[实用新型]一种压缩空气储能并网风力发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电装置，特别涉及一种压缩空气储能并网风力发电装置。

背景技术

现有风力发电机一般为水平轴风力发电机（有少量的垂直轴风力发电机在商业运行），功率从几百KW到几MW。风力发电机组是由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。该机组通过风力推动叶轮旋转，再通过传动系统增速来达到发电机的转速后来驱动发电机发电，有效的将风能转化成电能。

各主要组成部分功能简述如下:

（1）叶片：叶片是吸收风能的单元，用于将空气的动能转换为叶轮转动的机械能。

（2）变浆系统：变浆系统通过改变叶片的桨距角，使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态，当风速超过切出风速时，使叶片顺桨刹车。

（3）齿轮箱：齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使其得到相应的转速。

（4）发电机：发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件。

（5）偏航系统：偏航系统采用主动对风齿轮驱动形式，与控制系统相配合，使叶轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高发电效率。

自然风的速度和方向是随机变化的，所以风能具有不稳定的特点。现有风力发电装置为使输出功率稳定也提出多种改善的方法，但没有根本解决风力发电机输出功率稳定的问题。另外的缺陷就是风力发电装置发多少电就向电网输送多少电，不能根具电网用户负载变化而主动调整。这是目前风力发电装置和其它发电装置（化石燃料汽轮机发电装置，核电汽轮机发电装置，燃气轮机发电装置等）最大的不同点，也是造成风电上网引起电网不稳的最大技术问题。

另外，由于目前的风力发电装置为了改善风电品质，采用了大量的控制技术和电力电子装置，不仅机构复杂造价高，而且会产生电力谐波，使发出的电能功率因素恶化，因此一般并入电网的风能总量不超过电网容量的10%，不少地区因考虑电网稳定，不得不采取“限风”和“弃风”措施，每年因此有很大的经济损失。

发明内容

本实用新型的目的在于为了克服现有风力发电装置功率不稳、并网时对电网影响大、结构复杂造价高、风能利用率低等缺点，提供不仅输出功率平稳，不会对电网造成影响，而且成本低风能利用率高，结构简单便于维护的一种压缩空气储能并网风力发电装置。

本实用新型设有风叶、风叶传动轴、传动齿轮、固定齿轮传动轴、塔架、齿轮箱、压缩机传动轴、高压空气压缩机、储气罐和汽轮发电机；所述风叶通过风叶传动轴固定在塔架上，传动齿轮固定在风叶传动轴上，固定齿轮与传动齿轮啮合，固定齿轮固定在固定齿轮传动轴的上端，固定齿轮传动轴的下端与齿轮箱连接，齿轮箱设在塔架底部的基座上，压缩机传动轴的两端分别与齿轮箱和高压空气压缩机连接，高压空气压缩机的高压空气出口经输气管道与储气罐的入口连接，储气罐的出口经输气管道与汽轮发电机的进气口连接。

本实用新型解决了现有风力发电机输出功率不稳定，并网时造成电网不稳的问题，避免了“限风”“弃风”。另外，本实用新型的结构简单，便于维护。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构组成示意图。

图2是组合式配置简图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型实施例设有风叶1、风叶传动轴2、传动齿轮3、固定齿轮传动轴4、塔架5、齿轮箱6、压缩机传动轴7、高压空气压缩机8、储气罐10和汽轮发电机12；所述风叶1通过风叶传动轴2固定在塔架5上，传动齿轮3固定在风叶传动轴2上，固定齿轮41与传动齿轮3啮合，固定齿轮41固定在固定齿轮传动轴4的上端，固定齿轮传动轴4的下端与齿轮箱6连接，齿轮箱6设在塔架5底部的基座上，压缩机传动轴7的两端分别与齿轮箱6和高压空气压缩机8连接，高压空气压缩机8的高压空气出口经输气管道9与储气罐10的入口连接，储气罐10的出口经输气管道11与汽轮发电机12的进气口连接。

本实用新型通过齿轮箱6变速后，机械能通过压缩机传动轴7传到设在塔架5外部的高压空气压缩机8，高压空气压缩机8产生的高压空气通过接在高压空气压缩机8输出气口的输气管道9连接到储气罐10，再由输气管道11把储气罐10和汽轮发电机12的进气口连接起来。公知汽轮发电机可以根据电网用户的负荷主动调整发电功率的大小，这样就解决了现有风力发电机输出功率不稳定，并网时造成电网不稳的问题，避免了“限风”“弃风”。另外，本实用新型的结构简单，便于维护。