[发明专利]一种风电机组的储能系统、风电机组及其使用方法

说明书

本发明属于风力发电领域，公开了一种风电机组的储能系统，包括进气管道、控制系统和若干个设置在进气管道内的能量转换与存储系统；进气管道设置在风电机组的轮毂和塔架内；每个能量转换与存储系统包括叶轮和弹簧马达，叶轮与弹簧马达一端连接，叶轮设置在进风侧；弹簧马达另一端与发电机连接，控制系统与弹簧马达和风电机组连接，用于根据风电机组的运行状态控制弹簧马达存储或释放能量。还公开了包含其的风电机组和使用方法，在不影响风机在任何时段出力的情况下，以“削峰填谷”的方式对其出力进行二次补充，具有放电快的特殊优势，可真正实现风机出力的平顺化，减少出力的波动和对电网的冲击，做到电网友好型发电设备。

技术领域

本发明属于风力发电领域，具体涉及一种风电机组的储能系统、风电机组及其使用方法。

背景技术

风力发电技术严重依赖自然界大气中冷热空气流动带来的风，因风力的大小和持续时间具有不确定性以及不可准确预知等特点，导致风电场的出力无法稳定输出，在很长一段时间内风力发电对电网的冲击都比较大。

为了应对此类问题的发生，风电主机通过一系列优化算法努力平滑风机的出力，但只能通过削弱风机的出力，而且鉴于输入的能量具有高度的不确定性和不稳定性，因此面对风速变化快、频次高的情况时实现平滑出力是很困难的。目前风电场也在逐步配置一定容量的电池储能来化解该问题，但配置储能占据大量的空间，不仅独立于风力发电系统，融合度较低，需要向电网索要大量额外的电力或对风机出力采用“削峰”来实现“填谷”之目的，并无法实现自我发电自我补充，而且目前可市场化的储能技术(指具有一定性价比的产品)放电速度慢，无法应对风速变化快、频次高的情况，因此此类方法实为无奈之下的临时救急，不能从根本上解决问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风电机组的储能系统、风电机组及其使用方法，解决了目前的储能技术无法应对风速变化快、频次高的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种风电机组的储能系统，包括进气管道、控制系统和若干个设置在进气管道内的能量转换与存储系统；

进气管道设置在风电机组的轮毂和塔架内；在进气管道内设有增压装置，增压装置设置在能量转换与存储系统前端；

每个能量转换与存储系统包括叶轮和弹簧马达，叶轮与弹簧马达一端连接，叶轮设置在进风侧，弹簧马达另一端与发电机连接；

控制系统与增压装置、弹簧马达和风电机组连接，控制系统用于根据风电机组的运行状态控制增压装置对气体增压，弹簧马达存储或释放能量。

进一步，进气管道包括第一管道和第二管道，第一管道和第二管道垂直连接，第一管道设置在轮毂内，第二管道设置在塔架内。

进一步，第二管道的直径由上至下逐渐变小。

进一步，增压装置采用气体增压泵。

进一步，在进气管道上设有检测过滤系统，检测过滤系统包括前风压检测单元、后风压检测单元和过滤装置，过滤装置设置在前风压检测单元和后风压检测单元之间，前风压检测单元用于检测过滤前的前风压，后风压检测单元用于检测过滤后的后风压；前风压检测单元和后风压检测单元与控制系统连接，控制系统内预设有第一阈值，第一阈值为前风压与后风压的差值；控制系统连接有报警单元，当检测到的前风压和后风压相差超过第一阈值时，说明过滤系统堵塞，控制系统用于启动报警单元。

进一步，在进气管道的进气口设有管道保护罩，管道保护罩包括驱动装置和罩体，罩体一侧铰接在风电机组的机舱前端；罩体与驱动装置连接，驱动装置与控制系统连接；

控制系统内还预设有第二阈值，第二阈值为前风压的最大极限值，当检测到的前风压超过第二阈值时，控制系统用于启动驱动装置关闭罩体。

本发明还公开了一种风电机组，包含所述储能系统。