[發明專利]一種定水頭調節抽蓄機組運行功率的系統及方法

有效

• 申請號: 201810215187.5
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108590945B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 姜彤;全璐瑤;李斌;權超;李響
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F03B15/00
• 分類號: F03B15/00;F03B13/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明公開了一種定水頭調節抽蓄機組運行功率的系統及方法。可變速抽蓄發電裝置分別與高壓緩沖池和低壓水池連接，同時可變速抽蓄發電裝置也與電網相連，勢能轉換裝置的第一個液壓缸分別與高壓緩沖池和低壓水池相連，第二個液壓缸分別與高壓水池和低壓水池連接，可變速抽蓄發電裝置也可通過閥門切換直接連至高壓水池。可變速抽蓄發電裝置機組轉速根據其高壓側管道口壓強調整，從而改變機組運行功率，勢能轉換裝置活塞運動實現能量轉換。本發明通過設置不同壓強的各高壓緩沖池和高壓水池，使得抽蓄機組轉速可以調整，從而有效地參與電力系統調頻，勢能轉換裝置實現能量轉換，高壓緩沖池容量較小，節約成本。

技術領域

本發明涉及電力儲能技術領域，特別是涉及一種定水頭調節抽蓄機組運行功率的系統及方法。

背景技術

伴隨著社會發展水平的進步以及科學技術的不斷發展,人們對再生能源發電的需求越發強烈,隨著大量間歇性、隨機性可再生能源發電的并網運行，以往自動頻率控制手段顯得力不從心，儲能系統由于其輸出外特性具有響應速度快、精確控制、雙向調節的特點，能夠快速、精確地控制功率輸出，非常符合電網調頻的需求，基于儲能技術的電力平衡控制已成為電網運行與控制的迫切需求。

抽水蓄能是目前應用最為成熟的儲能技術之一，抽蓄機組的輸入功率與回轉速度的三次冪成正比，即轉速有一些變化時，輸入功率會有很大幅度變化，通過速度調節可以實現功率大幅度地調整，但抽蓄機組水頭固定，轉速不能大范圍變化，不利于電力系統調頻。

因此希望有一種定水頭調節抽蓄機組運行功率的系統及方法來解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種借助壓縮空氣改變水頭調節抽蓄機組運行功率的系統及方法，以克服現有技術中抽水蓄能技術轉速不能大范圍變化，不利于電力系統調頻的問題。

本發明提供一種定水頭調節抽蓄機組運行功率的系統，其包括:勢能轉換裝置A、可變速抽蓄發電裝置B、低壓水池C、高壓水池D、高壓緩沖池E、管道和閥門；

其中，所述勢能轉換裝置A、所述可變速抽蓄發電裝置B、所述低壓水池C、所述高壓水池D和所述高壓緩沖池E之間通過所述管道進行連接；

所述可變速抽蓄發電裝置B的一端通過可切換的閥門直接連接所述高壓水池D或是所述高壓緩沖池E，所述可變速抽蓄發電裝置B的另一端直接連接所述低壓水池C；同時，所述可變速抽蓄發電裝置B與電網連接；

所述勢能轉換裝置A由第一個液壓缸和第二個液壓缸組成，所述勢能轉換裝置A的第一個液壓缸的一端與所述高壓緩沖池E連接，所述勢能轉換裝置A的第一個液壓缸的另一端與所述低壓水池C相連；所述勢能轉換裝置A的第二個液壓缸的一端與所述高壓水池D連接，所述勢能轉換裝置A的第二個液壓缸的另一端與所述低壓水池C連接；勢能轉換裝置A包括的兩個液壓缸的截面積不同且兩個液壓缸的面積比根據高壓緩沖池E相對于所述低壓水池C勢能差和高壓水池D相對于所述低壓水池C勢能差配置。

優選地，第一個液壓缸中的活塞和第二個液壓缸中的活塞通過活塞桿互相串連，所述活塞桿的末端與電機相連。

優選地，所述可變速抽蓄發電裝置B為帶變頻調速裝置的抽蓄發電機組，通過調節變頻調速裝置的頻率，改變抽蓄發電機組的轉速。

優選地，所述高壓水池D和所述高壓緩沖池E為與所述低壓水池C具有一定落差的水池或山體，或所述高壓水池D和所述高壓緩沖池E為基于重物增壓技術的活塞。

優選地，所述勢能轉換裝置A與所述高壓緩沖池E設置有若干組，不同組的所述高壓緩沖池E壓強固定且各不相同，每組所述勢能轉換裝置A的兩個液壓缸的面積比根據該組的高壓緩沖池E相對于所述低壓水池C勢能差和該組的高壓水池D相對于所述低壓水池C勢能差配置。

一種應用上述定水頭調節抽蓄機組運行功率的系統的功率調節方法，其包括：