[实用新型]一种具有抽水储能功能的海上风力发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可将风能转换成储能并向电网稳定供电的系统，属发电技术领域。

背景技术

风能是一种清洁能源，也是最具有开发价值的可再生能源之一。风能是典型的随机性和间歇性能源，当电网负荷较大，需要风力发电场供电时（例如白天用电高峰期），风电场往往因无风或者风力较弱而不能满足电网需求；而当电网负荷减小，供电需求减弱时（例如夜间用电低谷期），又可能出现风力增大，发电量增加的情况，由于电能难以大量存储，造成风能的白白浪费。因此，如何提高风力发电机供电的稳定性，减小风电并网给电网带来的冲击，避免风能资源的浪费一直是有关技术人员面临的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种能够有效利用风能、并向电网稳定供电的具有抽水储能功能的海上风力发电系统。

本实用新型所称问题是以下述技术方案实现的：

一种具有抽水储能功能的海上风力发电系统，由风力发电机组和储能发电装置组成，所述储能发电装置包括风力机塔筒、水泵和两个水轮发电机组，所述风力机塔筒内部由水平隔板分割成上腔和下腔，两腔均设置有与大气连通的排压气道；上腔下部装有带排水阀的排水管，下腔下部装有带进水阀的进水管；所述水泵安装在风力机塔筒下腔内底部，其出水口经抽水管与上腔连通；两个水轮发电机组同风力发电机组一起并入电网，它们的水轮机分别安装在排水管和进水管的管路内。

上述具有抽水储能功能的海上风力发电系统，所述风力机塔筒内部的两个腔容积相等。

本实用新型充分利用海上风力发电机的风力机塔筒进行抽水储能，可在风力较大，风力发电机组的发电量大于电网需求时将电能转换成海水的势能存储起来，等到风力减小或无风时再将海水的势能转换为电能提供给电网，大大提高了风电场供电的稳定性，避免了风能的浪费和风电并网给电网带来的冲击。

本实用新型的特点是：

1、  抽水储能。将风力机塔筒下腔中海水抽到风力机塔筒上腔。需要发电时，打开进水管10和进水阀2，水流流经水轮机，带动水轮发电机组发电。此种储能方式充分利用风力机塔筒，成本低，而且比蓄电池储能方式储存能量高，比压缩空气储能方式简单可靠，不受风力分布的影响，能量利用率高。

2、  提高风能利用效率。用电低谷期，电网不需要风力发电机组供电，风轮空转，导致电能浪费。此时将所发电量供给水泵，将电能转换为水的重力势能，避免能源浪费，达到储能的目的。

3、  储能装置简单、设备利用率高。在风力机塔筒中合理布置隔板，将风力机塔筒分为上下两部分，可提高设备利用率，降低制造成本。

4、  输出功率稳定。通过控制水流量大小，调节水轮发电机功率，从而得到稳定的输出功率，优化电源品质。

5、  海水资源丰富。抽水、排水无需考虑节约问题，丰富的海水资源，为储能发电提供可靠的保证。

6、  系统储能发电。海上风场装机数量一般在几十到几百台之间不等，将所有风力机上的水轮发电机整合并入电网，发电量相当可观。水轮机发电技术成熟，造价低，具有广阔的发展前景。

7、风力水力互补发电。风力发电与水力发电互补，平稳供电。利用风资源、海水资源，降低了发电成本，进而降低上网电价，是一种具有广阔前景，并且集可靠、简单、高效、环保于一体的储能发电系统。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1是本实用新型的储能发电装置的结构示意图。

图中各标号为：1、风力机塔筒；2、排水阀；3、发电机；4、第一水轮发电机组；5、水轮机；6、排水管；7、隔板；8、下腔；9、第二水轮发电机组；10、进水阀；11、进水管；12、水泵；13、抽水管；14、海平面；15、下排压气道；16、上腔；17、上排压气道。

具体实施方式

本实用新型在用电低谷期，电网不需要风力发电机组供电，风力发电机将冗余电量供给水泵12，水泵将风力机塔筒下腔中的海水抽到风力机塔筒上腔。需要供电时，打开上腔的排水阀2和下腔进水阀10，风力机塔筒上腔16中的海水流出，海水流入风力机塔筒下腔8，带动水轮发电机组发电。