压缩空气动力式海浪能、风能、太阳能联合利用发电站分立储气室压力梯级分布结构及电站布局-第2页-北极星风力发电网

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3.2工作原理

联合分立式储气室主要由储气室本体、海浪能压缩空气输入管、风能压缩空气输入管、压缩空气输出管构成，联合分立式储气室可设计为长方体结构，内部设置隔墙，将整体储气室分为若干个独立的互相封闭的独立空间（如图3、图4、图5剖视图所示），每个独立空间均有海浪能压缩空气输入管、风能压缩空气输入管、阀、压缩空气输出管与其相通。

工作原理以图中所示分为4个独立空间为例，暂设定储气室最小压力为0.5Mpa；最高压力，由于输入的压缩空气压力大小由当时的海浪高度、风速决定,对电站来说，压力越高，压缩空气占用空间越小，储气室所存储的压缩空气量也越大，储气室使用效率越高，最高压力没有定值，但考虑到安全及电站整体设备运行等因素，系统中设置溢流阀，以保证在极端天气条件下电站的安全。电站运行发电时，压缩空气输出管的阀门受系统控制（类似于汽轮发电机，在并网前依靠DEH（数字式电液调节系统）来控制进气量，并网后靠自动励磁调节器根据负载大小自动调节进气量。）。例如，开始状态1#储气室处于向涡轮机供气状态，2#、3#处于保压待送状态，4#处于压缩空气输入状态。1#储气室的阀门打开压缩空气进入涡轮机做功，这时1#储气室产生压降（受控制系统控制，如果这时系统负载增大，其他储气室（2#或3#）阀门将打开补气；如果系统负载减小，1#储气室阀门开度将减小），当1#储气室压力降低到0.5Mpa时，1#储气室阀门关闭；2#储气室阀门打开向涡轮机供气，这时4#储气室储气完成阀门关闭（如果达不到当时系统最大压力还可延长时间），1#储气室开始输入压缩空气。4个储气室循环，从而实现连续不断的输气-保压-供气-输气运行过程；在这个过程中，各个储气室的压力形成梯级排列，由于海浪高度、风速随时变化，形成了海浪能压缩空气输入管和风能压缩空气输入管中不同的压力，控制系统根据海浪能、风能压缩空气输入管中压缩空气压力大小，打开与之相匹配的储气室阀门，向压力相匹配的储气室供气，直到储气室储气完成。电站实际应用中，设分立式储气室总数量为N总个，在电站系统运行过程中，总是有n1个储气室在输出压缩空气状态、n2个压力不变处于保压待送状态，n3个在补充压缩空气状态，则有：

N总= n1+ n2+ n3,

各个储气室轮换运行，保证了涡轮机输入气压和流量的稳定、连续。

由于储气室也具有一定的基础压力，反应到海浪高度和风速上，类似于风力发电的切出、切入风速概念一样，海浪高度和风速也具有切出、切入的概念。

4、结束语

电站发出电力依赖于稳定的气源供应，而气源的持续供应来源于海浪能、风能，但自然界的所有自然能源都具有间歇性，尽管海浪能的能量较其他能量稳定，但海浪大小也随时变化。将间歇性能源转换为稳定能源，必须通过储气室（蓄能器）来实现。通过联合分立式储气室，间歇性自然能源产生的压缩空气通过被各个储气室储存、释放过程，在整体上实现了压缩空气流量、压力的稳定输出，从而实现了电站涡轮机供气的连续、稳定。

注：（《一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站》专利已由国家知识产权局专利局授予实用新型专利，专利号：201621195933.1）

参考文献

［1］邢志光（唐山钢铁集团有限责任公司）压缩空气动力式海浪能、风能、太阳能联合利用发电站的探讨（北极星风力发电网05-19）

［2］邢志光（唐山钢铁集团有限责任公司）气筒风光式海浪电站的结构及前景《海洋开发与管理》2016年第11期

作者简介：

邢志光（1967-男），大专学历，工作单位：唐山钢铁集团有限责任公司，通讯地址：河北省唐山市路北区新华北里07楼-1单元-503，邮政编码：063000，电话：13513330183，E-mail: annecbjxingzg@126.com

研究方向为一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站。

相关阅读：压缩空气动力式海浪能、风能、太阳能联合利用发电站的探讨

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