和发电机组的匹配性选取缺乏研究，导致成型后的发电系统存在工程造价高、能量效率低、利用不充分、电能应用面窄、经济性差等系列问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于移动列车运行活塞风的发电方法，其充分挖掘列车运行于区间隧道中而产生源源不断的活塞风能潜力，配置以相应的风电转换装置，以获取一定量的绿色清洁电能资源并加以利用，以降低传统电能资源的消耗。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种基于移动列车运行活塞风的发电方法，包括如下步骤:
[0006]步骤一、对区间隧道内的土建条件进行逐一排查核实，选定设备限界以外具备发电机组安装空间的有效隧道区域，并结合其可供安装的位置、有效断面空间大小、限界及安全防护要求等综合确定发电机组的安装固定方式；
[0007]步骤二、收集隧道内运行列车的实际运行速度、运行时长、运行间隔周期及行车方向等运行工况，并通过现场实测或模拟分析及系统选型计算确定发电机组型号、组件结构形式及风轮旋转方向；
[0008]步骤三、在步骤一选定的有效隧道区域内，根据确定的发电机组型号在区间隧道对应位置进行布设，每处至少布设一组可适应高、低风速驱动的两个不同型号发电机组，通过风轮转速判断控制两个发电机组之间的切换工作；
[0009]步骤四、通过系统发电能力计算，选配相适应的蓄电池组和逆变器规格型号，并将其安装在与发电机组布设的区间相连就近车站的风道风亭或区间隧道洞口的专用机房内；
[0010]步骤五、进行活塞风发电系统的输电线缆、控制线缆等敷设及系统连接，并进行系统调试运转；
[0011]步骤六、经电池蓄电、逆变器转换产生的电能，通过系统并网至用户容量相匹配的非重要负荷供电系统。
[0012]进一步地，步骤二中，发电机组风轮旋转方向与列车前进方向相一致，并设逆止装置克服反向气流对旋转叶轮的冲击，风轮旋转轴与叶片连接方式根据发电机组所处空间大小不同采用垂直或水平的结构形式。
[0013]进一步地，步骤三还包括：结合发电机组所处风场的活塞风速为周期性由弱到强再到弱的变化规律，对所布置的发电机组启动风速及有效工作风速范围进行程序设定，具体可通过风轮转速判断控制发电机组的自动切换工作，实现对蓄电池组进行相对稳定的连续充电。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有的优点和效果如下：
[0015]1)本专利技术在于可不改变区间隧道本身使用功能和结构断面尺寸的前提下，在可形成有效活塞风、且具备发电机组安装空间的有效隧道区域布设发电机组，最大限度的发挥工程设施本身提质增效的作用，所搭建的系统经济性极高。
[0016]2)本专利技术在于通过逆止装置对旋转叶轮进行单向控制，克服反向气流对旋转叶轮的冲击，提高机组的发电效率与电能质量。
[0017]3)本专利技术在于发电机组进行程序设定为不同启动风速和有效工作风速下运行工作，通过发电机组自动切换工作，增强系统发电电能质量，并实现对蓄电池组进行相对稳定的连续充电。
[0018]4)本专利技术在于通过电池蓄电、逆变器转换将所发出的绿色电能并网至用户供电系统，扩大系统所发电能的应用场景与应用范围。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的实现方法示意图；
[0020]图2为实施例中发电机组布设于隧道扩大断面中的示意图；
[0021]图3为实施例中发电机组布设于联络通道中的示意图；
[0022]图中：1
‑
区间隧道，2
‑
发电机组，3
‑
列车轮廓。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]本专利技术为一种基于移动列车运行活塞风发电方法。本专利技术通过在区间隧道内但凡可形成有效活塞风，但不改变隧道结构形式的部位布设相应的发电机组，通过列车在区间隧道内运行过程产生的活塞风作用来驱动所有布设的发电机组产生可被利用的绿色电能。
[0025]参见图1，本专利技术包括以下步骤：
[0026]步骤一、对区间隧道内的土建条件进行逐一排查核实，选定设备限界以外具备发电机组安装空间的有效隧道区域，并结合其可供安装的位置、有效断面空间大小、限界及安全防护要求等综合确定发电机组的安装固定方式；
[0027]步骤二、收集隧道内运行列车的实际运行速度、运行时长、运行间隔周期及行车方向等运行工况，并通过现场实测或模拟分析及系统选型计算确定发电机组型号、组件结构形式及风轮旋转方向；
[0028]步骤三、在步骤一选定的有效隧道区域内，根据确定的发电机组型号在区间隧道对应位置进行布设，每处至少布设一组可适应高、低风速驱动的两个不同型号发电机组，通过风轮转速判断控制两个发电机组之间的切换工作；
[0029]步骤四、通过系统发电能力计算，选配相适应的蓄电池组和逆变器规格型号，并将其安装在与发电机组布设的区间相连就近车站的风道风亭或区间隧道洞口的专用机房内；
[0030]步骤五、进行活塞风发电系统的输电线缆、控制线缆等敷设及系统连接，并进行系统调试运转；
[0031]步骤六、经电池蓄电、逆变器转换产生的电能，通过系统并网至用户容量相匹配的非重要负荷供电系统。
[0032]实施例：
[0033]本专利技术所涉及的一种基于移动列车运行活塞风发电方法，以一条城市轨道交通地下线路为例进行说明：
[0034]某地下线路长度约26公里、连续设地下车站18座、线路为单洞单线隧道，两座车站间的每一段隧道内设置左右线联络通道至少1处、车站端头区间盾构吊出井扩大断面、车站端部区间机械活塞风阀扩大断面、区间中间风井扩大断面、马蹄形暗挖扩大断面、特殊区段扩大断面等等超过标准设备限界以外的土建空间若干处，均具备小型发电机组的固定安装，如图2、图3所示。
[0035]该线路列车最高运行速度每小时80公里、每日运行时长18小时，每日高峰小时列车运行间隔不超过3分钟、其余时间段列车运行间隔不超过5分钟。通过对区间隧道内上述所涉及的断面(图2所示断面)位置活塞风风速现场实测或模拟分析，并结合图2断面空间，拟采用水平轴风力发电机组，选择启动风速分别为2.5m/s和5.0m/s两个型号的发电机组，并设定其有效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于移动列车运行活塞风的发电方法，其特征在于, 包括如下步骤:步骤一、对区间隧道（1）内的土建条件进行逐一排查核实，选定设备限界以外具备发电机组安装空间的有效隧道区域，并结合其可供安装的位置、有效断面空间大小、限界及安全防护要求等综合确定发电机组（2）的安装固定方式；步骤二、收集隧道内运行列车的实际运行速度、运行时长、运行间隔周期及行车方向等运行工况，并通过现场实测或模拟分析及系统选型计算确定发电机组型号、组件结构形式及风轮旋转方向；步骤三、在步骤一选定的有效隧道区域内，根据确定的发电机组型号在区间隧道（1）对应位置进行布设，每处至少布设一组可适应高、低风速驱动的两个不同型号发电机组（2），通过风轮转速判断控制两个发电机组（2）之间的切换工作；步骤四、通过系统发电能力计算，选配相适应的蓄电池组和逆变器规格型号，并将其安装在与发电机组布设的区间相连就近车站的风道风亭或区...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔小博，郭永桢，李德辉，鱼晟睿，黄泽茂，樊航，郑程升，刘凯，南硕，赵鹏，
申请(专利权)人：中铁第一勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：