一种基于碳基电容的风力发电储能一次调频系统的制作方法

1.本发明涉及电力控制技术领域，尤其涉及一种基于碳基电容的风力发电储能一次调频系统。


背景技术：

2.风能是一种清洁无公害的可再生能源。其中，风力发电是把风的动能转变成机械动能，再把机械动能转化成为电力动能。
3.风力发电的原理就是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，从而促使发电机发电。
4.风力发电所需的装置被称为风力发电机组，其主要动力源来自于风。也就是风力发电的动率大小主要取决于风量的大小。电网能否稳定运行又取决于风力发电机组的发电功率，因此风力发电机组的一次调频成为了风力发电中的热点问题。风力发电机组通过风电场中的网点实时监测电网动态，当风力过大或过小时，导致风力发电的系统功率变换不平衡，引起较大的频率变化，造成风力发电机组的发电功率过大或过小，不利于电网的稳定运行。


技术实现要素：

5.本技术实施例通过提供一种基于碳基电容的风力发电储能一次调频系统，在风力电场中增加储能设备，风力发电系统功率变换不平衡，造成风力发电机组的发电功率过大或过小时，储能设备将蓄电池的能量吸收降低其发电功率或者向蓄电池释放能量升高其发电功率，从而保证电网的稳定运行。
6.本技术实施例提供了一种基于碳基电容的风力发电储能一次调频系统，包括风机本体、逆变器和蓄电池，
7.风机本体，用于实现风力发电；
8.逆变器，与风机本体连接，用于将风力电能转换成定频定压或调频调压的交流电；
9.蓄电池，与逆变器连接，用于储存转化后的风力电能，从而向电网供电；
10.还包括储能设备，所述储能设备与蓄电池连接，用于实现风力发电的功率调频，从而保证电网的稳定运行；其中，所述储能设备包括储能本体、传动箱、安装杆、遮挡板一、遮挡板二；
11.储能本体，与蓄电池本体连接，用于向蓄电池释放能量或吸收蓄电池多余的能量；
12.传动箱，固定连接于储能本体上端外壁上；
13.安装杆，固定连接于传动箱上端，用于遮挡板一、遮挡板二的安装支撑；
14.遮挡板一，铰接连接于安装杆左端上；
15.遮挡板二，铰接连接于安装杆右端上。
16.进一步的所述储能本体为锂电池储能设备，用于实现储能本体的充放电，从而实现蓄电池的功率调整，保证电网的稳定运行。
17.进一步的所述传动箱内设有转动轮、传动轮一、推板一、连杆一、传动轮二、推板二、连杆二；
18.转动轮，转动连接于传动箱内，所述转动轮设置成椭圆状，用于提供传动轮一、传动轮二的滑动的动力；
19.传动轮一，滑动连接于传动箱内，所述传动轮一位于转动轮左侧；
20.连杆一，固定连接于传动轮一左端上，用于提供遮挡板一上下摆动的动力；
21.推板一，固定套接与连杆一，所述推板一位于传动轮一和传动箱左侧内壁之间；
22.传动轮二，滑动连接于传动箱内，所述传动轮二位于转动轮右侧；
23.连杆二，固定连接于传动轮二右端上，用于提供遮挡板二上下摆动的动力；
24.推板二，固定套接与连杆二上，所述推板二位于传动轮二和传动箱右侧内壁之间。
25.进一步的所述连杆一左端穿过传动箱左侧箱壁并延伸至其外侧，与遮挡板一底端固定连接；所述连杆二右端穿过传动箱右侧箱壁并延伸至其外侧，与遮挡板二底端固定连接。
26.进一步的所述推板一和传动箱左侧内壁上固定连接有弹簧，所述推板二和传动箱右侧内壁上也固定连接有弹簧。
27.进一步的所述传动箱内还设有支撑底座、传动机、传动带、转动轴；
28.转动轴，横向转动连接于传动箱内壁后端面上，所述转动轮套结于转动轴外侧上；
29.支撑底座，固定连接于传动箱内壁后端面上，所述支撑底座位于转动轴左侧；
30.传动机，固定连接于支撑底座上端；
31.传动带，转动连接于传动机和转动轴之间。
32.进一步的所述遮挡板一内设有顶升机构，所述顶升机构包括气囊、连接管、储备罐体、转杆、套筒、电机；
33.气囊，固定连接于遮挡板一底端内壁上，所述气囊内注入的气体能够使气囊上端面与遮挡板一上端内壁相贴；
34.电机，固定连接于遮挡板一右侧内壁上，用于提供套筒转动的动力；
35.套筒，转动连接于电机左端；
36.转杆，转动套接于套筒内；
37.储备罐体，固定连接于转杆左端，所述储备罐体与遮挡板一之间滑动连接，用于实现气囊的充放气；
38.连接管，固定连接于储备罐体左端，所述连接管左端与气囊右端固定连接。
39.进一步的所述储备罐体设置成可折叠式的储气罐。
40.进一步的所述顶升机构设有两个，另一个顶升机构相对于安装杆对称安装于遮挡板二内。
41.进一步的所述遮挡板一、遮挡板二上端面设置成弹性软橡胶面。
42.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
43.1、当风力较小时，风机本体的发电功率降低，造成蓄电池的发电功率小于电网的负载功率，这时储能设备便可将储备的电能输送到蓄电池内，将蓄电池的发电功率升高，使风力发电的系统功率达到平衡状态，保证电网的稳定运行；当风力较大时，风机本体的发电功率升高，蓄电池的发电功率远远大于电网的负载功率，这时储能设备会将蓄电池多余的
电能吸收，将蓄电池的发电功率降低，使风力发电的系统功率达到平衡状态，保证电网的稳定运行；通过在风力电场中增加储能设备，在风力发电系统功率变换不平衡，造成风力发电机组的发电功率过大或过小时，储能设备将蓄电池的能量吸收降低其发电功率或者向蓄电池释放能量升高其发电功率，从而保证电网的稳定运行。
44.2、通过遮挡板一、遮挡板二将储能本体上方遮挡，从而避免尘土落到储能本体上方，减少储能本体上灰尘的积累，避免尘土进入储能本体内，提高储能本体的使用寿命。
附图说明
45.图1为本技术结构示意图；
46.图2为图1中储能本体结构示意图；
47.图3为图1中风机本体供电控制原理图
48.图4为图2中储能本体调频流程图一；
49.图5为图2中储能本体调频流程图二；
50.图6为图2中传动箱结构示意图；
51.图7为图6中转动轮动力传动结构示意图；
52.图8为图2中遮挡板一结构示意图；
53.图9为图8中a部结构放大示意图；
54.图10为图9中储备罐体结构示意图。
55.图中：10蓄电池、20风机本体、30逆变器、40储能设备、41储能本体、42传动箱、421转动轮、422传动轮一、210转动轴、211传动带、212传动机、213支撑底座、423推板一、231弹簧、424连杆一、425传动轮二、426推板二、427连杆二、43安装杆、44遮挡板一、440顶升机构、441气囊、442连接管、443储备罐体、444转杆、445套筒、446电机、45遮挡板二。
具体实施方式
56.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
57.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
58.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
59.实施例一
60.请参阅图1
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5，一种基于碳基电容的风力发电储能一次调频系统，包括风机本体20、逆变器30和蓄电池10，
61.风机本体20，用于实现风力发电；
62.逆变器30，与风机本体20连接，用于将风力电能转换成定频定压或调频调压的交流电；
63.蓄电池10，与逆变器30连接，用于储存转化后的风力电能，从而向电网供电；
64.还包括储能设备40，所述储能设备40与蓄电池10连接，用于实现风力发电的功率调频；风力较小时，蓄电池10的发电功率小于电网的负载功率，储能设备40便会向蓄电池10释放能量，从而加大蓄电池10的发电功率；风力较大时，蓄电池10的发电功率远远大于电网的负载功率，储能设备40便会吸收蓄电池10的部分能量，从而降低蓄电池10的发电功率，以此保证电网的稳定运行；
65.其中，所述储能设备40包括储能本体41、传动箱42、安装杆43、遮挡板一44、遮挡板二45；
66.储能本体41，与蓄电池10本体连接，用于向蓄电池10释放能量或吸收蓄电池10多余的能量，从而保证风力发电的系统功率变换平衡；
67.传动箱42，固定连接于储能本体41上端外壁上，用于提供遮挡板一44、遮挡板二45上下摆动的动力；
68.安装杆43，固定连接于传动箱42上端，用于遮挡板一44、遮挡板二45的安装支撑；
69.遮挡板一44，铰接连接于安装杆43左端上；
70.遮挡板二45，铰接连接于安装杆43右端上。
71.由于储能本体41是直接设立于风力电场内，风的刮动势必会造成储能本体41上积累大量的尘土，长时间不清理储能本体上积累的尘土，会造成尘土落进储能本体41内，从而降低储能本体41的使用寿命，通过遮挡板一44、遮挡板二45将储能本体41上方遮挡，从而避免尘土落到储能本体41上方，减少储能本体41上灰尘的积累，避免尘土进入储能本体41内，提高储能本体41的使用寿命。
72.所述储能本体41为锂电池储能设备，用于实现储能本体41的充放电，从而实现蓄电池10的功率调整，保证电网的稳定运行。
73.风机本体20将风的动能转换成电能，然后通过逆变器30的调频整压成交流电储存到蓄电池10内，通过蓄电池10向电网供电，风机本体20的发电功率受到风力的影响，当风力较小时，风机本体20的发电功率降低，由此造成蓄电池10的发电功率小于电网的负载功率，这时储能设备40便可将储备的电能输送到蓄电池10内，将蓄电池10的发电功率升高，使风力发电的系统功率达到平衡状态，保证电网的稳定运行；当风力较大时，风机本体20的发电功率升高，便会使蓄电池10的发电功率远远大于电网的负载功率，这时储能设备40会将蓄电池10多余的电能吸收，将蓄电池10的发电功率降低，使风力发电的系统功率达到平衡状态，保证电网的稳定运行。
74.风电场站实时监测电网频率、电网变化率，根据电网传输信号判断电网频率是否下跌越过调频死区(风机本体20发电功率<电网负载功率)，若电网频率下跌越过调频死区，储能设备40释放能量将储蓄的电能输送到蓄电池10内，增加蓄电池10的发电功率，实现电网的正常供电，反之蓄电池10正常向电网供电；
75.风电场站实时监测电网频率、电网变化率，根据电网传输信号判断电网频率是否上升超过调频死区(风机本体20发电功率>电网负载功率)，若电网频率上升越过调频死区，
储能设备40吸收能量将风机本体20产生过多的电磁能量吸收储蓄，降低蓄电池10的发电功率，实现电网的正常供电，反之蓄电池10正常向电网供电。
76.上述本技术实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：在风力电场中增加储能设备，在风力发电系统功率变换不平衡，造成风力发电机组的发电功率过大或过小时，储能设备将蓄电池的能量吸收降低其发电功率或者向蓄电池释放能量升高其发电功率，从而保证电网的稳定运行。
77.实施例二
78.请参阅图6
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7，为避免尘土在遮挡板一44、遮挡板二45上积累，为此设计传动箱42，由此将遮挡板一44、遮挡板二45掉落的尘土抖落到地面上，也能够避免尘土间接掉落到储能本体41内。
79.所述传动箱42内设有转动轮421、传动轮一422、推板一423、连杆一424、传动轮二425、推板二426、连杆二427；
80.转动轮421，转动连接于传动箱42内，所述转动轮421设置成椭圆状，用于提供传动轮一422、传动轮二425左右来回滑动的动力；
81.传动轮一422，滑动连接于传动箱42内，所述传动轮一422位于转动轮421左侧，用于驱动连杆一424向左侧滑动；
82.连杆一424，固定连接于传动轮一422左端上，用于提供遮挡板一44上下摆动的动力；
83.推板一423，固定套接与连杆一424，所述推板一423位于传动轮一422和传动箱42左侧内壁之间；
84.传动轮二425，滑动连接于传动箱42内，所述传动轮二425位于转动轮421右侧，用于驱动连杆二427向右侧滑动；
85.连杆二427，固定连接于传动轮二425右端上，用于提供遮挡板二45上下摆动的动力；
86.推板二426，固定套接与连杆二427上，所述推板二426位于传动轮二425和传动箱42右侧内壁之间。
87.由于转动轮421设置成椭圆状，因此转动轮421转动过程中，当转动轮421转动到横向状态时，传动轮一422、传动轮二425同时受到推力向相反方向滑动，随着转动轮421的转动，传动轮一422、传动轮二425会逐渐向相对方向滑动复位。
88.为实现传动轮一422和传动轮二425的自动复位，所述推板一423和传动箱42左侧内壁上固定连接有弹簧231，转动轮421转动，传动轮一422受到转动轮421的推力从而向左滑动，驱动连杆一424连带着推板一423一起向左侧滑动，这时弹簧231受到积压变形，随着转动轮421的转动，传动轮一422受到的推力消失，弹簧231失去积压后伸展，将推板一423向右顶，使传动轮一422带着连杆一424向右滑动复位；
89.所述推板二426和传动箱42右侧内壁上也固定连接有弹簧231，转动轮421转动，传动轮二425受到转动轮421的推力从而向右滑动，驱动连杆二427连带着推板二426一起向右侧滑动，这时弹簧231受到积压变形，随着转动轮421的转动，传动轮二425受到的推力消失，弹簧231失去积压后伸展，将推板二426向左顶，使传动轮二425带着连杆二427向左滑动复位。
90.所述连杆一424左端穿过传动箱42左侧箱壁并延伸至其外侧，与遮挡板一44底端固定连接；所述连杆二427右端穿过传动箱42右侧箱壁并延伸至其外侧，与遮挡板二45底端固定连接；通过连杆一424、连杆二427的左右来回滑动，实现遮挡板一44、遮挡板45二的上下摆动，从而将遮挡板一44、遮挡板二45掉落的尘土抖落。
91.为实现转动轮421的转动，所述传动箱42内还设有支撑底座213、传动机212、传动带211、转动轴210；
92.转动轴210，横向转动连接于传动箱42内壁后端面上，所述转动轮421套结于转动轴外侧上；
93.支撑底座213，固定连接于传动箱42内壁后端面上，所述支撑底座213位于转动轴210左侧，用于传动机212的安装支撑；
94.传动机212，固定连接于支撑底座213上端，用于提供转动轴210转动的动力；
95.传动带211，转动连接于传动机212和转动轴210之间。
96.传动机212位于连杆一424后侧，避免妨碍连杆一424的正常滑动。
97.也就是传动机212工作，通过传动带211驱动转动轴210转动，转动轮421便会随着转动轴210一起转动。
98.本技术实施例实际运行时，传动机212工作驱动转动轴210转动了，从而实现转动轮421转动，当转动轮421转动到横向状态时，传动轮一422、传动轮二425同时受到推力向相反方向滑动，推动连杆一424、连杆二427向相反方向滑动，由此实现遮挡板一44、遮挡板二45向上摆动，随着转动轮421的转动，传动轮一422、传动轮二425会逐渐向相对方向滑动实现复位，带动连杆一424、连杆二427向相对方向滑动，由此实现遮挡板一44、遮挡板二45向下摆动。
99.上述本技术实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：通过遮挡板一、遮挡板二的上下来回摆动，从而将遮挡板一、遮挡板二上掉落的尘土抖落到地面上，避免了遮挡板一、遮挡板二上积累大量的尘土。
100.实施例三
101.请参阅图8
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10，为加快遮挡板一44、遮挡板二45上尘土的掉落，为此设计顶升机构440，通过顶升机构440实现遮挡板一44、遮挡板二45上端面的上下抖动，从而加快遮挡板一44、遮挡板二45上尘土的掉落。
102.所述顶升机构440设置于遮挡板一44内，所述顶升机构440设有两个，另一个顶升机构440相对于安装杆43对称安装于遮挡板二45内。
103.所述顶升机构440包括气囊441、连接管442、储备罐体443、转杆444、套筒445、电机446；
104.气囊441，固定连接于遮挡板一44底端内壁上；
105.电机446，固定连接于遮挡板一44右侧内壁上，用于提供套筒445转动的动力；
106.套筒445，转动连接于电机446左端；
107.转杆444，转动套接于套筒445内；
108.储备罐体443，固定连接于转杆444左端，所述储备罐体443与遮挡板一44之间滑动连接，用于实现气囊441的充放气；
109.连接管442，固定连接于储备罐体443左端，所述连接管442左端与气囊441右端固
定连接。
110.所述套筒445内部设有螺纹，所述转杆444选用丝杆，所述套筒445和转杆444之间通过螺纹实现转动连接；
111.所述储备罐体443设置成可折叠式的储气罐，通过储备罐体443的收缩或伸展，由此实现气囊441的充放气。
112.也就是说电机446工作，套筒445顺时针转动，从而使转杆444从套筒445内旋出，旋出的转杆444便会向左积压储备罐体443将其内的气体挤入气囊441中；套筒445逆时针转动，转杆444旋进套筒445内，由此便会向右拉伸储备罐体443将气囊441中的气体吸入储备罐体443中，从而实现气囊441的充放气。
113.由于储备罐体443的储气量有限，因此气囊441内提前注入气体，注入气体后的气囊441其上端面要与遮挡板一44上端内壁相贴。
114.所述遮挡板一44、遮挡板二45上端面通过选用弹性软橡胶设置成弹性面，通过气囊441的膨胀和收缩过程中从而实现遮挡板一44、遮挡板二45上端面的上下抖动。
115.本技术实施例实际运行时，电机446工作，驱动套筒445顺时针或逆时针转动，带动转杆444左右移动，由此积压或拉伸储备罐体443，实现气囊441的充放气。
116.上述本技术实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：通过气囊的充放气从而实现遮挡板一、遮挡板二的上下抖动，从而加快遮挡板一、遮挡板二上尘土的掉落。
117.以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。