[发明专利]一种多重物重力储能用自动接驳和停放系统

说明书

本发明公开一种多重物重力储能用自动接驳和停放系统，包括竖井、巷道、重物停放上库、重物停放下库、支撑梁架、电动提升机、轿厢、AGV轨道地平车、n个重物载体模块、轨道、自动道岔、重物停放平台和液压顶升平台；在储能工况，由AGV轨道地平车将n个重物载体模块依次从重物停放下库转移到轿厢内部，通过电动提升机提升到竖井上部，由AGV轨道地平车转移到重物停放上库存放；在释能工况，由AGV轨道地平车将n个重物载体模块依次从重物停放上库转移到轿厢内部，重物载体模块下降过程中带动电动提升机发电，落到底部后，由AGV轨道地平车从轿厢内转移到重物停放下库存放。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，尤其是一种基于多重物重力储能用自动接驳和停放系统。

背景技术

我国风能和太阳能等新源能源主要分布在西北地区、且太阳能发电集中在白天，而电力负荷主要分布在东南沿海一带、且夜间电力消耗的比值更大，这一现象造成了我国新能源电力生产和消耗存在较强的时空不匹配性。新能源发电受气候条件的影响而波动性较大，特别是在其直接并网比例超过20％以后，可能发生严重的恶性连锁事故，对整个电网产生较大的冲击。也正因为如此，经常会产生弃风、弃光等现象，导致新能源电力的利用率低下。然而，低成本、大容量、易选址的储能技术可有效解决时空不匹配和并网稳定性问题，是可再生能源大规模高效开发利用、实现我国能源领域绿色可持续发展战略的重要保障。

重力储能是一种古老和相对成熟的储能技术，特别是抽水储能技术，已经实现了商业运行。但是抽水储能技术对选址要求很高，需要建设上下游水库，并且水的蒸发量也比较大，在北方、特别是西北地区选址比较困难。利用斜坡轨道和竖井提升重物的重力势能储能系统得到了广泛关注，应用于干旱缺水地区具有优越性。利用斜坡轨道进行重力储能，其效率与斜坡的坡度密切相关，坡度越大、摩擦损耗越小，但大坡度斜坡及轨道的建设存在诸多难题，需考虑极端天气、地质灾害等对储能系统的影响。利用垂直提升重物进行储能，如果可以利用现有或废弃的竖井、梁架等结构，技术难度和建造成本更低，如果需要新建造竖梁或竖井，也会增加建造成本。针对垂直提升重物储能方案，瑞士Energy Vault公司提出了一种利用起重机将混凝土块堆叠成塔的结构，利用混凝土块的吊起和吊落进行储能和释能，单个混凝土砖块的重量可达35吨。采用起重机结构吊装混凝土块需要高载重和高精度抓放的机械手，制造难度大，且存在缆绳晃动难以定位、堆砌塔楼稳定性低等诸多问题，限制了其推广应用。英国Gravitricity公司利用竖井提升机吊装单个重物进行重力储能，为增加储能量，单个重物计划扩大到500吨的重量，进一步提高单个重物的质量对支撑梁架和提升系统等机械结构的设计和建造带来挑战。为了解决竖井单重物重力储能存在的不足，中国发明专利 CN202110714699.8提出了一种利用自动驾驶的轨道小车转移多个重物的方法，如果重物数量过多，多辆自动驾驶轨道小车都需要独立的供电和控制系统，系统整体的可靠性降低，制造和运维费用提高；中国发明专利CN 202111173003.1提出了一种利用龙门架上多个横梁和放射状梁的多重物转移方法，该方法同样存在重物横向转移时间较长和梁架制造成本较高的问题；中国发明专利CN202111561732.4提出了一种利用AGV叉车的重物转移方法，但AGV 叉车的载重量比较小且需要配重，另外，由于其特殊的结构在转移完一个重物后难以倒车进一步转移重物。

发明内容

本发明针对现有垂直提升重物储能系统存在的不足，及其对长时间储能的需求，提出一种多重物重力储能用自动接驳和停放系统。

本发明采用以下两种技术方案：