[发明专利]提石储能电站

说明书

一.技术领域

本发明涉及一种大容量电力储能发电技术。特征是：以石压载重車做势能载体；利 用采矿结束封闭的矿井矿坑及适宜山体的大落差建井道安装升降机发电机；分别建上下库 铁道网存放重车；利用无消纳负荷的低值谷电提升井下重车存于上庫蓄储势能，峰电时释 放势能发电提供高价值电能；这样循环运行，实现电力余缺调剂做调峰、调频、事故电源和 可再生能源的消纳入网等。

二.背景技术

专家预言“建设新型能源系统要二三十年，它依赖储能技术的突破，那时可再生能 源能偍供百分之百的电力需求”储能技术代表电力能源的竞争力，是竞相抢占的制高点；实 践证明储能电站投资大运行费用也高，若不能营利运行就限制了发展，多种技术中抽水储 能电站公认最成熟高效率可达70％，但大容量的上下水库是不多的资源，且工程投资高发 展也慢；而我们的电力全系统庞大的设备资源每天超三分之一时间是处于低效维持亏损运 行的，迫切需要众多储能技术各显神通建设几百座大容量的储能电站，担负起削峰平谷提 高全系统设备利用率和电网运行效果；提高供电可靠性和电能貭量；提高接纳可再生能源 的发电能力。电力储能行业责任重大任务坚巨，提石储能是行业中的新成员，它利用矿井矿 坑現有落差、升降机、铁路资源建设提石储能电站，其容量大小取决于上下库重车的数量是 相对容易做到的，它将以良好的表現为分担储能发电压力带来一种新尝试。

三.发明內容

(一)矿井矿坑适宜山体上下重车库的设置

1.上库：矿井上库与矿坑、适宜山体上下库设置相同；在井上设多股长达数公里的 平行铁轨，升井的重车经驼峰与道岔编组溜放进入预定轨道停放备用。

2.矿井下库：依井下数十公里的巷道及铁轨设施来停放释放完势能的重车备用。

(二)井上升降机发电机设备

双井升降卷筒收放钢绳有不同旋转方向，且每次运行都有间歇性工序停车供重车 入位，出位入库的准备时间，影响发电机运行。要化解这些问题井上设备必须做如下改造： 能提供同一转向，不间断的运转势能供发电机和飞轮运行。

1.可逆发电机电动机；从井下提石储能为电动机，利用势能发电为发电机；或变速 器一轴改为双出头轴，供电动机、发电机同轴串联交替工作。

2.液力耦合器飞轮和超越离合器的设置：将变速器低速轴改为双出头轴(1)右端 设多组液力耦合器飞轮；用于吸收储存重车下降势能，它以软连接形式让飞轮从静到动到 高速运转，时实不间断逐级吸收下降势能，让发电机保持稳定运行，又储备动能；在工序停 车时段为发电机供应动能，直到最后一个飞轮停转前起动下一个重车降行，保持连续势能 供应；(2)左端设超越离合器；在工序停车时切断卷筒轴与变速器的传动关係，让飞轮储备 动能供发电机运行一段时间。

3.同转向传动箱的设置：将卷筒两种不同转向下降势能变为同一转向供发电机和 飞轮运行；它可用增设反向卷筒和外齿轮、內齿圈外齿轮、傘齿轮、多组外齿轮、链轮外齿轮 等多种形式来实現，链轮外齿轮式由链轮a、链条、链轮b、及链轮b同轴的可移动外齿轮组成 一体机箱，安装于卷筒轴与变速器之间经换档实現同一转向。

4渐增重等重停车能量回收装置：升降机往复运行每次安全顺稳释放势能发电，都 伴随着停车巨大能量的流失；渐增重等重停车是将多块同体积长方形重铁，用等距离钢绳 松动连接每块重铁成为一串，停车时钢绳从上到下逐一提起重铁到等重停车为一次回收； 并将每块重铁中部设置一个150毫米的中心孔，供中孔钢绳从上到下穿过每块重铁中孔，并 鎖定在最底部一块重铁的中孔轴上；在一次回收停车能的基础上需停车時中孔钢绳从下到 上逐一提起重铁到等重停车实现二次停车能的回收，这样可交替回收停车能；它利用下降 势能启动反向缠绕钢绳的卷筒提起一块块重铁到等重停车并回收能量；或在井下利用重车 下降势能压下挡阻横樑带动钢绳提起一块块重铁实现停车及能量回收；若设两套停车能回 收装置可交替回收释放利用势能，供小型发电机运行，为电机转子启动助力，等重反向平衡 井上重车上位降低刹车能耗，用于重车出库入库调度用能等。