[發明專利]一種能夠降低并網對電網沖擊的水上光伏系統

有效

• 申請號: 201911242593.1
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN110783961B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 孫鍥;黃清喜;劉璐瑤
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28;H02S20/00;F01D15/10;F24D17/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發明涉及水上光伏技術領域，尤其涉及一種能夠降低并網對電網沖擊的水上光伏系統，包括空氣壓縮機、換熱箱、儲氣裝置、光伏板、膨脹機、發電機、供水系統和外部供熱系統；儲氣裝置具有腔室，空氣壓縮機和換熱箱的進氣口連接，換熱箱的出氣口、儲氣裝置、膨脹機依次連接，膨脹機和發電機連接，且空氣壓縮機和換熱箱之間的連接管路上設置有第一閥門，儲氣裝置和膨脹機之間的連接管路上設置有第二閥門；光伏板設置在儲氣裝置上方；供水系統與換熱箱的進水口連接，外部供熱系統與換熱箱的出水口連接。該裝置利用光伏板下部空間安裝儲氣裝置，并用其充當水上光伏的支撐元件，達到水上光伏系統的充分利用和建立發電儲能一體化技術，提高光伏并網能力。

技術領域

本發明涉及水上光伏技術領域，尤其涉及一種能夠降低并網對電網沖擊的水上光伏系統。

背景技術

本發明背景技術中公開的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

隨著我國工業化進程的加快和經濟的快速增長，我國對能源的需求量持續增大。但是我國能源主題還是以煤炭為主，這就導致了環境問題的持續惡化，故而以太陽能、風能等為主的清潔能源在最近幾年得到了快速的發展，其中水上光伏技術以節約土地資源、有效降低水蒸發等優勢在近幾年來得到了快速的發展。但是光伏發電具有間歇性的特點使其并網時對電能的質量造成了損失，容易對電網的安全運行造成沖擊，故而需要提升電網對光伏發電的接納能力。

現在主要的儲能方式有抽水蓄能、壓縮空氣儲能、電池儲能以及超級電容等儲能形式。但是由于容量、儲能周期、費用等問題，現在大規模運行的商業儲能系統只有抽水蓄能和壓縮空氣儲能兩種。抽水蓄能具有技術成熟、儲能容量大和周期長等優點，但是抽水蓄能需要特殊的地形去建立水壩和水庫，并且其建設周期長還可能引起生態問題，故而壓縮空氣儲能得到了越來越多的關注。傳統的空氣儲能方式是在用電低谷時，電力驅動空氣壓縮機將空氣壓至地下洞穴或者其他高壓儲氣裝置，在用電高峰時將壓縮后的空氣加熱后送至燃燒室中進行燃燒后驅動渦輪機進行發電。傳統的壓縮空氣的儲能方法的動力源還是以傳統能源為主，其會造成一定的碳污染，并且傳統的壓縮空氣儲能還需要特定的儲氣場所，例如地下洞穴或者枯井等，這些原因造成了的空氣儲能的推廣受到了限制。在壓縮空氣儲能過程中，經過壓縮的空氣溫度會升高，但是直接對高溫高壓的空氣進行儲存，會降低空氣儲能的效率。另外，在偏遠地區，居民的熱水供應一直是個大問題；傳統的加熱給水的方法一般為換熱器加熱，然而，換熱器需要外加風機進行引風進行換熱，但這種方式導致總換熱效率低下。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提供一種能夠降低并網對電網沖擊的水上光伏系統，該裝置利用光伏板下部空間安裝儲氣裝置，并用其充當水上光伏的支撐元件，達到水上光伏系統的充分利用和建立發電儲能一體化技術，提高光伏的并網能力。為實現上述發明目的，本發明采用的技術手段為：

一種能夠降低并網對電網沖擊的水上光伏系統，包括：空氣壓縮機、換熱箱、儲氣裝置、光伏板、膨脹機、發電機、供水系統和外部供熱系統；其中：所述儲氣裝置為具有腔室的結構，所述空氣壓縮機和換熱箱的進氣口連接，換熱箱的出氣口、儲氣裝置、膨脹機依次連接，膨脹機和發電機連接，且空氣壓縮機和換熱箱之間的連接管路上設置有第一閥門，儲氣裝置和膨脹機之間的連接管路上設置有第二閥門；所述光伏板設置在儲氣裝置上方；所述供水系統與換熱箱的進水口連接，所述外部供熱系統與換熱箱的出水口連接。

進一步地，所述能夠降低并網對電網沖擊的水上光伏系統中至少包括兩組由所述換熱箱和儲氣裝置共同構成的供熱儲能單元有多組，且供熱儲能單元之間依次串聯，即換熱箱出氣口、儲氣裝置進氣口、儲氣裝置出氣口、換熱箱出氣口依次連通；且每一組供熱儲能單元的儲氣裝置上方均設置有光伏板。

進一步地，所述換熱箱中設置有至少兩部換熱器，空氣壓縮機的出氣口分為至少兩條支路后分別與換熱箱中的各換熱器一一對應連接，相鄰換熱箱中的換熱器串聯，且與膨脹機相鄰的換熱箱中的各換熱器的出口與總管連接后，總管再與膨脹機連接，所述第二閥門設置在所述總管上。