CN209761639U - 大功率工业级轨道式蓄能电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种大功率工业级轨道式蓄能电站，包括铺设在山体坡面的山坡导轨，可沿山坡导轨滑动的轨道车，缆线，设置在山顶的缆线卷筒和发电电动机；所述山坡导轨一端设置在山体坡面靠近山顶的一端；所述山坡导轨另一端设置在山体坡面靠近山底的一端；所述缆线一端固定并绕制在缆线卷筒上，所述缆线另一端固定在轨道车上；本实用新型利用高山的海拔落差，安装提升—发电两用机组，在用电高峰时，轨道车沿轨道下落，此时两用机组作为发电机，将石块下落产生的势能转化为电能，向电网输电，解决用电高峰时电力不足；电网处于用电低谷时，将两用机组作为提升机，利用电网中多余的电能，将位于低海拔的轨道车提升到高海拔，进行蓄能。

Description

大功率工业级轨道式蓄能电站

技术领域

本实用新型属于新能源领域，具体涉及一种大功率工业级轨道式蓄能电站。

背景技术

储能就是将暂时不用的能量储存起来，待用时在释放出来。电力行业较为特殊，生产、传输、用户使用是瞬间完成。当大的电力生产单位生产过剩时，大量过剩电能存储是当今世界性的行业难题。由于电力市场存在供求“峰谷差”，当用电需求低谷时给大能力生产单位，例如核电、火电、风电、水电造成巨大压力。目前，对新能源和可再生能源的研究和开发，寻求提高能源利用率的先进方法，已成为全球共同关注的首要问题。目前，储能既有节能减排的需求，也有能源增长以支撑经济发展的需要，这就需要大力发展储能产业。储能主要分为化学储能、物理储能和其他储能，化学储能主要是指利用蓄电池储存能量；物理储能分为压缩空气储能、抽水储能、飞轮储能等；其他储能主要有超导电磁储能、超级电容储能、蓄氢储能、蓄热储能、蓄冷储能等。其中，化学蓄能虽使用历史悠久、范围广，但其存在一定的弊端，首先是蓄能量相对较小，其次是废旧电瓶处理容易污染环境；另外，抽水蓄能虽然储存容量大，投资大、占地多、见效慢；较为先进的其他蓄能方式虽然攻克了诸多蓄能难题，但由于技术还不成熟，且蓄能成本过高，现阶段很难推广使用。上述储能方式各有千秋，但都不具备使用简便、储能量幅度大、投资少见效快、经济适用等优点。现有的物理蓄能虽然克服了化学蓄能的弊端，但其效能低，

因此，需要提出一种新的蓄能电站。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种大功率工业级轨道式蓄能电站，利用高山的海拔落差，在荒山的坡面上安装轨道，将石块等易于寻找且成本低廉的固体放置在存储装置中，安装提升—发电两用机组，在用电高峰时，轨道车沿轨道下落，此时两用机组作为发电机，将位于高海拔位置的石块下落产生的势能转化为电能，向电网输电，解决用电高峰时电力不足；电网处于用电低谷时，将两用机组作为提升机，利用电网中多余的电能，将位于低海拔的轨道车提升到高海拔，进行蓄能。

本实用新型提供一种大功率工业级轨道式蓄能电站，包括铺设在山体坡面的山坡导轨，可沿山坡导轨滑动的轨道车，缆线，设置在山顶的缆线卷筒和发电电动机；

所述山坡导轨一端设置在山体坡面靠近山顶的一端；所述山坡导轨另一端设置在山体坡面靠近山底的一端；

所述缆线一端固定并绕制在缆线卷筒上，所述缆线另一端固定在轨道车上；

所述发电电动机的电机轴与缆线卷筒传动连接；

所述轨道车设置有用于控制轨道车沿山坡导轨匀速滑动的能量回馈装置；

所述发电电动机的电能输出端通过逆变器与电网连接，用于将发电电动机产生的电能传输给电网；

所述发电电动机的电能输入端与输电线连接，用于接收电能以带动发电电动机驱动缆线卷筒绕缆线卷筒轴线转动。

进一步，所述轨道车的车身内放有若干蓄能块。

进一步，所述发电电动机通过联轴器与缆线卷筒传动连接。

进一步，所述轨道车底部设置有套接在山坡导轨上并可沿山坡导轨来回滑动的轨道轮。

进一步，所述山坡导轨靠近山顶一端设置有用于锁车的电动地锁。

进一步，还包括铺设在山底的泊车导轨，所述泊车导轨的一端与山坡导轨靠近山底的一端连接。

进一步，还包括控制模块，所述控制模块与发电电动机连接，用于控制发电电动机发电或驱动缆线卷筒转动；

所述控制模块与电动地锁连接，用于控制电动地锁锁车或解锁。

本实用新型的有益效果：本实用新型利用高山的海拔落差，在荒山的坡面上安装轨道，将石块等易于寻找且成本低廉的固体放置在存储装置中，安装提升—发电两用机组，在用电高峰时，轨道车沿轨道下落，此时两用机组作为发电机，将位于高海拔位置的石块下落产生的势能转化为电能，向电网输电，解决用电高峰时电力不足；电网处于用电低谷时，将两用机组作为提升机，利用电网中多余的电能，将位于低海拔的轨道车提升到高海拔，进行蓄能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本实用新型的山坡导轨、轨道车、缆线和缆线卷筒的结构示意图；

图2为本实用新型的发电电动机、缆线卷筒、缆线和轨道车的结构示意图；

图3为控制模块的连接示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型提供一种大功率工业级轨道式蓄能电站，包括铺设在山体坡面的山坡导轨1，可沿山坡导轨1滑动的轨道车2，缆线3，设置在山顶的缆线卷筒4和发电电动机5；本实施例中，在山体坡面上并排设置有若干山坡导轨1，能实现多条山坡导轨1的轨道车同时发电或蓄能，形成大功率工业级的轨道式蓄能电站。所述轨道车与山坡导轨1的配合，已使轨道车在山坡导轨1上滑动属于现有技术，在此不赘述。轨道车2在重力的作用下，可从高处滑落到低处，轨道车在发电电动机5的作用下，可从低处被提升到高处，轨道车2与山坡导轨1的配合，为轨道车2从高处到低处的滑动和从低处到提升，预先规划了路线，并限制轨道车2在该路线中滑动，避免了轨道车2 在下落和提升的过程中的不稳定移动，磕碰或撞到了障碍物，对轨道车2乃至整个蓄能电站造成损害，提高了大功率工业级轨道式蓄能电站运行使用的稳定性。

所述山坡导轨1一端设置在山体坡面靠近山顶的一端；所述山坡导轨1另一端设置在山体坡面靠近山底的一端；

所述缆线3一端固定并绕制在缆线卷筒4上，所述缆线3另一端固定在轨道车2上；随着缆线卷筒4的转动，缆线3的一部分可缠绕在缆线卷筒4上，或缠绕在缆线卷筒4上的缆线3可以从缆线卷筒4释放一定长度。

所述发电电动机5的电机轴与缆线卷筒4传动连接；本实施例中，电机轴的转动轴线与缆线卷筒4转动轴线在同一直线上，当轨道车2下落时，缆线卷筒4在缆线3的作用下转动带动发电电动机5转动发电，当轨道车2被提升时，发电电动机5带动缆线卷筒4转动，缆线卷筒4将缆线3逐步缠绕在缆线卷筒 4上。

所述轨道车2设置有用于控制轨道车2沿山坡导轨1匀速滑动的能量回馈装置(附图中未画出)；本实施例中，在轨道车2从山坡导轨1靠近山顶的一端向山坡导轨1靠近山底一端滑动时，能量回馈装置使轨道车2处于长刹状态，从而使轨道车2匀速下落，保证了发电电动机处于发电工况时，所发电能稳定、持续。能量回馈装置由计算机逻辑控制，使轨道车能够实现无信号自动刹车。所述能量回馈装置的无信号刹车技术为现有技术，在此不赘述。能量回馈装置为现有的成熟产品，在生产和安装大功率工业级轨道式蓄能电站时，只需要直接采购能量回馈装置进行组装，能量回馈装置与轨道车2的组装方式属于现有技术，在此不赘述。

所述发电电动机5的电能输出端通过逆变器51与电网6连接，用于将发电电动机5产生的电能传输给电网6；

所述发电电动机5的电能输入端与输电线52连接，用于接收电能带动发电电动机5驱动缆线卷筒4绕缆线卷筒4轴线转动。通过上述装置，利用高山的海拔落差，在荒山的坡面上安装轨道，将石块等易于寻找且成本低廉的固体放置在存储装置中，安装提升—发电两用机组，在用电高峰时，轨道车沿轨道下落，此时两用机组作为发电机，将位于高海拔位置的石块下落产生的势能转化为电能，向电网输电，解决用电高峰时电力不足；电网处于用电低谷时，将两用机组作为提升机，利用电网中多余的电能，将位于低海拔的轨道车提升到高海拔，进行蓄能，由于依托于山体地形的自然高度，来以势能状态蓄能，相对于蓄电池一类的蓄能电站，其造价成本大幅度降低，且蓄能容量大幅度增大，能适应大规模电能的蓄电。

所述轨道车2的车身内放有若干蓄能块。所述蓄能块可以是经特制生产的特定形状的固体，也可以是其他固体。本实施例中，优选在山底散落的石块等固体作为能量蓄能块，这样就地取材，节约了成本，且方便易操作。本实施例中，轨道车2车身内侧壁设有缓冲层，缓冲层为橡胶缓冲层，缓冲层厚度为15cm，此外，在轨道车2车身内还放置有沙土，这样为石块等固体之间提供了缓冲，减小了石块等固体对轨道车2的损害，延长了轨道车2的使用寿命。

所述发电电动机5通过联轴器53与缆线卷筒4传动连接。

所述轨道车2底部设置有套接在山坡导轨1上并可沿山坡导轨1来回滑动的轨道轮21，设置山坡导轨1保证轨道车2在提升和下落过程中的运动轨迹稳定，即保证了轨道车2的提升和下落运动的稳定性和安全性，避免了不同的运动轨迹和不同运动轨迹周围的环境对整个电站的安全性和稳定性造成影响。

所述山坡导轨1靠近山顶一端设置有用于锁车的电动地锁12。当轨道车2 提升到山坡导轨1靠近山顶一端停止后，由于轨道车2重量较大，增加电动地锁12来锁车，可以保证轨道车2提升到山坡导轨1靠近山顶一端的稳定性。所述电动地锁12的结构和安装方式属于现有技术，在组装时，直接采购现有的电动地锁12。

还包括设置在山底平面的泊车导轨11，所述泊车导轨11的一端与山坡导轨1靠近山底一端连接，所述轨道轮21可沿泊车导轨11来回滑动；

本实施例中，所述缆线3的长度大于山坡导轨1的长度，轨道车2在下落过程中，由于自身重力的影响不断加速，当轨道车2到达山坡导轨1靠近山底一端时，并不立刻停止滑动，而是泊车导轨11继续滑动，直到能量回馈使轨道车完全停止不动。本实施例中，所述减速导轨11的长度为山坡导轨1长度的1/20。设置减速导轨11避免了轨道车2在高速运动情况下在极短时间内停止运动给缆线3、缆线卷筒4和发电电动机5造成损坏，延长了整个电站的使用寿命。

所述大功率工业级轨道式蓄能电站还包括控制模块，所述控制模块与发电电动机5连接，用于控制发电电动机5发电或驱动缆线卷筒4转动；本实施例中，所述发电电动机5设置有换向隔离开关，所述换向隔离开关包括并联设置的发电换向开关和电动换向开关；所述发电换向开关用于控制发电电动机5发电工况的开闭；所述控制模块用于控制发电换向开关的开闭以控制发电电动机 5发电工况的开闭；所述电动换向开关的用于控制发电电动机5驱动缆线卷筒4 转动以提升轨道车2；所述控制模块与电动换向开关连接，用于控制电动换向开关的开闭，以控制发电电动机5驱动缆线卷筒4转动；所述发电换向开关和电动换向开关不能同时闭合，即发电电动机5不同同时处于发电工况和驱动缆线卷筒4转动的工况；所述发电换向开关和电动换向开关同时断开，则发电电动机5停止工作。所述发电电动机与换向隔离开关的连接与控制属于现有技术，在此不赘述。

工作原理：当发电站7所发电量大于电网6用户需求时，控制发电电动机 5处于驱动缆线卷筒4转动工况，多余电量通过输电线52传送到发电电动机5，发电电动机5带动缆线卷筒4转动，从而带动缆线3提升轨道车2，所述轨道车2，在缆线3提升下，沿山坡导轨1移动到山坡导轨1靠近山顶一端，发电电动机5停止工作。当发电站7所发电量小于电网6用户需求时，控制发电电动机5处于发电工况，轨道车2沿山坡导轨1下落到山坡导轨1靠近山底一端，在这个过程中轨道车2移动，带动缆线3使缆线卷筒4转动，从而驱动发电电动机5发电，发电电动机5所发电量传输到电网6中，以供使用。在轨道车2 进入泊车导轨11减速滑动直至轨道车2停止移动的过程中，发电电动机5处于停止工作。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、、“内”、“外”、“垂直”、“平行”、“横向”、“长度方向”、“宽度方向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种大功率工业级轨道式蓄能电站，其特征在于：包括铺设在山体坡面的山坡导轨，可沿山坡导轨滑动的轨道车，缆线，设置在山顶的缆线卷筒和发电电动机；

所述山坡导轨一端设置在山体坡面靠近山顶的一端；所述山坡导轨另一端设置在山体坡面靠近山底的一端；

所述缆线一端固定并绕制在缆线卷筒上，所述缆线另一端固定在轨道车上；

所述发电电动机的电机轴与缆线卷筒传动连接；

所述轨道车设置有用于控制轨道车沿山坡导轨匀速滑动的能量回馈装置；

所述发电电动机的电能输出端通过逆变器与电网连接，用于将发电电动机产生的电能传输给电网；

所述发电电动机的电能输入端与输电线连接，用于接收电能以带动发电电动机驱动缆线卷筒绕缆线卷筒轴线转动。

2.根据权利要求1所述的大功率工业级轨道式蓄能电站，其特征在于：所述轨道车的车身内放有若干蓄能块。

3.根据权利要求1所述的大功率工业级轨道式蓄能电站，其特征在于：所述发电电动机通过联轴器与缆线卷筒传动连接。

4.根据权利要求1所述的大功率工业级轨道式蓄能电站，其特征在于：所述轨道车底部设置有套接在山坡导轨上并可沿山坡导轨来回滑动的轨道轮。

5.根据权利要求1所述的大功率工业级轨道式蓄能电站，其特征在于：所述山坡导轨靠近山顶一端设置有用于锁车的电动地锁。

6.根据权利要求1所述的大功率工业级轨道式蓄能电站，其特征在于：还包括铺设在山底的泊车导轨，所述泊车导轨的一端与山坡导轨靠近山底的一端连接。

7.根据权利要求1、5或6中任意一项所述的大功率工业级轨道式蓄能电站，其特征在于：还包括控制模块，所述控制模块与发电电动机连接，用于控制发电电动机发电或驱动缆线卷筒转动；

所述控制模块与电动地锁连接，用于控制电动地锁锁车或解锁。