[實(shí)用新型]一種基于超高層建筑抽水蓄能和光伏發(fā)電的削峰填谷系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520295937.6
• 申請(qǐng)日: 2015-05-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204597495U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳俊勇;王璋;朱孝文;牛靖凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/28
• 分類號(hào): H02J3/28
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電能調(diào)控領(lǐng)域，特別是涉及一種利用超高層建筑的高度差，在用電低谷期抽水蓄電，在用電高峰期放水發(fā)電，同時(shí)結(jié)合雨水與光伏組合發(fā)電的削峰填谷系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著城市發(fā)展電力需求的不斷擴(kuò)大，全國(guó)各大電網(wǎng)負(fù)荷急劇增加，電源結(jié)構(gòu)和用電特性發(fā)生了重大變化，負(fù)荷峰谷差越來(lái)越大，系統(tǒng)調(diào)峰問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。而一個(gè)發(fā)電廠發(fā)電能力通常是固定的，一天24小時(shí)不間斷發(fā)電。但是用電高峰通常在白天，晚上則是低谷，形成白天不夠用，晚上浪費(fèi)的現(xiàn)象。目前國(guó)內(nèi)主要利用抽水蓄能電站(例如北京十三陵水庫(kù))將電網(wǎng)中負(fù)荷低谷時(shí)段的剩余電能，轉(zhuǎn)化為日間用電高峰時(shí)段的電能，在電力系統(tǒng)中承擔(dān)著“削峰填谷”的作用。與此同時(shí)，抽水蓄能電站還可以提供包括頻率控制、旋轉(zhuǎn)備用、調(diào)相等動(dòng)態(tài)服務(wù)，取得了十分顯著的社會(huì)效益，緩解了電力緊張的局面。

但是傳統(tǒng)的抽水蓄能電站的運(yùn)行模式受地理?xiàng)l件和天氣影響大，調(diào)節(jié)能力有限，不適合在大城市中使用。建設(shè)大型抽水蓄能電站需要兩個(gè)有較大的落差的大型上下水庫(kù)，不僅建設(shè)周期長(zhǎng)，資源投入大，而且一旦遇到連續(xù)的枯水年還需由外引水補(bǔ)充來(lái)滿足發(fā)電需求，同時(shí)水的蒸發(fā)和滲漏也不可忽視。

目前城市中光伏發(fā)電的應(yīng)用十分廣泛，但是光伏發(fā)電波動(dòng)性大，直接接入電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的危害很大，通常使用蓄電池儲(chǔ)能來(lái)調(diào)節(jié)光伏的波動(dòng)，但是蓄電池的使用經(jīng)濟(jì)成本非常高。

因此，需要提供一種既能有效實(shí)現(xiàn)削峰填谷，又能消除光伏發(fā)電波動(dòng)的系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提出了一種基于城市超高層建筑的削峰填谷系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用抽水蓄能的方式，在城市中利用超高層建筑十分可觀的高度差，進(jìn)行抽水蓄能發(fā)電，將用電低峰時(shí)的電能轉(zhuǎn)化為水的勢(shì)能，在用電高峰時(shí)再?放水發(fā)電，實(shí)現(xiàn)高層建筑高度差的最大程度利用，使得高層建筑變成了一個(gè)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的節(jié)能減排對(duì)象。此方案使削峰填谷受天氣和地理?xiàng)l件的制約小，同時(shí)高勢(shì)能水發(fā)電效率可觀，對(duì)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)作用十分顯著。該系統(tǒng)進(jìn)一步可以在光伏輸出的電能過(guò)大時(shí)將其轉(zhuǎn)化成水的勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)，在其輸出過(guò)小時(shí)放水發(fā)電穩(wěn)定輸出，不僅對(duì)光發(fā)電起到了調(diào)節(jié)作用，并且減少了蓄電池的使用，成本低，無(wú)污染，進(jìn)一步提高可再生能源在電網(wǎng)中的滲透率。

本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

一種基于超高層建筑抽水蓄儲(chǔ)能和光伏發(fā)電的削峰填谷系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括

太陽(yáng)能發(fā)電裝置；

抽水蓄能裝置，用于將電能轉(zhuǎn)換為水的勢(shì)能儲(chǔ)存或?qū)⑺膭?shì)能轉(zhuǎn)化為電能；

控制單元，基于電網(wǎng)的供電量和/或太陽(yáng)能發(fā)電裝置的發(fā)電量，控制抽水蓄能裝置進(jìn)行勢(shì)能和電能的轉(zhuǎn)換；

所述太陽(yáng)能發(fā)電裝置和抽水蓄能裝置均接入電網(wǎng)。

優(yōu)選的，所述抽水蓄能裝置包括

第一水箱和第二水箱，所述第一水箱和第二水箱通過(guò)蓄水管和放水管連通；

所述蓄水管上設(shè)有第一電磁閥，所述放水管上設(shè)有第二電磁閥；

所述第二水箱內(nèi)設(shè)有與所述蓄水管連接的水泵和與所述放水管連接的流水發(fā)電機(jī)。

優(yōu)選的，該系統(tǒng)所述第一水箱的布置位置高于第二水箱布置位置。

優(yōu)選的，所述控制單元包括

供電量判斷模塊，基于電網(wǎng)當(dāng)前供電量，判斷供電量是否低于預(yù)設(shè)閾值，若低于預(yù)設(shè)閾值，則向控制模塊發(fā)出發(fā)電信號(hào)；若高于預(yù)設(shè)閾值，則向控制模塊發(fā)送蓄水信號(hào)；

發(fā)電量判斷模塊，基于當(dāng)前太陽(yáng)能發(fā)電裝置的發(fā)電量，判斷發(fā)電量是否高于預(yù)設(shè)閾值，若低于預(yù)設(shè)閾值，則向控制模塊發(fā)出發(fā)電信號(hào)；若高于預(yù)設(shè)閾值，則向控制模塊發(fā)出蓄水信號(hào)；

電磁閥控制模塊，基于電網(wǎng)供電電量判斷模塊和/或太陽(yáng)能發(fā)電裝置發(fā)電量判斷模塊發(fā)出的發(fā)電或蓄水信號(hào)，開(kāi)啟第一電磁閥或第二電磁閥；

水泵控制模塊，基于電網(wǎng)供電電量判斷模塊和/或太陽(yáng)能發(fā)電裝置發(fā)電量判斷模塊發(fā)出的蓄水信號(hào)，控制水泵向第一水箱蓄水；

流水發(fā)電機(jī)控制模塊，基于電網(wǎng)供電電量判斷模塊和/或太陽(yáng)能發(fā)電裝置發(fā)電量判斷模塊發(fā)出的發(fā)電信號(hào)，控制流水發(fā)電機(jī)。

優(yōu)選的，所述控制單元進(jìn)一步包括報(bào)警模塊，用于當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，

發(fā)出報(bào)警信號(hào)；

中斷模塊，基于報(bào)警模塊的報(bào)警信號(hào)，斷開(kāi)系統(tǒng)供電，中斷系統(tǒng)運(yùn)行。

優(yōu)選的，所述控制單元進(jìn)一步包括水箱水量調(diào)整模塊，基于預(yù)設(shè)閾值，對(duì)兩個(gè)水箱的水量進(jìn)行平衡。

優(yōu)選的，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置在第一水箱上的雨水收集與過(guò)濾補(bǔ)充裝置。

優(yōu)選的，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置在第一水箱上的第一水位監(jiān)測(cè)裝置。