[发明专利]一种蓄能电站

说明书

本申请公开一种蓄能电站，包括：斜坡路基、齿轨铁路、电力机车、蓄能载荷列车和电力线路；电力机车包括：驱动齿轮、牵引装置和控制器；驱动齿轮与齿轨铁路啮合；牵引装置包括：受电弓、开关、变流器和双模电机；电力线路通过受电弓、开关和变流器和双模电机连接；控制器分别与开关和双模电机连接；蓄能载荷列车与电力机车连接；齿轨铁路铺设于斜坡路基处。当电力系统功率过剩时，电力机车从电力系统吸收电能，双模电机以电动机模式运行，驱动列车从坡底沿齿轨铁路上至坡顶，将电能转化为重力势能储存。当电力系统功率不足时，列车在重力作用下，从坡顶沿齿轨铁路滑下，双模电机以发电机模式运行，将重力势能转化为电能，向电力系统输送电能。

技术领域

本申请涉及电力系统储能技术领域，特别是涉及一种蓄能电站。

背景技术

随着新能源的发展，例如风力发电与光伏发电等，这些新能源在电力系统中的比例逐渐增加，但由于这些新能源的波动性较大，用于发电时发电功率不总是稳定的，当电力系统功率过剩时，新能源所发的电能无法被电力系统全额消纳，被迫弃风或弃光而停发，浪费资源；当电力系统功率不足时，新能源发电可能遇到风速不足或无光，无法全额输出电力系统缺少的功率。因此电力系统需要配置储能系统，储存过剩电能或在电力系统功率不足时释放电能到电力系统中。

目前常用的储能系统主要有以下几种：

1、抽水蓄能电站能够一定程度地储存系统过剩的能量，并在需要时及时释放所储存的能量，但是受到水资源与水库地理条件的限制，往往在新能源基地不具备建设抽水蓄能电站的条件，而且抽水蓄能电站投资大，建设周期长。

2、化学电池蓄能电站技术成熟，电站位置灵活，响应速度快，但是化学储能的能量密度小，成本高，电池消耗快，并且存在火灾或爆炸风险，退役电池的环保隐患大。

3、其他的储能形式，例如压缩空气动力储能、飞轮机械储能等都在探索之中，缺少商业应用。

因此，以列车为主要配重、将电能转换为重力势能存储的物理蓄能电站仍为一种重要的储能系统，但是现有的车轨铁路可以攀爬的斜坡坡度为4％至6％，若想满足储存大量电能的需求，需要极长的铁路供列车攀爬，成本高昂的同时，实施更容易被环境限制。

所以，如何在新能源基地建设安全环保的大型物理蓄能电站，是本领域的技术人员亟需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种蓄能电站，解决现有的物理储能电站仍存在车轨铁路攀爬坡度有限，使得实施更容易受到环境限制以及成本更高的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种蓄能电站，包括：斜坡路基1、齿轨铁路2、电力机车3、蓄能载荷列车4和电力线路5；电力机车3包括：驱动齿轮31、牵引装置32和控制器33；其中，驱动齿轮31用于与齿轨铁路2啮合；牵引装置32包括：受电弓321、开关322、变流器323和双模电机324；双模电机324为在电动机模式或发电机模式之间切换运行模式的电机；受电弓321、开关322和变流器323依次串联，该串联电路的两端分别连接电力线路5和双模电机324；控制器33分别与开关322和双模电机324连接，用于控制开关322的开闭状态和双模电机324的运行模式；蓄能载荷列车4与电力机车3连接；齿轨铁路2铺设于斜坡路基1处。

优选地，还包括：顶部停车场；顶部停车场设置于齿轨铁路2位于高处的一端，用于存储蓄能载荷列车4和电力机车3。

优选地，还包括：底部停车场；底部停车场设置于齿轨铁路2位于低处的一端，用于存储蓄能载荷列车4和电力机车3。

优选地，斜坡路基1设置于直线型斜坡，对应的，齿轨铁路2为直线型轨道。

优选地，斜坡路基1设置于山坡，对应的，齿轨铁路2为盘山式轨道。

优选地，斜坡路基1设置于坑洞，对应的，齿轨铁路2为螺旋式轨道。