本技術(shù)涉及重力儲能，具體而言，本技術(shù)涉及一種重力儲能系統(tǒng)及重力儲能電站。

背景技術(shù)：

1、儲能技術(shù)是新能源和新型電力系統(tǒng)發(fā)展的重點也是熱點，大致可分為物理儲能、化學(xué)儲能、電磁儲能和儲熱等。

2、化學(xué)儲能主要是各類電化學(xué)儲能、氫儲能等，電化學(xué)儲能能滿足多樣化的場景需求，但需要面對安全風(fēng)險、環(huán)境污染、運營成本等難以回避的問題，氫儲能適用于大規(guī)模儲能和長周期能量調(diào)節(jié)，但目前仍處于示范應(yīng)用階段。電磁儲能能量密度較低，且成本高。儲熱技術(shù)在電供暖，電供熱，工業(yè)供熱，太陽能光熱儲能系統(tǒng)等特定應(yīng)用有較好的市場價值。

3、物理儲能相比于上述其他儲能方式，對環(huán)境影響小，安全度高等顯著優(yōu)點。重力儲能屬于物理儲能技術(shù)，重力儲能電站選址靈活，可以利用荒地、山體等空閑空間，能夠避開農(nóng)業(yè)，生態(tài)用地等優(yōu)勢地塊。但是，現(xiàn)有的重力儲能電站在前期建造高塔建筑主體時投入較高，因此如何降低重力儲能電站的前期投入是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)針對現(xiàn)有方式的缺點，提出一種重力儲能系統(tǒng)及重力儲能電站，能夠有效降低重力儲能的投入成本。

2、第一個方面，本技術(shù)實施例提供了一種重力儲能系統(tǒng)，建立在水源附近，利用夜間用電低谷將處于下倉位的水運送至上倉位進(jìn)行儲能，該重力儲能系統(tǒng)包括多個發(fā)電機組、多個水箱、多個配重塊、多個動滑輪以及牽引索；每個所述動滑輪上可拆卸連接有至少一個所述水箱或至少一個所述配重塊，所述配重塊對下降過程中所述水箱的加速度進(jìn)行控制以使所述發(fā)電機組處于穩(wěn)定發(fā)電狀態(tài)；所述牽引索繞過各所述發(fā)電機組和各所述動滑輪，所述動滑輪在所述牽引索的牽引下轉(zhuǎn)動并攜帶所述水箱或所述配重塊上升或下降，所述發(fā)電機組在下降過程中的所述水箱帶動所述牽引索的牽引下進(jìn)行轉(zhuǎn)動以進(jìn)行發(fā)電；連接在所述動滑輪上的所述水箱在所述上倉位和所述下倉位之間往復(fù)上下運動，一部分在所述上倉位蓄水后為滿倉狀態(tài)的所述水箱連接在所述動滑輪上后進(jìn)行下降的同時，另一部分連接在所述動滑輪上的所述水箱在所述下倉位泄水后在外力作用下上升，以使所述發(fā)電機組在設(shè)定發(fā)電時間內(nèi)處于連續(xù)發(fā)電狀態(tài)。

3、可選地，所述發(fā)電機組包括多個第一發(fā)電機組和多個第二發(fā)電機組，在所述設(shè)定發(fā)電時間內(nèi)，所述第一發(fā)電機組一直處于發(fā)電狀態(tài)，所述第二發(fā)電機組處于發(fā)電狀態(tài)或者調(diào)控狀態(tài)，所述第二發(fā)電機組處于調(diào)控狀態(tài)下時所述第二發(fā)電機組進(jìn)行反轉(zhuǎn)以對滿倉狀態(tài)的所述水箱的速度進(jìn)行調(diào)控。

4、可選地，所述重力儲能系統(tǒng)還包括限位探測器，所述限位探測器對所述水箱的位置及狀態(tài)進(jìn)行探測，并根據(jù)探測結(jié)果向所述第二發(fā)電機組發(fā)出接入調(diào)控信號或剝離調(diào)控信號，所述第二發(fā)電機組在接收到所述接入調(diào)控信號進(jìn)入所述調(diào)整狀態(tài)，所述第二發(fā)電機組在接收到所述剝離調(diào)控信號時進(jìn)入所述發(fā)電狀態(tài)。

5、可選地，所述第一發(fā)電機組位于同一高度，所述第二發(fā)電機組位于同一高度，且所述第一發(fā)電機組的高度高于所述第二發(fā)電機組的高度。

6、可選地，所述第二發(fā)電機組的數(shù)量是2倍，所述第一發(fā)電機組的發(fā)電功率為所述第二發(fā)電機組的功率的2～10倍。

7、可選地，所述動滑輪包括第一動滑輪和第二動滑輪，所述水箱固定在所述第一動滑輪上，所述配重塊固定在所述第二動滑輪上，所述第一動滑輪的直徑大于所述第二動滑輪的直徑。

8、可選地，所述第一動滑輪位于所述第一發(fā)電機組的正下方，且繞于所述第一動滑輪上且位于所述第一動滑輪兩側(cè)的牽引索段與地面垂直；所述第二動滑輪位于所述第二發(fā)電機組的下方，所述第二動滑輪的圓心位于相鄰兩個所述第二發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子的圓心連接線的中垂線上，且所述相鄰兩個所述第二發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子在水平方向上的距離與所述牽引索的厚度之差，等于所述第二動滑輪的直徑與所述牽引索厚度之和，且繞于所述第二動滑輪上且位于所述第二動滑輪兩側(cè)的牽引索段與地面垂直。

9、可選地，所述第一發(fā)電機組為兩個，所述第二發(fā)電機組為四個，所述第一動滑輪為兩個，所述第二動滑輪為兩個，連接在所述動滑輪上的所述水箱為兩個，所述配重塊為兩個；兩個所述第一發(fā)電機組分別為第一個第一發(fā)電機組和第二個第一發(fā)電機組，在所述第一個第一發(fā)電機組指向所述第二個第一發(fā)電機組的方向上，四個所述第二發(fā)電機組分別為第一個第二發(fā)電機組、第二個第二發(fā)電機組、第三個第二發(fā)電機組和第四個第二發(fā)電機組；兩個所述第一動滑輪分別為第一個第一動滑輪和第二個第二動滑輪，在所述第一個第一動滑輪指向所述第二個第一動滑輪的方向上，兩個所述第二動滑輪分別為第一個第二動滑輪和第二個第二動滑輪；連接在所述第一個第一動滑輪上的所述水箱為第一水箱，連接在所述第二個第一動滑輪上的所述水箱為第二水箱，兩個所述配重塊分別為連接在所述第一個第二動滑輪上的第一配重塊和連接在所述第二個第二動滑輪上的第二配重塊；所述牽引索依次繞過所述第一個第一發(fā)電機組、所述第一個第一動滑輪、所述第一個第二發(fā)電機組、所述第一個第二動滑輪、所述第二個第二發(fā)電機組、所述第三個第二發(fā)電機組、所述第二個第二動滑輪、所述第四個第二發(fā)電機組、所述第二個第一動滑輪和所述第二個第一發(fā)電機組。

10、可選地，所述發(fā)電機組與所述牽引索的接觸面的粗糙度大于所述動滑輪與所述牽引索的接觸面的粗糙度，所述牽引索與所述動滑輪的摩擦系數(shù)小于0.2。

11、第二個方面，本技術(shù)實施例提供了一種重力儲能電站，該重力儲能電站包括上述的重力儲能系統(tǒng)。

12、本技術(shù)實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益技術(shù)效果是：

13、(1)本技術(shù)實施例提供的重力儲能系統(tǒng)，建立在水源附近，利用夜間用電低谷將處于下倉位的水運送至上倉位進(jìn)行儲能，不僅能夠利用現(xiàn)有的水利工程，大大減少了前期建設(shè)投入成本，而且利用水作為重力儲能介質(zhì)，因此節(jié)省了生產(chǎn)其他儲能介質(zhì)(例如混凝土水箱)的投入，有利于降低重力儲能的前期投入；在發(fā)電過程中，由于上升的水箱為空倉狀態(tài)因此能夠有效降低水箱上升的耗能，提高重力儲能的轉(zhuǎn)換率。

14、(2)本實施例提供的重力儲能系統(tǒng)中，發(fā)電機組與牽引索的接觸面的粗糙度大于動滑輪與牽引索的接觸面的粗糙度，牽引索與動滑輪的摩擦系數(shù)小于0.2，保證牽引索與發(fā)電機組之間具有足夠的摩擦力，以保證發(fā)電機組能夠在牽引索的牽引下進(jìn)行轉(zhuǎn)動而發(fā)電；而動滑輪與牽引索之間的摩擦力較小從能夠減少摩擦力重力儲能系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換率的影響，提升重力儲能系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換率。

15、(3)本實施例提供的重力儲能系統(tǒng)中，發(fā)電機組包括多個第一發(fā)電機組和多個第二發(fā)電機組，第二發(fā)電機組通過控制配重塊的上升/下降的速度和加速度實現(xiàn)對滿倉狀態(tài)的水箱在下降過程中的加速度的調(diào)整，從而保證第一發(fā)電機組處于穩(wěn)定發(fā)電狀態(tài)，以及保證第二發(fā)電機組在發(fā)電過程中處于穩(wěn)定發(fā)電狀態(tài)。

16、(4)本實施例提供的重力儲能系統(tǒng)中，動滑輪包括第一動滑輪121和第二動滑輪，水箱固定在第一動滑輪上，配重塊固定在第二動滑輪上，第一動滑輪的直徑大于第二動滑輪的直徑；由于動滑輪的直徑越大則力矩越大，因此設(shè)計第一動滑輪的直徑大于第二動滑輪的直徑，即使較小的質(zhì)量的配重塊也能夠?qū)崿F(xiàn)對水箱下降過程中的加速度的調(diào)控，這有利于減少第二發(fā)電機組處于調(diào)控狀態(tài)下所消耗的電能，從而提升重力儲能系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換率。

17、(5)本實施例提供的重力儲能系統(tǒng)中，各動滑輪兩側(cè)的牽引索段均與地面垂直使得水箱下降過程中不會有其他方向的分力，這有利于使得水箱的重力勢能更多地轉(zhuǎn)換為電能，同理，配重塊的重力能夠更多地用于調(diào)節(jié)水箱的速度。

18、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實踐了解到。