一种储能发电装置的制作方法

1.本发明涉及储能发电技术领域，尤其涉及一种储能发电装置。


背景技术：

2.在电网中，通常是通过储能技术将多余的电能转化为其他形式的能量进行存储，当电网负荷需求增加时释放存储的电能以助于电网稳定运行。常见的储能技术包括化学储能和抽水蓄能等，但是化学储能需要定期更换电池且废弃电池处理可能导致环境污染，抽水蓄能要求特定的地形和水资源且可能对环境产生负面影响，由此可知化学储能和抽水蓄能的储能发电整体效率低。
3.为解决上述问题，现有技术中采用水下浮力储能，例如通过排水或注水控制水下气囊的浮沉而实现能量储存与释放，但是水下浮力储能要求受限于大型深水湖泊和海域等很深的水域环境，无法适应陆地上的储能发电，亟需提高陆地储能发电的发电效率。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种储能发电装置，解决了现有技术中采用水下浮力储能提高储能发电效率，但受限于大型深水湖泊和海域等很深的水域环境，无法适应陆地上的储能发电，亟需提高陆地储能发电的发电效率的技术问题。
5.本发明提供的一种储能发电装置，包括储能模块、转轴、电机、监控电缆和控制室；
6.所述储能模块包括浮力组件、工作绳、线盘、齿轮箱和多组安全组件，所述工作绳的一端与所述浮力组件固定连接，所述工作绳的另一端与所述线盘连接，所述线盘通过链条与所述齿轮箱传动连接；
7.所述控制室用于响应接收到的储能信号或释能信号对应生成第一调节指令或第二调节指令，或者响应接收到的监测信息生成安全调节指令；
8.每组所述安全组件的一端与所述浮力组件固定连接，另一端固定于地面，所述安全组件用于响应所述安全调节指令对所述浮力组件进行安全调节；
9.所述电机通过所述转轴与所述齿轮箱传动连接，所述电机通过电缆与外部变电设备电连接；
10.所述电机通过所述监控电缆与所述控制室通信连接，所述电机用于响应所述第一调节指令，通过所述外部变电设备传递的电能驱动所述转轴转动，带动所述齿轮箱响应所述第一调节指令控制所述线盘收卷所述工作绳；
11.所述齿轮箱通过所述监控电缆与所述控制室通信连接，所述齿轮箱用于响应所述第二调节指令，通过所述浮力组件上浮的浮力驱动所述电机响应所述第二调节指令发电至所述外部变电设备。
12.可选地，所述浮力组件包括气球和吊篮；
13.所述吊篮悬挂于所述气球底部；
14.所述工作绳的一端与所述吊篮底部固定连接。
15.可选地，所述吊篮上搭载有环境探测仪器、无线收发器和光伏电池组；
16.所述环境探测仪器用于对气球进行环境监测，生成监测信息；
17.所述无线收发器用于将所述监测信息发送至所述控制室；
18.所述光伏电池组用于为所述环境探测仪器和无线收发器提供电能。
19.可选地，所述吊篮上还搭载有气阀控制器；
20.所述光伏电池组，还用于为气阀控制器提供电能；
21.所述无线收发器，还用于响应接收到的所述安全调节指令，通过所述气阀控制器控制所述气球的气阀放气。
22.可选地，所述安全组件包括安全绳和安全基座；
23.所述安全基座与地面固定连接，所述安全基座内设有轮盘和内部电机；
24.所述安全绳的一端与所述吊篮底部固定连接，所述安全绳的另一端与所述轮盘连接；
25.所述内部电机用于响应接收到的所述安全调节信号，驱动所述轮盘收放所述安全绳对所述气球进行安全调节。
26.可选地，所述安全绳上设有传输电缆，所述传输电缆与所述环境探测仪器、所述无线收发器、所述气阀控制器电性连接；所述传输电缆用于：
27.为所述环境探测仪器、所述无线收发器和所述气阀控制器提供电能；
28.或者，将所述监测信息发送至所述控制室，并响应接收到的所述安全调节指令通过所述气阀控制器控制所述气球的气阀放气。
29.可选地，所述电机包括电机执行器、储能模块和发电模块，所述电机执行器、所述储能模块与所述发电模块电性连接；所述电机执行器用于：
30.响应所述第一调节指令控制所述储能模块投切，并通过所述储能模块接收所述外部变电设备传递的电能驱动所述转轴转动，带动所述齿轮箱响应所述第一调节指令控制所述线盘收卷所述工作绳；
31.或者，
32.响应所述第二调节指令控制所述发电模块投切，并通过所述发电模块基于所述浮力组件上浮的浮力发电至所述外部变电设备。
33.可选地，所述齿轮箱包括齿轮组、控制器、离合器和执行器；
34.所述执行器用于响应所述第一调节指令，控制所述离合器将所述转轴转动的动力传输至所述齿轮组；或者，响应所述第二调节指令，控制所述离合器将所述齿轮组传递的浮力传输至所述转轴，驱动所述电机响应所述第二调节指令发电至所述外部变电设备；
35.所述控制器用于响应所述第一调节指令或所述第二调节指令，调整所述齿轮组输出的扭矩和转速；
36.所述齿轮组通过所述链条与所述线盘传动连接，所述齿轮组用于基于所述动力按照所述扭矩和所述转速控制所述线盘收卷所述工作绳，或者按照所述扭矩和所述转速传递所述浮力组件上浮时所述链条传输的浮力。
37.可选地，所述储能模块还包括支撑架；
38.所述支撑架固定于地面，所述支撑架用于支撑所述线盘。
39.可选地，所述储能模块为多个；
40.相邻两个串联的所述储能模块通过所述转轴连接；
41.所述电机用于响应所述第一调节指令，通过所述外部变电设备传递的电能驱动所述转轴转动，依次带动多个所述齿轮箱响应所述第一调节指令控制对应的线盘收卷关联的工作绳；
42.所述齿轮箱用于响应所述第二调节指令，通过多个所述浮力组件依次或同时上浮的浮力，驱动所述电机响应所述第二调节指令发电至所述外部变电设备。
43.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
44.本发明通过控制室响应接收到的储能信号或释能信号或监测信息对应生成第一调节指令或第二调节指令或安全调节指令，通过安全组件响应安全调节指令对浮力组件进行安全调节，电机响应第一调节指令，通过外部变电设备传递的电能带动齿轮箱响应第一调节指令控制线盘收卷工作绳，齿轮箱响应第二调节指令，通过浮力组件上浮的浮力驱动电机响应第二调节指令发电至外部变电设备。在整个储能发电过程中，利用空气浮力进行能量储存与释放，不需要消耗燃料或排放有害气体，降低了对生态系统的负面影响且运行维护成本较低；通过调整气球的上升和下降，实现不同功率水平的发电，且可以调整储能模块的数量和组合实现灵活的储能容量和功率调节，提高了储能发电效率；提出了气球意外逃逸后的安全保护策略，有效预防了气球不受控移动所带来的安全隐患；同时，该储能发电装置适用于各种规模的储能电站，能够与可再生能源结合，有助于解决电能供需不平衡问题，具有广泛的应用前景。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
46.图1为本发明实施例提供的一种储能发电装置的结构示意图；
47.图2为本发明实施例提供的储能模块的结构示意图；
48.图3为本发明实施例提供的气球安全保护策略示意图；
49.图4为本发明实施例提供的单台储能机组布设构型图；
50.图5为本发明实施例提供的单台储能机组储能过程示意图；
51.图6为本发明实施例提供的单台储能机组最大储能状态示意图；
52.图7为本发明实施例提供的单台储能机组低功率发电状态示意图；
53.图8为本发明实施例提供的单台储能机组中功率发电状态示意图；
54.图9为本发明实施例提供的单台储能机组全功率发电状态示意图；
55.图10为本发明实施例提供的单台储能机组最大释能状态示意图；
56.图11为本发明实施例提供的多台储能机组布设构型图；
57.在图1-11中：
58.1、气球；2、吊篮；3、工作绳；4、线盘；5、链条；6、齿轮箱；7、安全绳；8、安全基座；9、转轴；10、联轴器；11、电机；12、监控电缆；13、控制室；14、电缆；15、电线杆；16、避雷针。
具体实施方式
59.本发明实施例提供了一种储能发电装置，用于解决现有技术中采用水下浮力储能提高储能发电效率，但受限于大型深水湖泊和海域等很深的水域环境，无法适应陆地上的储能发电，亟需提高陆地储能发电的发电效率的技术问题。
60.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
61.为了便于理解，请参阅图1至图11，为本发明实施例提供的一种储能发电装置。
62.本发明提供的一种储能发电装置，包括储能模块、转轴9、电机11、监控电缆12和控制室13；
63.储能模块包括浮力组件、工作绳3、线盘4、齿轮箱6和多组安全组件，工作绳3的一端与浮力组件固定连接，工作绳3的另一端与线盘4连接，线盘4通过链条5与齿轮箱6传动连接；
64.控制室13用于响应接收到的储能信号或释能信号对应生成第一调节指令或第二调节指令，或者响应接收到的监测信息生成安全调节指令；
65.每组安全组件的一端与浮力组件固定连接，另一端固定于地面，安全组件用于响应安全调节指令对浮力组件进行安全调节；
66.电机11通过转轴9与齿轮箱6传动连接，电机11通过电缆14与外部变电设备电连接；
67.电机11通过监控电缆12与控制室13通信连接，电机11用于响应第一调节指令，通过外部变电设备传递的电能驱动转轴9转动，带动齿轮箱6响应第一调节指令控制线盘4收卷工作绳3；
68.齿轮箱6通过监控电缆12与控制室13通信连接，齿轮箱6用于响应第二调节指令，通过浮力组件上浮的浮力驱动电机11响应第二调节指令发电至外部变电设备。
69.储能信号，指的是当电网中存在多余的电能时，指示对多余的电能进行存储的信号。释能信号，指的是当电网中负荷需求增加时，是指将存储的电能进行释放的信号。
70.第一调节指令，指的是指示电机和齿轮箱进行储能的指令。第二调节指令，指的是指示电机和齿轮箱进行释能的指令。
71.监测信息，指的是对浮力组件进行环境监测生成的信息。
72.安全调节指令，指的是对浮力组件进行安全调节的指令。
73.在本发明实施例中，储能模块包括浮力组件、工作绳3、线盘4、齿轮箱6和多组安全组件。工作绳3的一端与浮力组件固定连接，一直受到浮力组件浮力的拉拽处于受拉状态；工作绳3的另一端与线盘4连接，线盘4通过转动来控制工作绳3的竖直段的长度，从而控制浮力组件的高度。线盘4上设有链齿，链齿与线盘4固连并绕同一轴转动，链齿通过链条5与齿轮箱6传动连接。在转轴9两端可用联轴器10来分别与电机11、齿轮箱6传动连接，同时电机11还通过电缆14与外部变电设备电连接。
74.可以理解的是，电缆14用于在电机11和外部变电设备将传递电能，由固定于地面
的电线杆15支撑。
75.控制室13内有一整套监测和控制整个装置运行状态的设备，是整个装置的大脑，电机11和齿轮箱6通过监控电缆12与控制室13通信连接。当控制室13接收到外部终端发送的储能信号时，生成第一调节指令发送至电机11和齿轮箱6，电机11响应第一调节指令，基于外部变电设备通过电缆14传递的电能，驱动转轴9转动，带动齿轮箱6响应第一调节指令控制线盘4收卷工作绳3，将高空中的浮力组件拉拽至近地面，实现将多余的电能以势能的形式存储在浮力组件的高度中。当控制室13接收到外部终端发送的释能信号时，生成第二调节指令发送至电机11和齿轮箱6，利用浮力组件上浮的浮力牵引工作绳3带动线盘4转动，线盘4通过链条5带动齿轮箱6通过转轴9驱动电机11响应第二调节指令发电至外部变电设备。利用空气浮力进行能量储存与释放，不需要消耗燃料或排放有害气体，降低了对生态系统的负面影响，同时通过调整浮力组件的上升和下降，能够实现不同功率水平的发电。
76.每组储能模块中对一组浮力组件配设有多组安全组件，安全组件的一端与浮力组件固定连接，安全组件的另一端固定于地面，当控制根据接收到的监测信息进行分析发现工作绳3意外断裂后，生成安全调节指令发送至安全组件，由安全组件响应安全调节指令限制浮力组件的高度以进行安全调节，防止浮力组件意外逃逸。
77.可选地，储能模块还包括支撑架；支撑架固定于地面，支撑架用于支撑线盘4。
78.浮力组件包括气球1和吊篮2，吊篮2悬挂于气球1底部，工作绳3的一端与吊篮2底部固定连接。吊篮2上搭载有环境探测仪器、无线收发器、气阀控制器和光伏电池组。环境探测仪器用于对气球1进行环境监测，生成监测信息。无线收发器用于将监测信息发送至控制室13；无线收发器还用于响应接收到的安全调节指令，通过气阀控制器控制气球1的气阀放气。光伏电池组用于为环境探测仪器、无线收发器和气阀控制器提供电能。
79.安全组件包括安全绳7和安全基座8。安全基座8与地面固定连接，安全基座8内设有轮盘和内部电机。安全绳7的一端与吊篮2底部固定连接，安全绳7的另一端与轮盘连接。内部电机用于响应接收到的安全调节信号，驱动轮盘收放安全绳7对气球1进行安全调节。
80.在本发明实施例中，浮力组件包括气球1和吊篮2，吊篮2悬挂于气球1底部，吊篮2上可固定搭载环境探测仪器、无线收发器、气阀控制器和光伏电池组等轻量化仪器设备。安全组件包括安全绳7和安全基座8，其中安全基座8与地面固定连接，且安全基座8内设有轮盘和内部电机。安全绳7的一端与吊篮2底部固定连接，安全绳7的另一端与轮盘连接。环境探测仪器对气球1所处的高度环境进行环境监测并生成对应的监测信息，无线收发器与控制室13通信连接，通过无线收发器将监测信息发送至控制室13进行信息交互。当控制室13根据接收到的监测信息分析发现工作绳3意外断裂后，生成对应的安全调节信号发送至安全基座8的内部电机，内部电机响应接收到的安全调节信号，驱动轮盘收卷安全绳7以限制气球1的高度；当控制室13根据接收到的监测信息分析发现工作绳3和安全绳7同时断裂时，生成对应的安全调节信号发送至无线收发器，并通过气阀控制器响应该安全调节信号控制气球1的气阀放气，以快速排泄气球1内的气体而降低高度至地面。光伏电池组可以理解为包括光伏板以及配套的小型电池组，用于为环境探测仪器、无线收发器和气阀控制器提供电能。
81.可选地，气球1内部填充有轻质气体，如氢气或氦气。工作绳3可以采用高强度的凯夫拉纤维编制而成，具有体积小、重量轻、强度高、收缩率低以及耐疲劳的特点。安全绳7同
样可以采用高强度的凯夫拉纤维编制而成，但应考虑一定的弹性缓冲，防止冲击造成瞬间张力过大而断裂。线盘4由轻质高强的复合材料制成，以减小其转动惯量。
82.优选地，环境探测仪器包括但不限于高度计、温度计、风速仪和水平位移计。高度计用于监测气球1的高度；水平位移计用于监测气球1的水平位置；温度计用于监测气球1所处环境的温度；风速仪用于监测气球1所处环境的风速。
83.本实施例提出了气球意外逃逸后的安全保护策略，参阅图3所示，a表示工作绳长度即最大工作高度，b表示安全绳长度即安全绳对气球的限高高度，c表示泄气高度即需要对气球的气阀放气的高度。安全绳比工作绳长，通过观察气球高度可以快速发现异常的气球。控制室可以是根据高度仪或水平位移计监测到气球的高度和水平位置进行分析，发现当前气球超过设定的安泄气高度或水平距离，确定工作绳和安全绳同时断裂，则控制气球的气阀放气，有效预防了气球不受控移动所带来的安全隐患
84.值得一提的是，在有风情况下，可以由多条安全绳7与工作绳3协同控制气球1水平运动，防止气球1偏离设计的垂直运动路线。
85.安全绳7上设有传输电缆，传输电缆与环境探测仪器、无线收发器、气阀控制器电性连接；传输电缆用于：为环境探测仪器、无线收发器和气阀控制器提供电能；或者，将监测信息发送至控制室13，并响应接收到的安全调节指令通过气阀控制器控制气球1的气阀放气。
86.在本发明实施例中，在安全绳7上嵌入或附着设有传输电缆，传输电缆与环境探测仪器、无线收发器、气阀控制器电性连接。传输电缆可以为环境探测仪器、无线收发器和气阀控制器提供电能，与光伏电池组互为冗余。传输电缆还可以提供信号传输通道，通过有线传输的方式将环境探测仪器、无线收发器和气阀控制器与控制室13相连，将环境探测仪器的监测信息发送至控制室13，并响应接收到的安全调节指令通过气阀控制器控制气球1的气阀放气，与无线收发器互为冗余。提高传输电缆与光伏电池组、无线收发器的冗余设计，提高可靠性。
87.电机11包括电机执行器、储能模块和发电模块，电机执行器、储能模块与发电模块电性连接。电机执行器用于：响应第一调节指令控制储能模块投切，并通过储能模块接收外部变电设备传递的电能驱动转轴9转动，带动齿轮箱6响应第一调节指令控制线盘4收卷工作绳3；或者，响应第二调节指令控制发电模块投切，并通过发电模块基于浮力组件上浮的浮力发电至外部变电设备。
88.齿轮箱6包括齿轮组、控制器、离合器和执行器。执行器用于响应第一调节指令，控制离合器将转轴9转动的动力传输至齿轮组；或者，响应第二调节指令，控制离合器将齿轮组传递的浮力传输至转轴9，驱动电机11响应第二调节指令发电至外部变电设备。控制器用于响应第一调节指令或第二调节指令，调整齿轮组输出的扭矩和转速。齿轮组通过链条5与线盘4传动连接，齿轮组用于基于动力按照扭矩和转速控制线盘4收卷工作绳3，或者按照扭矩和转速传递浮力组件上浮时链条5传输的浮力。
89.在本发明实施例中，电机11中包括电性连接的电机执行器、储能模块和发电模块，齿轮箱6包括齿轮组、控制器、离合器和执行器，齿轮组上的链齿通过链条5与线盘4的链齿传动连接。当电机执行器接收到控制室13发送的第一调节指令需要进行储能时，控制储能模块投切，以接收外部变电设备通过电缆14传递的电能，驱动转轴9转动，执行器响应第一
调节指令，控制离合器将转轴9的动力输出至齿轮组，控制器响应第一调节指令可通过将齿轮箱6调整至相应的档位来控制齿轮组输出的扭矩和转速，齿轮组通过链条5将动力输出至线盘4，线盘4收卷工作绳3将气球1拉向地面，以实现储能。当控制接收到控制室13发送的第二调节指令时，调整齿轮组至对应输出的扭矩和转速，当气球1上浮带动线盘4转动时，线盘4通过链条5带动齿轮组按照扭矩和转速传递气球1上浮的浮力，执行器响应第二调节指令控制离合器将浮力传递至转轴9，同时，电机执行器响应第二调节指令控制发电模块投切，通过发电模块在转轴9传递的浮力带动下转动发电至外部变电设备。
90.可选地，电机11还包括转速传感器，转速传感器用于采集转速；齿轮箱6还包括扭矩转速传感器，扭矩转速传感器用于采集转速和扭矩。通过监控电缆12将转速传感器和扭矩转速传感器采集的传感信息发送至控制室13。
91.优选地，储能模块为多个；相邻两个储能模块通过转轴连接；电机用于响应第一调节指令，通过外部变电设备传递的电能驱动转轴转动，依次带动多个齿轮箱响应第一调节指令控制对应的线盘收卷关联的工作绳；齿轮箱用于响应第二调节指令，通过多个浮力组件依次或同时上浮的浮力，驱动电机响应第二调节指令发电至外部变电设备。
92.在本发明实施例中，储能模块的数量可以根据电机功率进行数量扩增，以实现储能容量和功率的增加。参阅图4，多个储能模块直线串联，通过转轴两端可用联轴器来将相邻两个储能模块进行连接，并与电机共同组成单台储能机组。在图5-10中，a表示地面电机高度，b表示最小工作高度，c表示最大工作高度，d表示释能空间。
93.参阅图5，储能机组储能时，电机基于外部变电设备传递的电能，带动线盘转动将气球逐个向下牵引到达最小工作高度，实现能量存储，
94.参阅图6，当所有气球位于最小工作高度时，储能机组处于满容量的储能状态，电机处于待发电状态，为释能空间，通过多个气球在最小工作高度到最大工作高度之间的释能空间内向上运动，牵引电机转动发电，释放能量。参阅图7，当电网负荷需求较小时，单个储能模块依次释能即气球逐个释放，由于单个气球的牵引力较小，电机处于低功率发电状态。小功率状态释能时间长，可满足长时供电的需求。参阅图8，双储能模块依次释能，气球成对释放时功率约为单个气球的两倍，电机处于中功率发电状态，相应的释能时间将缩短。参阅图9，所有储能模块同时释能，所有气球同时释放时功率达到最大，电机处于全功率发电状态，释能时间进一步缩短。参阅图10，存储的电能完全释放后，所有气球处于最大工作高度。
95.优选地，参阅图11，可以通过多台储能机组阵列布置以实现储能电站的扩容，考虑雷击等不利因素，在储能电站周围设置避雷针16，防止雷击引起装置损坏以及气球燃爆。
96.在另一个实施例中，装置还可以设置为轴系传动：线盘直接安装在转轴上，当气球上浮时，在浮力作用下与气球通过工作绳连接的线盘带动转轴旋转，进而带动电机进行发电；当储能时，电机驱动转轴旋转带动线盘将气球拉向地面。与链条驱动相比，这种方案的轴系传动结构简单，效率更高，降低了装置的能耗。
97.在另一个实施例中，装置还可以设置为齿轮传动：将工作绳与一个具有齿轮的轮滑组件进行连接，轮滑组件的齿轮与电机的齿轮啮合连接，当气球上浮或下沉时，滑轮组件带动齿轮旋转，从而实现发电。这种方案，通过齿轮将气球的上浮和下沉直线运动转换为发电机的旋转运动，相对复杂，但能有效减小力的损失，提高发电效率。
98.在另一个实施例中，装置还可以设置为液压传动，利用气球上浮和下沉的运动带动一个液压泵工作，将机械能转化为液压能，液压泵通过液压油将能量传输到液压马达，液压马达再将液压能转化为机械能，带动发电机旋转发电。这种方案在传输能量时损失较小，适用于较长距离的能量传输。
99.本发明实施例中，控制室响应接收到的储能信号或释能信号或监测信息对应生成第一调节指令或第二调节指令或安全调节指令，通过安全组件响应安全调节指令对浮力组件进行安全调节，电机响应第一调节指令，通过外部变电设备传递的电能带动齿轮箱响应第一调节指令控制线盘收卷工作绳，齿轮箱响应第二调节指令，通过浮力组件上浮的浮力驱动电机响应第二调节指令发电至外部变电设备。在整个储能发电过程中，利用空气浮力进行能量储存与释放，不需要消耗燃料或排放有害气体，降低了对生态系统的负面影响且运行维护成本较低；通过调整气球的上升和下降，实现不同功率水平的发电，且可以调整储能模块的数量和组合实现灵活的储能容量和功率调节，提高了储能发电效率；提出了气球意外逃逸后的安全保护策略，有效预防了气球不受控移动所带来的安全隐患；同时，该储能发电装置适用于各种规模的储能电站，能够与可再生能源结合，有助于解决电能供需不平衡问题，具有广泛的应用前景。
100.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种储能发电装置，其特征在于，包括储能模块、转轴、电机、监控电缆和控制室；所述储能模块包括浮力组件、工作绳、线盘、齿轮箱和多组安全组件，所述工作绳的一端与所述浮力组件固定连接，所述工作绳的另一端与所述线盘连接，所述线盘通过链条与所述齿轮箱传动连接；所述控制室用于响应接收到的储能信号或释能信号对应生成第一调节指令或第二调节指令，或者响应接收到的监测信息生成安全调节指令；每组所述安全组件的一端与所述浮力组件固定连接，另一端固定于地面，所述安全组件用于响应所述安全调节指令对所述浮力组件进行安全调节；所述电机通过所述转轴与所述齿轮箱传动连接，所述电机通过电缆与外部变电设备电连接；所述电机通过所述监控电缆与所述控制室通信连接，所述电机用于响应所述第一调节指令，通过所述外部变电设备传递的电能驱动所述转轴转动，带动所述齿轮箱响应所述第一调节指令控制所述线盘收卷所述工作绳；所述齿轮箱通过所述监控电缆与所述控制室通信连接，所述齿轮箱用于响应所述第二调节指令，通过所述浮力组件上浮的浮力驱动所述电机响应所述第二调节指令发电至所述外部变电设备。2.根据权利要求1所述的储能发电装置，其特征在于，所述浮力组件包括气球和吊篮；所述吊篮悬挂于所述气球底部；所述工作绳的一端与所述吊篮底部固定连接。3.根据权利要求2所述的储能发电装置，其特征在于，所述吊篮上搭载有环境探测仪器、无线收发器和光伏电池组；所述环境探测仪器用于对气球进行环境监测，生成监测信息；所述无线收发器用于将所述监测信息发送至所述控制室；所述光伏电池组用于为所述环境探测仪器和无线收发器提供电能。4.根据权利要求3所述的储能发电装置，其特征在于，所述吊篮上还搭载有气阀控制器；所述光伏电池组，还用于为气阀控制器提供电能；所述无线收发器，还用于响应接收到的所述安全调节指令，通过所述气阀控制器控制所述气球的气阀放气。5.根据权利要求2-4任一项所述的储能发电装置，其特征在于，所述安全组件包括安全绳和安全基座；所述安全基座与地面固定连接，所述安全基座内设有轮盘和内部电机；所述安全绳的一端与所述吊篮底部固定连接，所述安全绳的另一端与所述轮盘连接；所述内部电机用于响应接收到的所述安全调节信号，驱动所述轮盘收放所述安全绳对所述气球进行安全调节。6.根据权利要求5所述的储能发电装置，其特征在于，所述安全绳上设有传输电缆，所述传输电缆与所述环境探测仪器、所述无线收发器、所述气阀控制器电性连接；所述传输电缆用于：为所述环境探测仪器、所述无线收发器和所述气阀控制器提供电能；
或者，将所述监测信息发送至所述控制室，并响应接收到的所述安全调节指令通过所述气阀控制器控制所述气球的气阀放气。7.根据权利要求1所述的储能发电装置，其特征在于，所述电机包括电机执行器、储能模块和发电模块，所述电机执行器、所述储能模块与所述发电模块电性连接；所述电机执行器用于：响应所述第一调节指令控制所述储能模块投切，并通过所述储能模块接收所述外部变电设备传递的电能驱动所述转轴转动，带动所述齿轮箱响应所述第一调节指令控制所述线盘收卷所述工作绳；或者，响应所述第二调节指令控制所述发电模块投切，并通过所述发电模块基于所述浮力组件上浮的浮力发电至所述外部变电设备。8.根据权利要求1所述的储能发电装置，其特征在于，所述齿轮箱包括齿轮组、控制器、离合器和执行器；所述执行器用于响应所述第一调节指令，控制所述离合器将所述转轴转动的动力传输至所述齿轮组；或者，响应所述第二调节指令，控制所述离合器将所述齿轮组传递的浮力传输至所述转轴，驱动所述电机响应所述第二调节指令发电至所述外部变电设备；所述控制器用于响应所述第一调节指令或所述第二调节指令，调整所述齿轮组输出的扭矩和转速；所述齿轮组通过所述链条与所述线盘传动连接，所述齿轮组用于基于所述动力按照所述扭矩和所述转速控制所述线盘收卷所述工作绳，或者按照所述扭矩和所述转速传递所述浮力组件上浮时所述链条传输的浮力。9.根据权利要求1所述的储能发电装置，其特征在于，所述储能模块还包括支撑架；所述支撑架固定于地面，所述支撑架用于支撑所述线盘。10.根据权利要求1所述的储能发电装置，其特征在于，所述储能模块为多个；相邻两个串联的所述储能模块通过所述转轴连接；所述电机用于响应所述第一调节指令，通过所述外部变电设备传递的电能驱动所述转轴转动，依次带动多个所述齿轮箱响应所述第一调节指令控制对应的线盘收卷关联的工作绳；所述齿轮箱用于响应所述第二调节指令，通过多个所述浮力组件依次或同时上浮的浮力，驱动所述电机响应所述第二调节指令发电至所述外部变电设备。

技术总结
本发明公开了一种储能发电装置，包括：控制室响应接收到的储能信号或释能信号或监测信息对应生成第一调节指令或第二调节指令或安全调节指令，通过安全组件响应安全调节指令对浮力组件进行安全调节，电机响应第一调节指令，通过外部变电设备传递的电能带动齿轮箱响应第一调节指令控制线盘收卷工作绳，齿轮箱响应第二调节指令，通过浮力组件上浮的浮力驱动电机响应第二调节指令发电至外部变电设备。在整个储能发电过程中，利用空气浮力进行能量储存与释放，通过调整气球的上升和下降实现不同功率水平的发电，提高了储能发电效率。提高了储能发电效率。提高了储能发电效率。


技术研发人员：杨韬略 刘石 杨毅 陶涛 郭欣然 梁崇淦 王红星 刘志刚 陈文
受保护的技术使用者：南方电网电力科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/23