[發(fā)明專利]一種抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110114999.2
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112523918A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李延頻;李乾龍;劉安然;王輝;張自超;陳德新;李士輝;李濟源
• 申請（專利權(quán)）人: 華北水利水電大學(xué)
• 主分類號: F03B13/06
• 分類號: F03B13/06;F03B15/00;E02B9/00;E04H5/02
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務(wù)所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

一種抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在不改變原水電站布局的情況下，由原水電站改建而成，改建成的抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)的工程及設(shè)備一部分來源于原水電站的原有工程及設(shè)備，另一部分來源于原水電站經(jīng)改造或改建后的工程及設(shè)備；該系統(tǒng)在功能上既可利用上庫的水能發(fā)電，又能利用電網(wǎng)的電能將下庫的水抽到上庫中進(jìn)行儲能，將原水電站的僅可發(fā)電的單功能系統(tǒng)改造為既可發(fā)電又可儲能的雙功能系統(tǒng)；本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎獨特，可有效解決抽水蓄能電站建設(shè)周期長，建設(shè)成本高，選址困難的問題，大大節(jié)約了建設(shè)成本，是抽水蓄能電站建設(shè)上的創(chuàng)新，也為常規(guī)水電站的抽水蓄能電站改造提供了技術(shù)支持，社會效益、經(jīng)濟效益和節(jié)能環(huán)保效益顯著。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水電、儲能和清潔能源領(lǐng)域，尤其是涉及一種抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，為提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高電力系統(tǒng)的調(diào)頻和調(diào)峰能力，增強電力系統(tǒng)的柔性，充分利用和消納風(fēng)電、光伏發(fā)電等清潔能源，需要大力發(fā)展抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)。但由于抽水蓄能電站的建設(shè)成本高、建設(shè)周期長、選址困難、水量因不斷蒸發(fā)滲漏需要補充，且抽水蓄能電站的土建成本約占整個電站的建設(shè)成本70%左右，若能利用常規(guī)水電站的工程及設(shè)備、水能等資源來建設(shè)新型抽水蓄能電站則可以解決上述問題，但未見公開報導(dǎo)。

本發(fā)明的新型抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)是在不改變原有的常規(guī)水電機組布局的情況下，充分利用常規(guī)水電站機組原有的水庫、大壩、廠房、進(jìn)水管、轉(zhuǎn)輪室、尾水管等原有工程和設(shè)備的基礎(chǔ)上改建得到的抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)，實現(xiàn)原常規(guī)水電站的單向發(fā)電轉(zhuǎn)變?yōu)槌樗钅芟到y(tǒng)的抽水蓄能雙向運行，既可以有效解決風(fēng)電、光伏等清潔能源的利用率問題，還可以有效解決抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)中的上述問題，至今未見公開報導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述目的，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明的目的就是通過一種抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)，可有效解新建抽水蓄能電站建設(shè)成本高、建設(shè)周期長、選址困難和水量補充的問題，同時，還可以解決風(fēng)電、光伏等清潔能源的利用率問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是，一種抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)，包括上庫、大壩、廠房、 進(jìn)水管、水泵水輪機、發(fā)電電動機、主軸、轉(zhuǎn)輪室、尾水管、下庫、可逆式機組輔助器設(shè)備、可逆式機組調(diào)速系統(tǒng)、可逆式電氣及控制系統(tǒng)、上庫新壩、下庫壩，該系統(tǒng)是在不改變原水電站布局的情況下，由原水電站改建而成，改建成的抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)的工程及設(shè)備一部分來源于原水電站的原有工程及設(shè)備，另一部分來源于原水電站經(jīng)改造或改建后的工程及設(shè)備；該系統(tǒng)在功能上既可利用上庫的水能發(fā)電，又能利用電網(wǎng)的電能將下庫的水抽到上庫中進(jìn)行儲能，將原水電站的僅可發(fā)電的單功能系統(tǒng)改造為既可發(fā)電又可儲能的雙功能系統(tǒng)；

所述的上庫與進(jìn)水管的水流進(jìn)口相連通，進(jìn)水管的水流出口與水泵水輪機的水流進(jìn)口相連通，水泵水輪機轉(zhuǎn)輪水流出口與尾水管的水流進(jìn)口相連通，尾水管的水流出口與下庫相連通，構(gòu)成工程和設(shè)備的水流通道，水流通過由上庫、進(jìn)水管、水泵水輪機、尾水管、下庫形成的水流通道中既能正向流動，又能反向流動，構(gòu)成機械能和水能之間的雙向轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)，水泵水輪機通過主軸與發(fā)電電動機相連接，構(gòu)成可逆式水輪發(fā)電機組的抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)的機械旋轉(zhuǎn)部分，實現(xiàn)機械能和電能之間的雙向轉(zhuǎn)化；可逆式機組輔助器設(shè)備與可逆式水輪發(fā)電機組相連接，構(gòu)成可逆式水輪發(fā)電機組雙向運行所需要的輔助功能系統(tǒng)；可逆式機組調(diào)速系統(tǒng)與可逆式水輪發(fā)電機組相連接，構(gòu)成可逆式水輪發(fā)電機組雙向運行所需要的調(diào)速和控制系統(tǒng)；可逆式電氣及控制系統(tǒng)的一端與可逆式水輪發(fā)電機組相連接，實現(xiàn)可逆式水輪發(fā)電機組雙向運行所需要的勵磁、調(diào)節(jié)和控制，可逆式電氣及控制系統(tǒng)的另一端與電網(wǎng)相連接，構(gòu)成抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的電能傳輸通道。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎獨特，可有效解決抽水蓄能電站建設(shè)周期長，建設(shè)成本高，選址困難的問題，大大節(jié)約了建設(shè)成本，是抽水蓄能電站建設(shè)上的創(chuàng)新，也為常規(guī)水電站的抽水蓄能電站改造提供了技術(shù)支持，社會效益、經(jīng)濟效益和節(jié)能環(huán)保效益顯著。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明的抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)示意圖；