[发明专利]风力储能发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电装置，尤其涉及一种风力储能发电系统。

背景技术

风能是一种清洁的、储量极为丰富的可再生能源，它和存在于自然界的矿物质燃料能源，如煤、石油、天然气等不同，它不会随着其本身的转化和利用而减少，因此可以说是一种取之不尽、用之不竭的能源。而矿物质燃料储量有限，正在日趋减少，况且其带来的严重的污染问题和温室效应正越来越困扰着人们。因此风力发电正越来越引起人们的关注。

全球风能资源极为丰富，技术上可以利用的资源总量估计约53×106亿kWh/年。作为可再生的清洁能源，受到世界各国的高度重视。近20年来风电技术有了巨大的进步，发展速度惊人。

2010年欧洲风能协会和绿色和平组织签署了《风力12——关于2020年风电达到世界电力总量的12％的蓝图》的报告，“风力12％”的蓝图展示出风力发电已经成为解决世界能源问题的不可或缺的重要力量。按照风电目前的发展趋势，预计2008～2012年期间装机容量增长率为20％，以后到2015年期间为15％，2017～2020年期间为10％。其推算的结果2010年风电装机1.98亿KW，风电电量0.43×104亿kWh，2020年风电装机12.45亿KW，风电电量3.05×104亿kWh，占当时世界总电消费量25.58×104亿kWh的11.9％。

世界风电发展有如下特点：

(1)风电单机容量不断扩大。风电机组的技术沿着增大单机容量、提高转换效率的方向发展。风机的单机容量已从600KW发展到2000～5000KW，如德国在北海和易北河口已批量安装了单机5000KW的风机，丹麦已批量建设了单机容量2000～2200KW的风机。新的风电机组叶片设计和制造广泛采用了新技术和新材料，有效地改善并提高了风力发电总体设计能力和水平。另外，可变桨翼和双馈电机的采用，使机组更能适应风速的变化，大大提高了效率。最近，又发展了无齿风机等，进一步提高了安全性和效率。

(2)风电电价快速下降。由于新技术的运用，风电的电价呈快速下降趋势，且日益接近燃煤发电的成本。以美国为例，风电机组的造价和发电成本正逐年降低，达到可与常规发电设备不相上下的水平。有关专家预测，世界风力发电能力每增加一倍，成本就下降15％。

中国的风能资源十分丰富。根据全国900多个气象站的观测资料进行估计，中国陆地风能资源总储量约32.26亿KW，其中可开发的风能储量为2.53亿KW，而海上的风能储量有7.5亿KW，总计为10亿KW。我国的风电开发起步较晚，大体分为三个阶段。

第一阶段是1986～1990年我国并网风电项目的探索和示范阶段。其特点是项目规模小，单机容量小，最大单机200KW，总装机容量4.2千KW。

第二阶段是1991～1995年示范项目取得成效并逐步推广阶段。共建5个风电场，安装风机131台，装机容量3.3万KW，最大单机500KW。

第三阶段是1996年后扩大建设规模阶段。其特点是项目规模和装机容量较大，发展速度较快，平均年新增装机容量6.18万KW，最大单机容量达到1300KW。

随着风电技术的日趋成熟和电力规模的扩大，风力发电机的功率在向大型化方向发展。风力发电这一朝阳产业必将蓬勃发展，成为将来能源供给的支柱产业!

发明内容

本发明利用风能通过机械能储能单元，利用物理方法实现储能，突破了化学电池的局限，提供了一种高效、节能、环保的基站用风力储能发电系统。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种风力储能发电系统，包括：风动力装置、运动机械能储存装置、发电机和控制计算机，用于实现风力储能发电；还包括运动机械能储存单元，所述运动机械能储存单元连接风动力装置和发电机，进而通过发电机发出平稳的电力，摆脱了传统风力发电输出功率随风力大小变化不稳，输出功率不能按照电力需求供给的弊端；本发明通过机械能储能单元，利用物理方法实现储能，突破了化学电池储能的局限。具有体积小、成本低，对温度要求不高，维护简单，使用寿命长，高效、节能、环保的特点；所述运动机械能储存单元连接风动力装置和发电机，进而通过发电机连接到电电网，并接受电网调度，按照电网要求控制发电功率与时间；。

针对以上技术方案的进一步改进，所述的运动机械能储存单元，它包括机座、控制器1和变速箱，还包括主动轴，主动轴通过第一离合器与变速箱连接，在主动轴上还通过若干个第二离合器并联安装有若干个内设平面蜗卷弹簧的储能装置。