[实用新型]压缩空气蓄能式风力发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用风能源的风力发电装置，特别是一种利用压缩空气对风能转化的电能进行重新发电的装置。

背景技术

风力发电是新能源和可再生能源领域中发展最快的一种技术。风力发电是利用风机在自然风的吹动下获得动能，然后转变为风轮转动的机械能，再通过增速箱带动发电机进行发电的新能源发电工程。风力发电场从发电机获得的电能经整流、逆变等处理后并网到电网中，为用户提供电能。但是由于自然风的风速、风向具有突变和多变的特点，给风力发电造成很大影响，不仅表现在对风力发电系统中的增速箱、发电机等设备产生冲击，造成对设备的损坏，最主要的还表现在其风电出力的不稳定性。风力发电场中由于风力发电系统的风电出力不稳定使得其在正常运行过程中必须使用火电机组大幅度参与风力发电系统的调频工作，而火电机组调节速度较慢，难以适应风电的大幅度快速变化。随着风力发电量的快速增长，风电突变幅度将继续增大，这将对电网频率质量造成较大影响，风电并网问题成为风电发展的最大瓶颈。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种蓄能式风力发电系统，能够解决风力发电系统输出电能的不稳定问题，使风力发电输出的电能能够平稳、源源不断地供给电网，使风电并网的难题得以解决。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下。

压缩空气蓄能式风力发电系统，包括设置在风电场中的风机、空气压缩机、储气罐、减压罐、气动发电机组以及控制装置，所述风机的输出端与空气压缩机连接，空气压缩机的压缩空气输出端通过管道与储气罐连通，储气罐的输出端通过控制阀与减压罐连通，减压罐的输出端通过连接管与气动发电机组的空气输入端口连通；所述控制装置的输入端分别与设置在储气罐中、减压罐中和气动发电机组中的压力传感器连接，控制装置的输出端与控制阀连接。

本实用新型所述气动发电机组的具体结构为：气动发电机组包括多级气动发动机，所述每级气动发动机的输出端分别通过联轴器连接一台发电机。

本实用新型的改进在于：相邻气动发动机之间均通过连接管连通，所述连接管的管径自第一级气动发动机至最后一级气动发动机递增。

本实用新型的进一步改进在于：所述减压罐与气动发电机组之间还设置有换热器。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步如下。

本实用新型结构简单，无需通过火电机组参与调频即可输出稳定连续的电能，降低了电网的压力，使风电并网的难题得到顺利解决。本实用新型设置的空气压缩机能够将风机输出的机械能转换为空气压缩能，由于自然风的多变和突变带来的能量冲击被压缩空气所吸收，所以不会对风力发电系统中的气动发动机以及发电机产生冲击，提高了本实用新型的安全性和可靠性，延长了本实用新型的寿命。

本实用新型气动发电机组中的连接管管径以依次递增的方式设置，达到稳定气压的作用，使末级气动发动机排入大气中的气体压力略高于大气压力，大大提高压缩空气的利用效率。由于高压气体在减压后温度大幅降低，与环境温度将形成较大温度差，本实用新型通过设置的换热器从环境中给低温的气体补充热量，根据热力学规律，气体的温度和压力将升高，能量增大，最终使气动发动机输出更多的机械能提高机组效率。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

其中，1. 风机，2. 空气压缩机，3. 储气罐，4. 减压罐，5. 气动发电机组，51. 气动发动机，52. 发电机，6. 控制装置，7. 控制阀，8. 换热器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

一种压缩空气蓄能式风力发电系统，其结构如图1所示。包括设置在风电场中的风机1、空气压缩机2、储气罐3、控制阀7、减压罐4、换热器8、气动发电机组5以及控制装置6。气动发电机组5包括多级气动发动机51，每级气动发动机的输出端分别通过联轴器连接一台发电机；在本实施例中气动发电机组设置了两台气动发动机，分别为第一级气动发动机和第二级气动发动机。