[发明专利]一种海上风场的风机储能系统

说明书

本发明涉及一种海上风场的风机储能系统，其包括：至少两个风机发电装置，所述风机发电装置包括风力发电机以及与所述风力发电机连接的传动结构，其中，所述风力发电机具有可转动的风机叶片；水斗，其设置于两个所述风机发电装置之间，且所述水斗浸没于海水中，所述水斗通过钢丝绳与所述传动结构连接；当所述风机叶片转动时，所述风机叶片驱动所述传动结构转动，所述传动结构带动所述水斗向上移动；当所述风机叶片静止时，所述水斗向下移动并驱动所述传动结构转动，所述传动结构带动所述风力发电机发电，因此，上述风机储能系统可以持续稳定的产生电能，解决风电具有的随机性、间歇性、波动性和并网消纳等问题。

技术领域

本发明涉及新能源储能领域，特别涉及一种海上风场的风机储能系统。

背景技术

目前风电是一种重要的清洁能源。由于陆地上可经济开发的风电资源越来越少，全球风电场建设已出现从陆地向近海发展的趋势。与陆地风电相比，海上风电风能资源的能量效益比陆地风电场高20％～40％，还具有不占地、风速高、沙尘少、电量大、运行稳定以及粉尘零排放等优势，同时能够减少机组的磨损，延长风力发电机组的使用寿命，非常适合大规模开发。海上风电还能减少电力运输成本。中国的海上风能资源最丰富的东南沿海地区，经济发达、电网结构较强、又缺乏常规能源，对海上风电的需求量很大，因此实现就近消化，降低输送成本，所以发展潜力巨大。

相关技术中，与陆上风电一样，海上风电也同样面临风电随机性、间歇性和波动性的特点。风电场出功时有时无，时大时小，难以预测，且风电具有反调峰特性，夜晚用电负荷处于低谷，风电出力却往往较大，大规模风电并网运行对于电能质量和电网安全具有一定威胁。因此，需要解决风电的随机性、间歇性和波动性，以及风电的并网消纳问题。

发明内容

本发明实施例提供一种海上风场的风机储能系统，以解决相关技术中风电具有随机性、间歇性、波动性和并网消纳等问题。

第一方面，提供了一种海上风场的风机储能系统，其包括：至少两个风机发电装置，所述风机发电装置包括风力发电机以及与所述风力发电机连接的传动结构，其中，所述风力发电机具有可转动的风机叶片；水斗，其设置于两个所述风机发电装置之间，且所述水斗浸没于海水中，所述水斗通过钢丝绳与所述传动结构连接；当所述风机叶片转动时，所述风机叶片驱动所述传动结构转动，所述传动结构带动所述水斗向上移动；当所述风机叶片静止时，所述水斗向下移动并驱动所述传动结构转动，所述传动结构带动所述风力发电机发电。

一些实施例中，所述风力发电机包括：风机本体，其顶部转动连接有所述风机叶片；变速器，其一侧与所述风机叶片连接，且所述变速器与所述传动结构连接，所述风机叶片驱动所述变速器转动，所述变速器带动所述传动结构转动；发电机，其与所述变速器的另一侧连接，所述变速器带动所述发电机发电。

一些实施例中，所述传动结构包括：传动轴，其一端与所述风力发电机转动连接，所述风机叶片驱动所述传动轴转动；传动轮，其与所述传动轴的另一端转动连接，所述传动轴带动所述传动轮转动，所述传动轮通过所述钢丝绳与所述水斗连接。

一些实施例中，所述风机储能系统包括：至少四个所述风机发电装置，且四个所述风机发电装置围成矩形，所述水斗设置于所述矩形中，所述水斗通过所述钢丝绳分别与四个所述风机发电装置连接。

一些实施例中，所述风机储能系统还包括：速度调节器，其设置于所述风力发电机，所述速度调节器用于调节所述风力发电机与所述传动结构转动连接的转速比；状态监测模块，其设置于所述水斗，所述状态监测模块用于监控所述水斗运行状态；后台控制中心，其分别与所述状态监测模块和所述速度调节器信号连接，所述后台控制中心用于根据所述水斗运行状态控制所述速度调节器。

一些实施例中，所述状态监测模块包括：远程通信模块，其与所述后台控制中心信号连接；高度传感器，其用于测量所述水斗离开海平面的高度，当所述水斗离开海平面的高度超过预设高度时，所述远程通信模块发送第一告警信号至所述后台控制中心。