一種高空風能的儲能并網(wǎng)系統(tǒng)技術方案

本實用新型專利技術涉及高空風能發(fā)電領域，具體公開了一種高空風能的儲能并網(wǎng)系統(tǒng)，包括至少一臺電動發(fā)電一體機，所述電動發(fā)電一體機與整流單元連接，所述整流單元通過儲能單元與逆變單元連接，且所述逆變單元與電網(wǎng)連接。本實用新型專利技術提供了一種適用于發(fā)電機設置在地面的高空風能發(fā)電的儲能并網(wǎng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，既能提高高空風能發(fā)電的并網(wǎng)的電能質(zhì)量，提高高空風能發(fā)電并網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，又無需再在發(fā)電機之外再另外設置一個電機，有效精簡了高空風能發(fā)電系統(tǒng)中地面發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)，且大大簡化了系統(tǒng)的電路的線路布置。

A grid connected energy storage system for high altitude wind energy

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種高空風能的儲能并網(wǎng)系統(tǒng)
本技術涉及高空風能發(fā)電領域，具體涉及一種高空風能的儲能并網(wǎng)系統(tǒng)。
技術介紹
風能是一種清潔的可再生能源，而高空中蘊藏的風能超過人類社會總需能源的100多倍。高空風能具有風速大、平均能量密度高、地域分布廣、穩(wěn)定性高、常年不斷等特點。目前，對高空風能的利用主要是通過在高空中采集風能，將風能轉(zhuǎn)化為機械能，最后將機械能轉(zhuǎn)換為電能或其它形式的能量。現(xiàn)有利用高空風能進行發(fā)電的方式主要有兩種：一種是將發(fā)電機懸置于高空中，如安裝有固定渦輪的飛艇、高空風力發(fā)電機；另一種是將發(fā)電機設置在地面，如高空風箏型發(fā)電系統(tǒng)和傘型風力發(fā)電系統(tǒng)。現(xiàn)有技術中，高空風能發(fā)電的地面發(fā)電機組包括動力卷揚機、容繩卷揚機和下行電機。高空風箏型發(fā)電裝置和傘型風力發(fā)電裝置通過纜繩與地面發(fā)電機組中的動力卷揚機連接，由高空風箏型發(fā)電裝置和傘型風力裝置上行時通過纜繩帶動動力卷揚機轉(zhuǎn)動，將風能轉(zhuǎn)化為電能。對于高空風箏型發(fā)電系統(tǒng)/傘型風力發(fā)電系統(tǒng)，在實際發(fā)電過程中，由于纜繩的長度有限，風箏/做功傘不可能一直處于上升做功狀態(tài)，因此，高空風箏型發(fā)電系統(tǒng)/傘型風力系統(tǒng)在發(fā)電過程中，風箏/做功傘是不斷地上升、下降的，而當需要收回風箏/做功傘時，目前的技術多是設置一個電機(下行電機)帶動動力卷揚機反轉(zhuǎn)將風箏/做功傘拉下來的，如此，大大增加了地面發(fā)電機組結(jié)構(gòu)的復雜程度，增加了占用空間，對于地面發(fā)電機組的布局和線路布置也增加難度。明顯地，高空風箏型發(fā)電系統(tǒng)/傘型風力系統(tǒng)的發(fā)電過程是一個間歇式的發(fā)電過程，而且其不發(fā)電時還需要耗費一定的電量。同時，由于風力發(fā)電還具有一定的隨機性，因此，高空風能發(fā)電接入到電網(wǎng)中對于電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性會帶來較大的隱患。
技術實現(xiàn)思路
本技術旨在克服上述現(xiàn)有技術的至少一種缺陷(不足)，提供一種適用于發(fā)電機設置在地面的高空風能發(fā)電的儲能并網(wǎng)系統(tǒng)。本技術采取的技術方案是，一種高空風能的儲能并網(wǎng)系統(tǒng)，包括至少一臺電動發(fā)電一體機，所述電動發(fā)電一體機與整流單元連接，所述整流單元通過儲能單元與逆變單元連接，且所述逆變單元與電網(wǎng)連接。本技術提供了一種適用于發(fā)電機設置在地面的高空風能發(fā)電的儲能并網(wǎng)系統(tǒng)，電動發(fā)電一體機發(fā)電通過所述整流單元整流成直流電之后，優(yōu)先輸送至儲能單元中儲存，在保證儲能單元的電量充足的前提下將多余的電量輸送至逆變單元，經(jīng)逆變單元逆變后輸送至電網(wǎng)中。本方案通過設置儲能單元，一方面使得高空風能所發(fā)的電能能夠穩(wěn)定接入電網(wǎng)，防止由于系統(tǒng)發(fā)電功率變化過大而影響電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性；另一方面更重要的是，當電動發(fā)電一體機由發(fā)電狀態(tài)轉(zhuǎn)換成用電狀態(tài)時，可以由電網(wǎng)或者儲能單元提供的電能。尤其是當電網(wǎng)斷電的情況下，儲能單元能夠保證提供電能驅(qū)動動發(fā)電一體機將風箏/做功傘收回，如此也能夠增加系統(tǒng)的安全性。儲能單元可通過逆變后向電網(wǎng)提供電能，也可以直接經(jīng)過逆變后向電動發(fā)電一體機供電。本方案結(jié)構(gòu)簡單，既能提高高空風能發(fā)電的并網(wǎng)的電能質(zhì)量，提高高空風能發(fā)電并網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，又無需再在發(fā)電機之外再另外設置一個電機，有效精簡了高空風能發(fā)電系統(tǒng)中地面發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)，且大大簡化了系統(tǒng)的電路的線路布置。作為一種優(yōu)選的方案，所述逆變單元為帶變頻功能的逆變單元，既能將直流電轉(zhuǎn)換為交流電逆變并網(wǎng)，也可以通過控制電流電壓來控制所述電動發(fā)電一體機的工作狀態(tài)。作為一種優(yōu)選的方案，所述儲能并網(wǎng)系統(tǒng)還包括動力卷揚機、容繩卷揚機以及纜繩，所述動力卷揚機與所述電動發(fā)電一體機連接；所述纜繩一端連接有風箏/做功傘，另一端在所述動力卷揚機的卷筒上繞卷若干圈后，收卷于所述容繩卷揚機中；所述纜繩帶動所述動力卷揚機的卷筒轉(zhuǎn)動，從而帶動所述電動發(fā)電一體機發(fā)電。本方案中，電動發(fā)電一體機與動力卷揚機連接，當風箏/做功傘上升做功時，纜繩帶動動力卷揚機的卷筒轉(zhuǎn)動，動力卷揚機帶動電動發(fā)電一體機發(fā)電，其發(fā)電的電能通過雙向AC/DC逆變單元輸送至直流母線上；當風箏/做功傘需要收回時，電動發(fā)電一體機通過雙向AC/DC逆變單元從直流母線上獲取電能驅(qū)動動力卷揚機反轉(zhuǎn)，卷繞纜繩將風箏/做功傘拉下收回。作為一種優(yōu)選的方案，所述整流單元連接有至少兩臺所述電動發(fā)電一體機。作為一種優(yōu)選的方案，所述儲能單元采用儲能電池。優(yōu)選地，所述儲能電池為可深度充放電且能快速切換充放電過程的儲能電池。選用可深度充放電、并可快速切換充放電過程的儲能電池，補充了高空風能的隨機性、不穩(wěn)定性以及需要向電動發(fā)電一體機供電的特性，能有效應對電網(wǎng)的極端惡劣情況。作為一種優(yōu)選的方案，所述逆變單元和所述電網(wǎng)之間還設有低壓開關。在實際應用中可以是低壓柜裝置。與現(xiàn)有技術相比，本技術的有益效果為：本技術提供了一種適用于發(fā)電機設置在地面的高空風能發(fā)電的儲能并網(wǎng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，既能提高高空風能發(fā)電的并網(wǎng)的電能質(zhì)量，提高高空風能發(fā)電并網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，又無需再在發(fā)電機之外再另外設置一個電機，有效精簡了高空風能發(fā)電系統(tǒng)中地面發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)，且大大簡化了系統(tǒng)的電路的線路布置。附圖說明圖1為實施例中高空風能的儲能并網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記：1.電動發(fā)電一體機；2.整流單元；3.儲能單元；4.逆變單元；5.電網(wǎng)；6.低壓開關。具體實施方式本技術附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本技術的限制。為了更好說明以下實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸；對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。實施例如圖1所示，本實施例提供了一種高空風能儲能并網(wǎng)系統(tǒng)，包括電動發(fā)電一體機1，電動發(fā)電一體機1與整流單元2連接，整流單元2通過儲能單元3與逆變單元4連接，且所述逆變單元4與電網(wǎng)5連接。逆變單元4與電網(wǎng)5之間還設有低壓開關6。其中，逆變單元4為帶變頻功能的逆變單元，其既能將直流電轉(zhuǎn)換為交流電逆變并網(wǎng)，也可以通過控制電流電壓來控制所述電動發(fā)電一體機的工作狀態(tài)。在實際應用可以采用陽光電源的全功率風能變流器，還可以采用其他類型能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的逆變單元。在本實施例中，電動發(fā)電一體機1采用的是湘潭電機XE128-1000，電壓等級690V，在實際應用中也可以采用其他能夠達到相同或相似效果的電機型號。其中，本實施例還包括動力卷揚機、容繩卷揚機以及纜繩，動力卷揚機與電動發(fā)電一體機1連接；纜繩一端連接有風箏/做功傘，另一端在動力卷揚機的卷筒上繞卷若干圈后，收卷于容繩卷揚機中。當風箏/做功傘上升做功時，纜繩帶動動力卷揚機的卷筒轉(zhuǎn)動，動力卷揚機帶動電動發(fā)電一體機1發(fā)電，其發(fā)電的電能通過整流單元2整流成直流電之后，優(yōu)先輸送至儲能單元3中儲存，在保證儲能單元3的電量充足的前提下將多余的電量輸送至逆變單元4，經(jīng)逆變單元逆變后輸送至電網(wǎng)5中；當風箏/做功傘需要收回時，電動發(fā)電一體機1通過電網(wǎng)5或者儲能單元3獲取電能以驅(qū)動動力卷揚機反轉(zhuǎn)，卷繞纜繩將風箏/做功傘拉下收回。在圖1中示出的是一個整流單元2只與一臺電動發(fā)電一體機1連接，在實本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
1.一種高空風能的儲能并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一臺電動發(fā)電一體機，所述電動發(fā)電一體機與整流單元連接，所述整流單元通過儲能單元與逆變單元連接，且所述逆變單元與電網(wǎng)連接；/n還包括動力卷揚機、容繩卷揚機以及纜繩，所述動力卷揚機與所述電動發(fā)電一體機連接；所述纜繩一端連接有風箏/做功傘，另一端在所述動力卷揚機的卷筒上繞卷若干圈后，收卷于所述容繩卷揚機中；所述纜繩帶動所述動力卷揚機的卷筒轉(zhuǎn)動，從而帶動所述電動發(fā)電一體機發(fā)電。/n

【技術特征摘要】
1.一種高空風能的儲能并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一臺電動發(fā)電一體機，所述電動發(fā)電一體機與整流單元連接，所述整流單元通過儲能單元與逆變單元連接，且所述逆變單元與電網(wǎng)連接；
還包括動力卷揚機、容繩卷揚機以及纜繩，所述動力卷揚機與所述電動發(fā)電一體機連接；所述纜繩一端連接有風箏/做功傘，另一端在所述動力卷揚機的卷筒上繞卷若干圈后，收卷于所述容繩卷揚機中；所述纜繩帶動所述動力卷揚機的卷筒轉(zhuǎn)動，從而帶動所述電動發(fā)電一體機發(fā)電。


2.根據(jù)權利要求1所述的高空風能的儲能并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變單元為帶變...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張建軍，
申請(專利權)人：廣東高空風能技術有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44