[发明专利]风能全方向水平收集纵向提速智能储能调节稳定发电系统

权利要求书

1.风能全方向水平采集纵向提速、风量采集有效调节、高风速多方式储能(调频、降峰)、低风速智能瞬时释放储能补充(调频、补峰)的风能全方向水平采集纵向提速智能储能调节稳定发电系统的主体装置(图1、图2)，其特征在于区别于传统风力发电机风能水平采集直接利用，而本发明装置采用风能全方向水平采集纵向提速的风能利用方式：

(1)装置具体结构以其中涡轮上置式部分为例(图11)，此装置从下至上由底板、3层喇叭状弧形结构、通过16块隔风板将360°等分为22.5°弧联成的整体结构，形成上下2层各16个(共32个)、22.5°弧的相对独立的风力导向通道至一、二级涡轮；同时通过控制2块智能载轨式挡风板的位置，保证任何风向时由3层喇叭状弧形结构、16块隔风板与2块挡风板共同构成上下2层各8个(共16个)、180°弧的正对来风方向的相对独立的风能采集面和风力导向通道、上下2层各8个(共16个)、180°弧的由挡风板与隔风板构成的相对封闭空间；3层喇叭状弧形结构的下部大圆直径相等，3层大圆为上下结构、其上下之间的距离与挡风隔板构成360°的风能接收面，3层大圆边缘外固定轨道用于安装2块90°弧的、且可沿大圆外缘轨道移动的挡风板，2块挡风板分别配步进电机，沿轨道360°步进且可停在任何位置(大多数时刻，2块挡风板，各以22.5°弧为1个步进单位，且各与4块隔风板形成相对封闭的空间，图19)；3层喇叭状弧形结构的上部小圆的直径不相等，由下至上，其直径逐个变大，最下面的第1小圆直径最小、最上面的第3小圆直径最大。最下面第1小圆顶面低于中间第2小圆顶面，构成第一级出风口、安装一级涡轮；中间第2小圆顶面低于最上面第3小圆顶面，构成第二级出风口、安装二级涡轮；一、二级涡轮共用转轴，第一级涡轮主要是提高涡轮转轴的旋转速度、第二级涡轮增大涡轮转轴扭矩，以确保高电力负荷时风力发电机组的高水平运行(第一级涡轮与转轴刚性固定；第二级大涡轮通过正向齿轮向转轴传递动力，当转轴转速高于第二级大涡轮转速时，第二级大涡轮不向转轴传递动力，处于空转状态；当转轴转速低于第二级大涡轮转速时，第二级大涡轮与第一级涡轮共同向转轴传递动力，增加转轴的转速和扭矩)。第1内小圆上部通过轴承固定涡轮转轴，涡轮转轴与底板上的风力发电机组相连，风力发电机组的外壳等不转动的部件通过螺栓固定在喇叭状弧形结构的下面，风力发电机组转子等转动部件与上部一、二级涡轮、转轴、永磁齿轮传动大飞轮通过轨道轴承、支承轴承和定位轴承固定于底板之上；底板上还对称安装了真空电磁齿轮传动储能飞轮、真空电磁齿轮传动空气压缩机及电磁齿轮传动智能控制供电电路、真空电磁齿轮传动空气压缩机冷却换热介质储罐与管道、压缩空气充放气智能阀组件等。

(2)本发明装置按上置式、下置式镜像组合安装，上下各有2个独立的风能采集面和一、二级涡轮(一、二级出风口)，出风口一上一下，形成装置结构对称的力平衡，提高结构与塔架的稳定性；上置式、下置式相互独立自成发电体系，中间通过“压缩空气充放平衡环状管道和蓄热保温水箱(寒冷地区保温水可改为防冻液)”结构相连(图13、图1、图2)，上置式、下置式发电机组共用一套压缩空气储能储罐和蓄热保温水箱。

(3)本发明的优势还在于当风能资源丰富时，可调整塔架高度安装多套发电机组于一个塔架结构上，增加单塔装机容量；当风能资源相对匮乏时，调整塔架高度增加喇叭形结构数量，增加风能采集面积；装机容量需求小时，可以单独采用上置式、或采用下置式。