具有蓄存重力势能功能的风机发电系统及其控制方法与流程

本发明涉及风力发电领域，尤其涉及具备蓄能和发电同步运行的风力电力蓄存重力势能发电系统。

背景技术

电能的使用，总是存在着用电高峰和用电低谷，经常是高峰期电能供应不足，低谷期则电能过剩。现有的发电方式都无法避免此类问题。虽然可以通过电网调配，但在新能源发电中弃风、弃光、弃电，浪费能源的事情在所难免。风能、太阳能等绿色能源受气象条件影响极大，无法提供持续不断的电力来源，用电高峰时不一定有风或太阳。且传统风能发电中，风力大时电网无法承受其冲击，风力小时电力供应又不能满足需求。这也是近期风力发电、光伏发电产业遇冷的重要因素之一，故电网无法像水力发电或者火力发电那样正常接纳。最好的方式是在电网无法接纳时将风能、太阳能和电力系统负荷低谷时的剩余电量,储存起来，待电网需要时再将所蓄能量平稳转化为电能发出。

目前，我国风能、太阳能是直接受电网调度控制，风能、太阳能不能直接储存，一旦气象条件合适就必须并网发电，否则就会发生弃风、弃光，浪费绿色能源。现有较为成熟的技术解决方案就是建立抽水蓄能电站，利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，将下水库的水抽入上水库蓄能，即将不可储存的电能转化成可储存的水的势能并储存于上水库中。当电网出现峰荷时,由抽水蓄能机组作水轮机工况运行,将上水库的水下泄带动水轮机组用于发电,满足系统调峰需要,但抽水蓄能电站存在以下技术缺陷：

1、不均衡的风能、太阳能等绿色能源无法转化储存；

2、初期投资巨大,工期长,建设工程量大；

3、远离负荷中心,需要额外的输变电设备；

4、系统复杂，设备众多，技术要求高；

5、需要特定的地质和水文条件，占地面积大；

6、对所在地自然生态环境影响巨大；

7、蓄能过程中不能同时释能发电。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是实现一种通过风力叶片将风的动能和电力系统负荷低谷时的剩余电能或其它方式获得的电能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：具有蓄存重力势能功能的风机发电系统，风能塔安装在地面，所述风能塔顶部安装有风机舱，所述风机舱内固定有风能轴，所述风能轴连接风机舱外的风叶，所述风能轴的连接风电能转换离合机的输入端，所述风电能转换离合机的两个输出端分别连接单向传动轴f和单向传动轴c；

所述单向传动轴f经变速机b连接单向传动轴e一端，所述单向传动轴e另一端连接绞盘离合机b的输入端，所述绞盘离合机b的输出端连接钢缆绞盘b一端，所述钢缆绞盘b另一端连接离合加速机b的输入端，所述离合加速机b的输出端经单向传动轴d驱动发电机组；

所述单向传动轴c经变速机a连接单向传动轴b一端，所述单向传动轴b另一端连接绞盘离合机a的输入端，所述绞盘离合机a的输出端连接钢缆绞盘a一端，所述钢缆绞盘a另一端连接离合加速机a的输入端，所述离合加速机a的输出端经单向传动轴a驱动发电机组；

重载钢缆的两端分别缠绕在钢缆绞盘a和钢缆绞盘b上，重力体通过滑轮组悬吊在所述重载钢缆上。

所述风机舱内设有用于固定器件的风机舱，所述风机舱上固定有重力收放调速机、发电机组、重力蓄能电机、风电能转换离合机、离合加速机、钢缆绞盘、绞盘离合机，所述重力蓄能电机的输出轴与风电能输入转换离合机的另一个输入端连接。

所述重力体的滑轮组上固定有调速钢缆，所述机组平台上固定有重力收放调速机，所述重力收放调速机的输出轴上固定有调速绞盘，所述调速钢缆缠绕在所述调速绞盘上。

所述钢缆绞盘a、钢缆绞盘b、调速绞盘上均设有转速传感器，所述转速传感器输出信号至系统的控制单元，所述控制单元输出驱动信号至重力收放调速机、重力蓄能电机、风电能转换离合机离合加速机a、离合加速机b、变速机a、变速机b。

所述风机舱底部设有沿风机舱向下延伸供重力体下沉的竖井。

所述风机舱一侧设有山坡，沿所述山坡上设有坡轨系统，所述风机舱内设有连接坡跪系统的导向轨道，所述重力体上设有与导线轨道和坡道系统配合的滑轮。

基于所述风机发电系统的控制方法：

工况1、风能轴向风电能转换离合机输入动能，风电能转换离合机连接单向传动轴f，通过变速机b驱动单向传动轴e转动，钢缆绞盘b与绞盘离合机b连接，钢缆绞盘b与离合加速机b断开，钢缆绞盘b为收卷状态使重载钢缆提升重力体，风电能转换离合机与单向传动轴c断开，钢缆绞盘a与离合加速机a连接，通过重力体下拉重载钢缆使钢缆绞盘a放卷旋转驱动单向传动轴a旋转，单向传动轴a驱动发电机组发电；

工况2、风能轴向风电能转换离合机输入动能，风电能转换离合机连接单向传动轴c，通过变速机a驱动单向传动轴b转动，钢缆绞盘a与绞盘离合机a连接，钢缆绞盘a与离合加速机a断开，钢缆绞盘a为收卷状态使重载钢缆提升重力体，风电能转换离合机与单向传动轴f断开，钢缆绞盘b与离合加速机b连接，通过重力体下拉重载钢缆使钢缆绞盘b放卷旋转驱动单向传动轴b旋转，单向传动轴b驱动发电机组发电。

控制单元通过转速传感器获取当前缠绕在钢缆绞盘a和钢缆绞盘b上重载钢缆的长度，获得重力体所处高度参数以及与机组平台的间距，控制单元驱动重力收放调速机使调速钢缆的放卷长度使用略大大于重力体与机组平台的间距。

若当前用于收卷的钢缆绞盘转速低于用于放卷的钢缆绞盘转速，且当前重力体的高度低于设定下限，则断开风能轴与风电能转换离合机的连接，使重力蓄能电机向风电能转换离合机输入动能，直至重力体上升至设定高度；

若当前重力体的高度高于设定上限，则断开当前处于收卷状态侧的风电能转换离合机与单向传动轴的连接，直至重力体下降至设定高度。

当钢缆绞盘a或钢缆绞盘b上缠绕的重载钢缆长度低于设定值，则改变当前工况。

本发明的优点在于不仅能够利用风力叶片收集的风的动能，也将电力系统负荷低谷时的剩余电量或其它方式获得的电能转化为机械动能，即提升重力体至风能塔的上端，或其它结构体的较高位置,使不可储存的风能或电能，转化成可储存的重力体的重力势能，而重力体始终以恒定的拉力驱动放卷的钢缆绞盘转动，使得输入到发电机组的动能始终恒定，从而使得系统具有并网发电的能力，并具备蓄能和发电同步运行的风力电力蓄存重力势能发电系统。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为风塔式结构示意图；

图2为井塔式结构示意图；

图3为坡塔式结构示意图；

图4为蓄能机组平面布置示意图；

图5为蓄能机组立面布置示意图；

上述图中的标记均为：00、风机舱；01、机组平台；02、重力收放调速机；03、发电机组；04、重力蓄能电机；05、风电能转换离合机；06、风能轴；07、风叶；08、重力体；09、重载钢缆；10、调速钢缆；11、滑轮组；12、风能塔；13、竖井；14、坡轨系统；15、地面；16、山坡；20、单向传动轴a；21、离合加速机a；22、钢缆绞盘a；23、绞盘离合机a；24、单向传动轴b；25、变速机a；26、单向传动轴c；30、单向传动轴d；31、离合加速机b；32、钢缆绞盘b；33、绞盘离合机b；34、单向传动轴e；35、变速机b；36、单向传动轴f。

具体实施方式

本发明通过风力叶片将风的动能和电力系统负荷低谷时的剩余电能或其它方式获得的电能。经齿轮机构、变速机或者电机，转化为机械动能。将重力体08向上提升,使不可储存的风能或电能，转变成可储存的重力体08的重力势能，并储存于风能塔12的上端或其它结构体的较高位置。这样的蓄能方式不受地理位置、气候条件、风力多少的限制,不仅可以蓄存电力系统负荷低谷时的剩余电能，还可以更加合理有效的利用风能。风力大重力体08向上提升快，能量蓄存快。风量小重力体08向上提升慢，能量蓄存慢。却可以全天候不间断的和电能一起交替蓄能，不再经过其他形式的转换,可以长期无损耗地存储能量。

发电作业时，重力体08下落形成重力势能，通过与之相连的重载钢缆09，牵引驱动钢缆绞盘运转、经离合加速机、单向传动轴带动发电机组03运转实施发电工作。其反应速度快,操作和维护方便，建设周期短,占地面15积少，可安装在负荷中心附近,不需要增加额外的输变电设备，将能源收集、储存和释能发电集合于一体。可进行模块化设计制造，单位建设成本低，还可以根据负荷地能耗情况，设计不同规模的蓄能电厂，有效的避免了电能的浪费。可以作为电力系统负荷峰值时的补充能源，也可以作为电力系统负荷低谷时的主要能源，确保了用电单位在任何时间对电能的需求。

通过重力释放调速机，能在极短的时间内从最低负荷升至最高负荷,可快速控制发电作业的开启和关闭。重力释放调速机以设定的转速，控制重力体08以恒定的速度下降，经重载钢缆09的牵引带动钢缆绞盘运转，驱动与之相连的变速机，发电机组03工作实施发电，生产出相对应功率的电能。同时其还是防止重力加速度过载，停机检修和维护保养的保险机构。

其可以根据负荷地能耗情况，设计不同规模的风力蓄能电厂。可以为家庭、村庄、社区、企业或城市，提供清洁、稳定、可持续的电力能源。本发明的能量蓄存总量和发电总功率，取决于重力体08的质量和重力体08被提升运行的相对高度和距离。

在具体实施时有三种实施方案：

1、风塔式

所有的机械部件都安装在风能塔12的内部或上部，重力体08只在风能塔12塔体内垂直上下运行，进行能量的转化、收集蓄存和释能发电工作。

2、井塔式

所有的机械部件都安装在风能塔12的内部或上部，重力体08在地下竖井13(此竖井13可以是按需要人工开挖或者是结合原有的地质条件合理利用的)和风能塔12塔体内垂直上下运行，进行能量的转化、收集蓄存和释能发电工作。地上和地下相结合的方式，可以将重力体08的抬升运行距离有效增加，使蓄能的总功率和持续发电的时间得到更好的保障和加强，并减少了风能塔12的建设规模和建造成本。

3、坡塔式

大部分的机械部件都安装在风能塔12的内部或上部，结合地形利用山顶，建造只需容纳机组机体的风能塔12，将山坡16建设成涵道或坡道。重力体08在坡道上以一定坡度，经由滑轮机构沿涵道，或坡道在坡轨系统14的辅助下上下运动，进行能量的转化、收集蓄存和释能发电工作。山顶建造的风能塔12，使风能的收集能力和利用效率成倍增强。坡轨系统14的运用，可以将重力体08的抬升运行距离大幅度增加，使蓄能的总功率和持续发电的时间，得到更好的保障与加强，并极大的减少了风能塔12的建设规模和建造成本。

下面依次对各个部件说如下：

风机舱00：

风机舱00位于蓄能发电装置的最顶端，是风叶07的安装、运行和控制系统等机构的承载构件。整个机组平台01都包围在风机舱00的内部，用以维持良好的工作运行环境等。

机组平台01：

机组平台01处在风能塔12的较高位置,是安装和组合各个机械部件，并进行有效运行的总系统和载荷的组合承载部件。

重力收放调速机02：

重力收放调速机02,是通过与重力体08相连的调速钢缆10，防止在加速、减速或失去上升动力时，能够及时平稳的停机、刹车。达到控制重力体08,以平稳的速度上升或下降到要求的高度，以达到对重力体08的控制。蓄能作业过程中，根据重力体08得到钢缆绞盘施加在重载钢缆09上的牵引力，所形成的上升速度。保持调速钢缆10的回收提升速度与重力体08的上升速率一致，保证重力体08在上升、下降、加速、减速或失去上升动力时，能够及时平稳的停机、刹车等。发电作业中，重力收放调速机02通过调速钢缆10控制着重力体08的释放，重力体08的下降产生重力势能，给发电机构提供发电所需的能量。重力收放调速机02通过调速钢缆10控制着重力体08的下降速度，下降速度的快慢影响着重力势能的大小，影响着经过重载钢缆09所牵引的钢缆绞盘的运转，驱动与之相连的离合加速机，带动发电机组03工作实施发电，即重力收放调速机02控制着发电的功率(设定的最大发电功率范围内的功率调节)。重力收放调速机02可以以设定的转速，控制重力体08以稳定的速度下降，生产出相对应功率的电能，其也是本风力电力蓄存重力势能发电装置的开启和关闭机构，同时其还是防止重力加速度过载和停机检修、维护保养、自然灾害侵袭时的保险机构。

发电机组03：

发电机组03通过其两端的单向传动轴，与两端钢缆绞盘上的离合加速机相连接，是重力体08释放的重力势能转化为电能的发电作业部件。

重力蓄能电机04：

重力蓄能电机04与风电能输入转换离合机下部的电力能源输入端相连接。作为风力蓄能中，风能供给不足或风力能源部分停机检修，维护保养时补偿做功的备用或主要的蓄能动力装置。利用电力系统负荷低谷时的剩余电量或其它电力能源,启动重力蓄能机组运行,经风电能转换离合机05、单向传动轴、离合减速机、单向传动轴做功于钢缆绞盘使其旋转,通过重载钢缆09牵引与其相连接的重力体08向上提升,直至到达相应设计高度,重载钢缆09同时绕存在钢缆绞盘上。重力收放调速机02以当时重力蓄能电机04，所产生的提升重力体08相等速率回收钢缆，至相应设计高度后停机并刹车，将重力体08储存于风能塔12的上端或其它结构体的较高位置，完成一次重力蓄能过程。

风电能转换离合机05：

风电能转换离合机05，分为上下两个输入端，上端与风能轴06相接，下端与重力蓄能电机04相连，左右两个输出端通过各自的离合装置、传动轴将能量传输至钢缆绞盘。上部为风力能源输入端，负责叶片收集风的动能为动力源与变速传动机构的连接和断开工作的操控机构。

蓄能工作中风的动能经风叶07收集转化为机械能,传输至一侧(假定为左侧)的输出端,经传动变速机构做功于钢缆绞盘上，通过重载钢缆09进行重力体08的提升蓄能作业。此时左侧的输出端离合器闭合联接，右侧的输出端离合器分离断开，完成一次左侧的钢缆绞盘蓄能作业。左侧的钢缆绞盘蓄能作业完成后，左侧离合器分离断开，右侧的离合器闭合联接，将风的动能经风叶07收集转化为机械能,由传动变速机构做功于钢缆绞盘，通过重载钢缆09进行重力体08的提升蓄能作业，完成一次右侧的钢缆绞盘蓄能作业。在进行上述运行时，下部电力能源输入端的离合器为分离状态，风力能源输入端的离合器为闭合联接状态。下部为电力能源输入端，是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量或其它电力能源,启动重力蓄能机组运行为动力源，与变速传动机构的连接和断开工作的操控机构。蓄能工作中蓄能机组运行的机械能,传输至一侧(假定为左侧)的输出端,经传动变速机构做功于钢缆绞盘，通过重载钢缆09进行重力体08的提升蓄能作业。此时左侧的输出端离合器闭合联接，右侧的输出端离合器分离断开，用以完成一次左侧的钢缆绞盘蓄能作业。左侧的钢缆绞盘蓄能作业完成后，左侧离合器分离断开，右侧的离合器闭合联接，将重力蓄能机组的机械能,由传动变速机构做功于钢缆绞盘，通过重载钢缆09进行重力体08的提升蓄能作业，完成一次右侧的钢缆绞盘蓄能作业。在进行上述运行时，上部风力能源输入端的离合器为分离状态，电力能源输入端的离合器为闭合联接状态。

风能轴06：

上端与风叶07相连，下端与风电能转换离合机05上部的风力能源输入端连接。是控制和保持风叶07转速平稳，防止因为风力过大导致风叶07旋转过快，超速失控的装置。也是风叶07停机检修、维护保养、自然灾害侵袭时的刹车保险机构。

风叶07：

风叶07，所有风力产生的能源动力都由其获取。下部与风能轴06连接，风力直接作用于风叶07上，无论风速大或小,都可以通过风能塔12顶端的风叶07,收集利用起来,风的动能大风叶07旋转快能量蓄存就快，风的动能小风叶07旋转慢能量蓄存就慢，却可以全天候的蓄存能量，将风能通过传动轴、齿轮变速机构等，转化为机械动能实施蓄能工作。风叶07可分为水平风叶07和垂直风叶07，相比之下垂直风叶07的设计，可以减少叶片建造与施工安装难度，对工作的立体空间要求更小，杜绝水平式风叶07对飞鸟可能造成的伤害，避免因水平式风叶07所形成的频闪和噪音等因素影响在负荷中心附近建造。

重力体08：

重力体08是重力势能发电装置的重力蓄能部分，重力体08自身的质量和重力体08所运行提升的高度距离，决定着风力电力蓄存重力势能发电装置的发电功率和发电时长。由重载钢缆09通过滑轮机构与钢缆绞盘相连，重载钢缆09两头分别与两边的钢缆绞盘连接，外力促使钢缆绞盘旋转工作，牵引重力体08上升蓄存重力势能。重力收放调速机02通过调速钢缆10和滑轮机构与重力体08相连接，以此完成对重力体08释能的控制和蓄能过程的安全保障等。

重载钢缆09：

重载钢缆09是重力蓄能系统中，能量连接和传输的载体。两头分别与位于两边的钢缆绞盘相连接，穿过钢缆绞盘中间的滑轮机构与其相连，外力促使钢缆绞盘旋转工作，通过重载钢缆09牵引重力体08上升蓄存重力势能，重载钢缆09同时绕存在钢缆绞盘上。发电作业时，重力收放调速机02通过调速钢缆10控制着重力体08的释放，重力体08的下降产生重力势能，经过重载钢缆09的牵引，绕存在钢缆绞盘上的重载钢缆09反向驱动钢缆绞盘运转，驱动与之相连的离合加速机，带动发电机组03工作实施发电。

调速钢缆10：

调速钢缆10一头连接着重力收放调速机02，另一头与重力体08相连接。蓄能作业过程中，根据重力块得到钢缆绞盘施加在重载钢缆09上的牵引力，所形成的上升速度，重力收放调速机02的运行，保持调速钢缆10的回收提升速度与重力体08的上升速率一致，保证重力体08在上升、下降、加速、减速或失去上升动力时，能够及时平稳的停机、刹车等。发电作业时，重力收放调速机02通过调速钢缆10控制着重力体08的释放，并控制着重力体08的下降速度，下降速度的快慢影响着重力势能的大小，影响着发电机组03工作实施发电和发电的功率等(设定的最大发电功率范围内的功率调节)。

滑轮组11：

滑轮组11是重载钢缆09和调速钢缆10与重力体08相连接的接触和保证平稳运行的机械组件。

风能塔12：

风力电力蓄存重力势能发电装置的承载和总系统，所有的部件都在它的内部和上部，其自身结构的大小或高低，决定着本风力电力蓄存重力势能发电装置的总功率和承载负荷多久的能力。但是井塔式和坡塔式装置的总功率和承载负荷的时间能力，减少了受蓄能塔大小或高低的影响。

竖井13：

竖井13是按需要人工开挖或者是结合原有的地质条件，合理利用的地面15以下的垂直井道。其可以有效延长重力体08运行距离，增加蓄能和发电的功率与时长。

坡轨系统14：

坡轨系统14是结合地形，建设在山坡16上维持和保护重力体08平稳、高效、便于运行和操控的辅助装置。

单向传动轴a20：

单向传动轴a20是离合加速机将动力传输至发电机组03的传动机构，其棘轮式的结构设计，只可以使动力从离合加速机端将动力传输至发电机组03，而发电机组03侧的动力不能反向传输到离合加速机侧。

离合加速机a：

离合加速机a21一端与钢缆绞盘相交，另一端经单向传动轴与发电机组03相接。在发电作业时，离合机部分工作使离合加速机a21与钢缆绞盘结合，得到动力并加速后经单向传动轴，将动力传输至发电机组03实施发电。离合加速机a21在蓄能作业时与钢缆绞盘处于分离状态，所以在一侧的离合加速机a21与钢缆绞盘结合处在发电工作时，对应一侧在蓄能作业的离合加速机a21与钢缆绞盘在单向传动轴的作用下不受影响。

钢缆绞盘a22：

钢缆绞盘a22是绕存重载钢缆09提升重力体08蓄能和经过重载钢缆09的牵引，反向驱动钢缆绞盘运转，驱动发电机组03工作实施发电的装置。在外力的促使下钢缆绞盘旋转工作，通过重载钢缆09牵引重力体08上升蓄存重力势能，重载钢缆09同时绕存在钢缆绞盘上。发电作业时，重力收放调速机02通过调速钢缆10控制着重力体08的释放，重力体08的下降产生重力势能，经过重载钢缆09的牵引，绕存在钢缆绞盘上的重载钢缆09反向驱动钢缆绞盘运转，驱动与之相连的离合加速机，带动发电机组03工作实施发电。

绞盘离合机a23：

绞盘离合机a23的一侧是钢缆绞盘，另一端与单向传动轴相连，是钢缆绞盘与单向传动轴连接和分离的操控机构。在蓄能时，绞盘离合机a23闭合连接，将机械能传导至钢缆绞盘，实施蓄能作业。在释能发电时，绞盘离合机a23分离，钢缆绞盘释放的机械能无法传导至单向传动轴，从而实施释能发电作业。

单向传动轴b：

单向传动轴b24是从离合减速机端将动力传输至钢缆绞盘的传动机构，其棘轮式的结构设计，只可以使动力从离合减速机端将动力传输至钢缆绞盘，而钢缆绞盘侧的动力不能反向传输到离合减速机端。

变速机a25：

变速机a25是风电能转换离合机05端的动力，从单向传动轴经变速机变速后，再传到单向传动轴至钢缆绞盘做功的变速机构，用以达到最佳的速比和功率。

单向传动轴c：

单向传动轴c26是从风电能转换离合机05端将动力传输至离合减速机的传动机构，其棘轮式的结构设计，只可以使动力从风电能转换离合机05端将动力传输至离合减速机，而离合减速机侧的动力不能反向传输到风电能转换离合机05端。

单向传动轴d30：

单向传动轴d30是离合加速机将动力传输至发电机组03的传动机构，其棘轮式的结构设计，只可以使动力从离合加速机端将动力传输至发电机组03，而发电机组03侧的动力不能反向传输到离合加速机侧。

离合加速机b31：

离合加速机b31一端与钢缆绞盘相交，另一端经单向传动轴与发电机组03相接。在发电作业时，离合机部分工作使离合加速机b31与钢缆绞盘结合，得到动力并加速后经单向传动轴，将动力传输至发电机组03实施发电。离合加速机b31在蓄能作业时与钢缆绞盘处于分离状态，所以在一侧的离合加速机b31与钢缆绞盘结合处在发电工作时，对应一侧在蓄能作业的离合加速机b31与钢缆绞盘在单向传动轴的作用下不受影响。

钢缆绞盘b32：

钢缆绞盘b32是绕存重载钢缆09提升重力体08蓄能和经过重载钢缆09的牵引，反向驱动钢缆绞盘运转，驱动发电机组03工作实施发电的装置。在外力的促使下钢缆绞盘旋转工作，通过重载钢缆09牵引重力体08上升蓄存重力势能，重载钢缆09同时绕存在钢缆绞盘上。发电作业时，重力收放调速机02通过调速钢缆10控制着重力体08的释放，重力体08的下降产生重力势能，经过重载钢缆09的牵引，绕存在钢缆绞盘上的重载钢缆09反向驱动钢缆绞盘运转，驱动与之相连的离合加速机，带动发电机组03工作实施发电。

绞盘离合机b33：

绞盘离合机b33的一侧是钢缆绞盘，另一端与单向传动轴相连，是钢缆绞盘与单向传动轴连接和分离的操控机构。在蓄能时，绞盘离合机b33闭合连接，将机械能传导至钢缆绞盘，实施蓄能作业。在释能发电时，绞盘离合机b33分离，钢缆绞盘释放的机械能无法传导至单向传动轴，从而实施释能发电作业。

单向传动轴e：

单向传动轴e34是从离合减速机端将动力传输至钢缆绞盘的传动机构，其棘轮式的结构设计，只可以使动力从离合减速机端将动力传输至钢缆绞盘，而钢缆绞盘侧的动力不能反向传输到离合减速机端。

变速机b35：

变速机b35是风电能转换离合机05端的动力，从单向传动轴经变速机变速后，再传到单向传动轴至钢缆绞盘做功的变速机构，用以达到最佳的速比和功率。

单向传动轴f：

单向传动轴f36是从风电能转换离合机05端将动力传输至离合减速机的传动机构，其棘轮式的结构设计，只可以使动力从风电能转换离合机05端将动力传输至离合减速机，而离合减速机侧的动力不能反向传输到风电能转换离合机05端。

针对上述部件所构成的风力发电系统，其工作原理如下：

一、利用风力蓄能时，通过自然风力的动能吹动风叶07旋转,经风能轴06将风能转化为机械动能,传输到风电能转换离合机05，由风电能转换离合机05分配动力输出方向至单向传动轴c26、单向传动轴f36，经变速机a25、变速机b35变速处理后的动力传输到单向传动轴b24、单向传动轴e34再至绞盘离合机a23、绞盘离合机b33，绞盘离合机a23、绞盘离合机b33的离合机闭合工作，使单向传动轴b24、单向传动轴e34与绞盘离合机a23、绞盘离合机b33连接，做功于钢缆绞盘a22、钢缆绞盘b32使其旋转。牵引重载钢缆09将与其相连的重力体08向上提升,直至到达相应高度,重载钢缆09同时绕存在钢缆绞盘a22、钢缆绞盘b32。重力收放调速机02通过与重力体08相连的调速钢缆10，以当时风能功率所产生的提升重力体08相等速率，同步收回调速钢缆10，防止在加速、减速或失去上升动力时，能够及时平稳的停机、刹车等，达到控制重力体08以平稳的速度上升到要求的高度，将风的动能转化为重力势能，完成一次重力蓄能过程。

二、利用电力蓄能时，接通电网利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，或其它方式获得的电能,启动重力蓄能机组运行,将电能转化为机械动能，传输到风电能转换离合机05，由风电能转换离合机05分配动力输出方向至单向传动轴c26、单向传动轴f36，经变速机a25、变速机b35变速处理后的动力传输到单向传动轴b24、单向传动轴e34再至绞盘离合机a23、绞盘离合机b33，绞盘离合机a23、绞盘离合机b33的离合机闭合工作，使单向传动轴b24、单向传动轴e34与绞盘离合机a23、绞盘离合机b33连接，做功于钢缆绞盘a22、钢缆绞盘b32使其旋转。牵引重载钢缆09将与其相连的重力体08向上提升,直至到达相应高度,重载钢缆09同时绕存在钢缆绞盘a22、钢缆绞盘b32上。重力收放调速机02通过与重力体08相连的调速钢缆10，以当时重力蓄能机组运行功率所产生的提升重力体08相等速率，同步收回调速钢缆10。防止在加速、减速或失去上升动力时，能够及时平稳的停机、刹车等。达到控制重力体08以平稳的速度上升到要求的高度，将机械能转化为重力势能，完成一次重力蓄能过程。即将不可储存的风能、电能，转化成可储存的重力体08的势能，并储存于风能塔12的上端或其它结构体的较高位置。

发电作业时，通过人工或智能操控系统，控制重力收放调速机02释放调速钢缆10，失去下坠限制的重力体08在地球引力的作用下，形成重力势能。可快速精准控制发电作业的开启和关闭，并以所需发电功率相等的速率释放调速钢缆10,在极短的时间内从最低负荷升至最高负荷。重力收放调速机02以需求或设定的转速，控制重力体08以一定的速度下降，重力体08下落形成的重力势能。使绕存在钢缆绞盘a22、钢缆绞盘b32上的重载钢缆09对钢缆绞盘a22、钢缆绞盘b32施加向下的拉力，钢缆绞盘a22、钢缆绞盘b32形成提升重力体08时的反方向旋转运行模式。此时绞盘离合机a23、绞盘离合机b33与单向传动轴b24、单向传动轴e34为分离状态，牵引钢缆绞盘a22、钢缆绞盘b32运转，驱动离合加速机a21、离合加速机b31的离合装置与钢缆绞盘a22、钢缆绞盘b32闭合相连，经加速后的动力由单向传动轴a20、单向传动轴d30将机械动能传输至发电机组03实施发电作业。同时重力收放调速机02通过调速钢缆10收放的精准掌控，达到控制重力体08以恒定平稳的速度下降，即是对发电的功率，发电作业的开启和关闭的控制，其还是防止加速度过载、地震或故障时重力体08坠落和停机检修、维护保养的保险机构。发电作业时，实时监控负荷地能耗情况，根据负荷地能耗的实时监控数据，调整重力收放调速机02通过调速钢缆10对重力体08释放过程的精准掌控。使风力电力蓄存重力势能发电装置的发电量，同电力负荷地的用电量完美匹配。

电力负荷地的用电量少，重力收放调速机02就通过调速钢缆10控制重力体08下降减慢，重力势能随即减小，发电量降低，同时重力体08蓄存的能量消耗随即就少。电力负荷地的用电量大，重力收放调速机02就通过调速钢缆10控制重力体08下降加快，重力势能随即加大，发电量增加，同时重力体08蓄存的能量消耗随即加快。这样的运行模式，使收集储存的每一份风和电的能量，都能完整的呈现出来，不会有丝毫的浪费，完全杜绝了弃风、弃电，浪费绿色能源的情况发生。

风力电力蓄存重力势能发电装置，是将风能、电能转化成，可储存的重力体08的重力势能，并储存于风能塔12的上端，或其它结构体较高位置的独特的蓄能方式。在左右两个钢缆绞盘a22、钢缆绞盘b32交替运行蓄能过程中，由重力收放调速机02通过调速钢缆10对重力体08上下运行姿态稳定的控制，蓄能的同时也可以正常实施发电作业。

工作流程：风电能转换离合机05左侧离合器闭合连接，将风能、电能转化为机械的动能，传输至左侧钢缆绞盘b32受力旋转，牵引重载钢缆09将重力体08向上提升，进行蓄能作业时。风电能转换离合机05右侧离合器分离断开，右侧的钢缆绞盘a22则会因为一直存在的重力体08向下的重力作用，通过绕存在钢缆绞盘a22上的重载钢缆09反向驱动钢缆绞盘a22运转。同时离合加速机a21的离合机工作与钢缆绞盘a22闭合连接，使钢缆绞盘a22的机械动能通过离合加速机a21加速后，由单向传动轴a20将动力传输至发电机组03实现发电工作。待右侧所蓄能量释放完毕，风电能转换离合机05左侧离合器分离断开，左侧的钢缆绞盘b32则会因为一直存在的重力体08向下的重力作用，通过绕存在钢缆绞盘b32上的重载钢缆09反向驱动钢缆绞盘b32运转，同时离合加速机b31的离合机b工作与钢缆绞盘b32闭合连接，使钢缆绞盘b32的机械动能通过离合加速机a21加速后，由单向传动轴d30将动力传输至发电机组03实现发电工作。待左侧所蓄能量释放完毕，又将自动切换成左侧开始蓄能，右侧释能发电，周而复始源源不断，以此达到蓄能的同时正常实施发电作业。

机组运行时会发生以下三种情况：1、发电作业中，释能发电一侧的钢缆绞盘，在重力体08的重力作用下运转速率快。蓄能一侧的钢缆绞盘，在风能或电力系统电能作用下运转速率慢。重力体08总体呈现下降趋势，说明单位时间的蓄能量低于单位时间的发电释能量，效率一般。2、发电作业时，释能发电一侧的钢缆绞盘，在重力体08的重力作用下运转速率，和蓄能一侧的钢缆绞盘，在风能或电力系统电能作用下运转速率基本同步。重力体08总体呈现不升不降的趋势，说明单位时间的蓄能量，大致等于单位时间的发电释能量，效率比较高。3、发电作业时，释能发电一侧的钢缆绞盘，在重力体08的重力作用下运转速率慢。蓄能一侧的钢缆绞盘，在风能或电力系统电能作用下运转速率快，重力体08总体呈现不断上升的趋势。说明单位时间的蓄能量，大于单位时间的发电释能量，状态最佳效率很高。相较于一般的蓄能方式，一边蓄能一边发电，优越的性能非常突出。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。