一种风力发电机组储能装置及储能方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111396254A(43)申请公布日2020.07.10(21)申请号202010197085.2F03D15/00(2016.01)(22)申请日2020.03.19(71)申请人国电联合动力技术有限公司地址100000北京市海淀区西四环中路16号院1号楼8层(72)发明人褚景春袁凌赵鹏潘磊王小虎张林中朱世龙逯智科(74)专利代理机构北京方韬法业专利代理事务所(普通合伙)11303代理人朱丽华(51)Int.Cl.F03D9/12(2016.01)F03D9/25(2016.01)F03D7/02(2006.01)F03D1/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种风力发电机组储能装置及储能方法(57)摘要本发明公开了一种风力发电机组储能装置，包括设置在叶片中的质量块、导引机构、动力机构和控制机构，导引机构沿叶片的长度方向设置，质量块可移动的设置在导引机构上，动力机构在控制机构的控制下带动质量块在导引机构上移动，通过质量块的移动改变风轮的转动惯量，实现能量的存储与释放。还公开了一种风力发电机组储能方法，采用改变风轮叶片的转动惯量实现能量存储与释放。本发明通过改变质量块在叶片中的位置，改变风轮的转动惯量，使该质量块以动能形式存储捕获多余的风能，获取更大的风能，且使该风力发电的能量形式转化次数减少，大大提高转化效率，更能保持风力发电机组发电效率的稳定。本发明结构简单、成本低，可操作性强。CN111396254ACN111396254A权利要求书1/1页1.一种风力发电机组储能装置，其特征在于，包括设置在风电叶片中的质量块、导引机构、动力机构和控制机构，所述导引机构沿所述叶片的长度方向设置，所述质量块可移动的设置在所述导引机构上，所述动力机构在所述控制机构的控制下带动所述质量块在所述导引机构上移动，通过所述质量块的移动改变风轮的转动惯量，实现能量的存储与释放。2.根据权利要求1所述的风力发电机组储能装置，其特征在于，所述导引机构设置在所述叶片的腹板上。3.根据权利要求2所述的风力发电机组储能装置，其特征在于，所述导引机构采用轨道结构、传动结构或螺杆结构。4.根据权利要求3所述的风力发电机组储能装置，其特征在于，所述传动结构采用钢索牵引结构。5.根据权利要求1所述的风力发电机组储能装置，其特征在于，所述动力机构采用所述风轮的变桨电机。6.根据权利要求1至5任一项所述的风力发电机组储能装置，其特征在于，所述风轮的三个叶片中均设置有所述质量块、导引机构和动力机构，所述三个动力机构由一个所述控制机构同时控制。7.一种风力发电机组储能方法，其特征在于，所述储能方法采用改变风轮叶片的转动惯量实现能量存储与释放。8.根据权利要求7所述的风力发电机组储能方法，其特征在于，所述改变风轮叶片的转动惯量通过权利要求1至6任一项所述的风力发电机组储能装置实现。9.根据权利要求8所述的风力发电机组储能方法，其特征在于，所述储能方法包括如下步骤：(1)储能过程：在风力发电机组的叶轮达到额定转速，若风速继续增大，所述储能装置的动力机构在所述控制机构的控制下，将所述质量块向远离轮毂中心的方向移动，增加风轮的转动惯量，保持风轮转速稳定，同时随着所述质量块的线速度增加，所述质量块以动能形式存储捕获的多余的风能；(2)释能过程：若通过减小桨距角不能捕获更多风能时，所述储能装置的动力机构在所述控制机构的控制下，将所述质量块向靠近轮毂中心的方向移动，减小风轮的转动惯量，保持风轮转速稳定，同时随着所述质量块的线速度减小，所述质量块将存储的动能释放出来供所述风力发电机组发电。10.根据权利要求9所述的风力发电机组储能方法，其特征在于，所述步骤(1)中还包括：当所述质量块移动到所述导引机构的最远端时，若风速继续增大，则通过叶片变桨的方式保持风轮转速恒定，功率恒定。2CN111396254A说明书1/3页一种风力发电机组储能装置及储能方法技术领域[0001]本发明涉及风电机组储能技术领域，特别是涉及一种风力发电机组储能装置及储能方法。背景技术[0002]风力发电是利用转动的风轮从风中捕获能量转化为电能输送给电网。风速和风向的不断变化，决定了风机的发电功率在不断变化，且波动范围大，变化频繁，常常会对电网造成很大的冲击。[0003]现有的风力发电机组的储能技术是通过风能→电能→存储型式的能量→电能的方式实现电能的存储和释放，在这个过程中能量的形式发生了四次转换，这样风能的利用率十分低，并且需要专门的储能设备。[0004]还有，现在的MW级风力发电机组大多通过变桨恒转速的方式来控制风力发电机组捕获风能的多少。即在风轮达到额定转速，风速达到额定风速情况下，风力发电机组通过增加