儲氣罐14通過壓縮空氣調壓閥15和壓縮空氣控制閥16連接壓縮空氣動力機17，壓縮空氣儲氣罐14、壓縮空氣調壓閥15、壓縮空氣控制閥16和壓縮空氣動力機17通過高壓風管13相連接，空氣壓縮機12、高壓風管13、壓縮空氣儲存罐14、壓縮空氣調壓閥15、壓縮空氣控制閥16和壓縮空氣動力機17組成將壓縮空氣能轉化機械能的機械能轉化系統；壓縮空氣動力機17通過傳動軸和連軸器連接發電機18，拖動發電機發電。控制系統19連接壓縮空氣調壓閥15、壓縮空氣控制閥16和發電機18，實現對發電機18出力的控制。
[0021]下齒輪箱10、下傳動軸11、空氣壓縮機12、壓縮空氣儲存罐14、壓縮空氣調壓閥
15、壓縮空氣控制閥16、壓縮空氣動力機17、發電機18和控制系統19都安裝在地面上。
[0022]所述剎車系統4用于當風力發電裝置需要檢修或不需要運行時，使該裝置保持靜止狀態。偏航系統6能夠使風機葉片I正對風向以獲取最大的風能。推力軸承20用于承擔豎直傳動軸9的重量并對其進行定位。
[0023]本實用新型利用壓縮空氣儲能的風力發電系統的工作原理如下:
[0024](I)風機葉片I接受風能，經由動力傳動系統帶動空氣壓縮機12工作，空氣壓縮機12產生壓縮氣體；
[0025](2)空氣壓縮機12產生的壓縮氣體由高壓風管13送至壓縮空氣儲存罐14進行儲存備用；
[0026](3)當需要發電機18出力時，由控制系統19發出指令給壓縮空氣調壓閥15和壓縮空氣控制閥16，對壓縮空氣進行調壓和控制；
[0027]由壓縮空氣調壓閥15調壓處理可以保持輸出壓縮空氣恒壓，輸出的壓縮空氣經壓縮空氣控制閥16進行控制可以滿足發電機18出力的要求。
[0028](4)經過調壓和控制后的壓縮空氣，再由高壓風管13送至壓縮空氣動力機17，推動壓縮空氣動力機17工作；
[0029](5)壓縮空氣動力機17拖動發電機18發電。
[0030]壓縮空氣是儲存能量大，長時間低成本的一種儲能方式之一，增加儲存罐的容量，就能增加能量的儲存，以達到削峰填谷，長時間蓄能的目的。儲存罐的容量根據風力發電場的風力特性，電網對風力發電場的并網要求來設計，這樣就實現了發電機18的出力按時間軸進行平移，輸出功率可控，滿足并網條件的目的。
[0031]發電機18優先采用同步發電機，這樣的發電方式與目前的發電方式保持一致，從而一舉破解了風電消納的瓶頸。
[0032]也可將風電場生產的壓縮空氣集中儲存備用的方式，采用大型壓縮空氣動力機，大型發電機的方式發電。
[0033]對現有風力電廠的改造，直接應用本實用新型進行改造，或利用風力發電場發出的電能拖動空氣壓縮機12工作，利用壓縮空氣儲能，以實現發電機18出力的時間平移，達到發電機18出力可控的目的。
[0034]效益匯總，本實用新型提供的利用壓縮空氣儲能的風力發電裝置使用的零部件、控制系統等具有成熟可靠價格低廉的特點，這正是我國機電制造業的特點，因而其制造成本可大大降低，其備品備件的價格也隨之降低，自然就降低運營維護成本，充分發揮了我國制造業的優勢。
[0035]進一步，特別是將空氣壓縮機12、壓縮空氣動力機17、發電機18和控制系統19等主要部件下置的安裝方式，在滿足技術要求的同時，大大地降低空氣壓縮機12、壓縮空氣動力機17、發電機18和控制系統19等主要部件的技術標準，從而使制造成本大大降低，同時使維護更加方便，其運行的成本將隨之降低。
[0036]同時，由于減輕上部的重量，塔架8基礎的強度都將大幅度降低，使本裝置安裝變得容易，從而節約安裝成本。
[0037]本文雖然已經給出了本實用新型的一些實施例，但是本領域的技術人員應當理解，在不脫離本實用新型精神的情況下，可以對本文的實施例進行改變。上述實施例只是示例性的，不應以本文的實施例作為本實用新型權利范圍的限定。
【主權項】
1.一種利用壓縮空氣儲能的風力發電裝置，其特征在于，包括風機葉片、輪轂、上傳動軸、剎車系統、上齒輪箱、偏航系統、機艙、塔架、豎直傳動軸、推力軸承、下齒輪箱、下傳動軸、空氣壓縮機、高壓風管、壓縮空氣儲存罐、壓縮空氣調壓閥、壓縮空氣控制閥、壓縮空氣動力機、發電機和控制系統； 所述風機葉片安裝在所述輪轂上，所述輪轂依次通過所述上傳動軸和剎車系統連接所述上齒輪箱，所述上傳動軸、剎車系統、上齒輪箱和偏航系統安裝在所述機艙的托盤上，所述塔架位于所述機艙的托盤下面，所述豎直傳動軸安裝在所述推力軸承位上，所述豎直傳動軸、推力軸承和下齒輪箱安裝在所述塔架內，所述上齒輪箱通過所述豎直傳動軸連接所述下齒輪箱，所述下齒輪箱通過所述下傳動軸連接所述空氣壓縮機，由所述風機葉片、輪轂、上傳動軸、剎車系統、上齒輪箱、偏航系統、機艙、塔架、豎直傳動軸、推力軸承、下齒輪箱和下傳動軸形成將風能傳輸至空氣壓縮機的動力傳動系統；所述空氣壓縮機通過所述高壓風管連接所述壓縮空氣儲氣罐，所述壓縮空氣儲氣罐通過所述壓縮空氣調壓閥和壓縮空氣控制閥連接所述壓縮空氣動力機，所述壓縮空氣儲氣罐、壓縮空氣調壓閥、壓縮空氣控制閥和壓縮空氣動力機之間通過所述高壓風管相連接，所述空氣壓縮機、高壓風管、壓縮空氣儲存罐、壓縮空氣調壓閥、壓縮空氣控制閥和壓縮空氣動力機組成機械能轉化系統；所述壓縮空氣動力機通過傳動軸和連軸器連接所述發電機，所述控制系統連接所述壓縮空氣調壓閥、壓縮空氣控制閥和發電機。
2.如權利要求1所述的一種利用壓縮空氣儲能的風力發電裝置，其特征在于，所述下齒輪箱、下傳動軸、空氣壓縮機、壓縮空氣儲存罐、壓縮空氣調壓閥、壓縮空氣控制閥、壓縮空氣動力機、發電機和控制系統都安裝在地面上。
【專利摘要】本實用新型提供了一種利用壓縮空氣儲能的風力發電裝置，包括風機葉片、輪轂、上傳動軸、剎車系統、上齒輪箱、偏航系統、機艙、塔架、豎直傳動軸、推力軸承、下齒輪箱、下傳動軸、空氣壓縮機、高壓風管、壓縮空氣儲存罐、壓縮空氣調壓閥、壓縮空氣控制閥、壓縮空氣動力機、發電機和控制系統。本實用新型制造成本低，運行成本低，由于采用壓縮空氣儲能，使發電機的出力變得可控，完全滿足電網對風電場的最大出力波動，故障穿越、無功調節能力等的并網條件的要求，對電網是一種友好電源，從而實現發電企業和電網企業的共贏。
【IPC分類】F03D9-02
【公開號】CN204532702
【申請號】CN201520170107
【發明人】李昌平, 李元紅
【申請人】李昌平, 李春祁
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月25日