【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能，特别涉及一种适用于源荷协调控制的重力储能系统及其运行方法。
技术介绍
1、以风电和光伏发电为主的新能源出力特性具有随机性和间歇性等缺点，大规模新能源并网会对电力系统的安全稳定运行和新能源消纳带来极大压力。储能技术的应用是目前改善新能源出力不确定性、提高新能源利用率和实现电力系统削峰填谷的有效方案之一。抽水蓄能和压缩空气储能等技术受资源和地形限制显著，以电化学电池为基础的电池储能技术具有寿命短、成本高、存在安全隐患等缺点，影响储能技术的应用和发展。
2、2018年11月，现有技术中提出了一种基于混凝土块和钢塔的重力储能技术方案，并在2020年7月份建造了基于混凝土块的重力储能示范项目。该技术方案利用90-140米高的六臂起重机将35吨重量的混凝土积木的方式上、下移动，实现电能与势能之间的循环，从而达到电能的储存和释放。
3、现有技术还提出了一种基于废弃矿井(竖井或钻井)的重力储能技术方案。
4、现有技术中存在以下问题：(1)混凝土上、下移动过程对精准度的要求过高，但由于重物的提升和降低过程是通过钢丝绳和电机共同完成，因此在提升和降低重物高度时很容易出现摇晃等情况。(2)一旦发生地震、刮强风等情况时，上下堆积的重物塔可能会出现摇晃、甚至会出现倒塌等严重事故。(3)在储能建设场地的选择上具有一定限制，没有具备废弃矿井和钻井的区域无法进行建设。(4)由于此储能技术在深度为150～1500的钻井内实现电能的储存和释放，对内壁防水、防洪、排水系统的要求过高。若此项建设标准未能得到良好的
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的缺陷，提供了一种适用于源荷协调控制的重力储能系统及其运行方法。
2、为了实现以上专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种适用于源荷协调控制的重力储能系统，包括：gesb支架1、电梯支架2、主电机驱动模块3和辅助电机驱动模块4；
4、gesb支架1用于承载整个重力储能系统，gesb支架分为若干横向分层和纵向分层，横向分层的每一层都为一个储能单元1-1(unit)，每一层的储能单元都被电梯支架纵向的一分为两个储能室1-2(pack)，储能室由若干个储能仓1-3(cell)组成；
5、电梯支架2被纵向分层，每一个纵向分层都对应一个gesb支架的纵向分层，电梯支架的一个纵向分层内形成一个电梯仓2-1，一个电梯仓内安装一部重物升降电梯6。
6、电梯支架的顶端设置主电机驱动模块3，主电机驱动模块通过若干根传动钢带10与每一个重物升降电梯分别连接，主电机驱动模块用于控制所有重物升降电梯的升降。充电过程中，主电机驱动模块将电能转化为机械能，通过提升重物来存储能量。放电过程中，主电机驱动模块将重物的势能转化为电能，通过电梯的下降过程来发电。
7、每一部重物升降电梯还对应设置一个辅助电机驱动模块4，辅助电机驱动模块通过电梯曳引钢丝绳11连接至重物升降电梯，用于辅助控制电梯的升降，空载电梯的升降。
8、每一个储能室内都设有一辆货车5和与货车配合的一副轨道7，轨道联通一个储能室内的所有的储能仓，轨道通往电梯仓与电梯仓内的重物升降电梯连接；
9、部分储能仓内装有一个重物，货车通过轨道能够将储能仓内的一个重物运输至重物升降电梯或者将重物升降电梯内的重物运输至储能仓。
10、重物升降电梯内设有轨道，重物升降电梯和储能仓内都设有重物支撑架9，重物支撑架高于轨道，用于支撑重物并且能够让货车在重物之下能够顺利驶入和驶出；
11、每一辆货车上设有都设有用于抬升或降低重物的货车载货平面升降器8。
12、重力储能系统通过逆变器和变压器连接电网和新能源，重力储能系统通过调度中心控制所有部件的运行。
13、进一步地，主电机驱动模块3包括：大电机、变速箱、齿轮箱、多级分动箱、离合器和带轮。
14、大电机：负责将电能转化为机械能，用于抬升重物，或者将重物的势能转化为电能，通过重物的下降过程来发电。
15、变速箱连接在大电机的输出轴上，用于调节输出转速。
16、齿轮箱位于变速箱的输出端，用于进一步调节转速，并传递动力到多级分动箱。
17、多级分动箱接收来自齿轮箱的动力，在内部进行分配和调节，然后传递给离合器和带轮。多级分动箱将主电机的动力分配给多个输出轴。每个输出轴可以通过独立的传动钢带连接到一个重物升降电梯。
18、离合器连接在多级分动箱的输出端，多级分动箱的每个输出轴上都安装了离合器，用于控制动力的传递与中断。通过控制离合器的状态，选择性地将动力传递给某个特定的电梯。
19、进一步地，货车载货平面升降器8包括：液压泵和载货平面。
20、所述液压泵安装在货车5上，液压泵上安装载货平面，能够对载货平面进行抬升和降低，载货平面用于防止重物。
21、进一步地，重力储能系统还包括若干个钢丝绳导向轮组件12，钢丝绳导向轮组件设置在电梯支架上，每一个钢丝绳导向轮组件都连接一个重物升降电梯，用于确保曳引钢丝绳11在重物升降电梯内的运动路径是正确且稳定。
22、本专利技术还公开了上述重力储能系统的运行方法，包括：
23、一、系统启动与准备
24、a.读取系统参数：获取重力储能系统的基本参数，包括电池储能容量、额定功率和初始荷电状态。
25、b.更新实时数据：更新系统的实时荷电状态数据。
26、c.检查任务需求：判断是否需要执行充电或放电任务。若无任务，系统进入待机状态；若有任务，则继续执行，充电进入步骤二，放电进入步骤三。
27、二、充电过程
28、a.充电条件判断：检查系统是否满足充电条件。若不满足，则返回更新实时数据步骤。
29、b.重物升降电梯位置检查：判断是否有重物升降电梯在底层储能室处，并已装入重物且满足启动条件。若满足，则跳至步骤d，否则继续。
30、c.重物运输至重物升降电梯：启动底层货车，将重物运输至重物升降电梯仓或储能室进出口处。若重物升降电梯未在底层，使用辅助电机驱动模块将空载重物升降电梯下行至底层进出口处，并装入重物。
31、d.启动主电机驱动模块：启动主电机驱动模块，使其进入充电状态。
32、e.连接重物升降电梯：将装有重物的重物升降电梯与主电机驱动模块连接。
33、f.提升重物升降电梯：提升重物升降电梯至上层储能室进出口处。
34、g.断开重物升降电梯：将重物升降电梯与主电机驱动模块断开，使其悬停在目标位置。
35、h.继续充电判断：根据当前充电功率变化，判断是否继续充电。若否，则返回更新实时数据步骤；若是，则继续。
36、i.空储能仓检查：检查储能仓是否有剩余空储能仓。若是，则取消卸载本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于源荷协调控制的重力储能系统，其特征在于，包括：GESB支架(1)、电梯支架(2)、主电机驱动模块(3)和辅助电机驱动模块(4)；
2.根据权利要求1所述的一种适用于源荷协调控制的重力储能系统，其特征在于：主电机驱动模块(3)包括：大电机、变速箱、齿轮箱、多级分动箱、离合器和带轮；
3.根据权利要求1所述的一种适用于源荷协调控制的重力储能系统，其特征在于：货车载货平面升降器(8)包括：液压泵和载货平面；
4.根据权利要求1所述的一种适用于源荷协调控制的重力储能系统，其特征在于：重力储能系统还包括若干个钢丝绳导向轮组件(12)，钢丝绳导向轮组件设置在电梯支架上，每一个钢丝绳导向轮组件都连接一个重物升降电梯，用于确保曳引钢丝绳(11)在重物升降电梯内的运动路径是正确且稳定。
5.一种基于权利要求1至4其中一项所述的重力储能系统的运行方法，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种适用于源荷协调控制的重力储能系统，其特征在于，包括：gesb支架(1)、电梯支架(2)、主电机驱动模块(3)和辅助电机驱动模块(4)；
2.根据权利要求1所述的一种适用于源荷协调控制的重力储能系统，其特征在于：主电机驱动模块(3)包括：大电机、变速箱、齿轮箱、多级分动箱、离合器和带轮；
3.根据权利要求1所述的一种适用于源荷协调控制的重力储能系统，其特征在于：货车载货平面升降器...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱子民，南东亮，王开科，吴小芳，秦艳辉，刘震，段青熙，段玉，祁晓笑，王小云，孙冰，马星，马健，糟伟红，唐君毅，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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