[發(fā)明專利]一種用于教學(xué)科研的小型分布式抽水蓄能系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210124149.5
• 申請(qǐng)日: 2022-02-10
• 公開（公告）號(hào): CN114495662A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宗寶東;任學(xué)鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G09B23/18
• 分類號(hào): G09B23/18
• 代理公司: 天津垠坤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12248
• 代理人: 于德江;江潔

本發(fā)明公開了一種用于教學(xué)科研的小型分布式抽水蓄能系統(tǒng)，包括下水箱，所述下水箱的左側(cè)連通有抽水水泵，所述抽水水泵的左側(cè)固定連接有聯(lián)軸器，所述聯(lián)軸器的左側(cè)固定連接有電動(dòng)機(jī)，所述抽水水泵的頂部連通有出口調(diào)節(jié)閥，所述出口調(diào)節(jié)閥的頂部連通有上水主管道，所述上水主管道的頂部連通有出口閥，使用前，第一種模式是基于水體自然流動(dòng)進(jìn)行工作運(yùn)行，出口調(diào)節(jié)閥處于全開態(tài)、閥門處于關(guān)閉態(tài)、出口閥處于全開態(tài)、入口調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉態(tài)、下水上主調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉態(tài)、下水下主調(diào)節(jié)閥處于全開態(tài)，上水過程：抽水水泵被電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)經(jīng)抽水電纜由第一變頻器驅(qū)動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，將下水箱中的水，提高到上水箱中儲(chǔ)存起來。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于教學(xué)科研的小型分布式抽水蓄能系統(tǒng)。

背景技術(shù)

要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。普遍認(rèn)為，需要配置足夠的儲(chǔ)能容量來解決以風(fēng)電、光伏發(fā)電等為代表的新能源來帶的間歇性、不穩(wěn)定性、不可控性等特點(diǎn)給電力系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)。

新型電力系統(tǒng)核心特征在于新能源占據(jù)主導(dǎo)地位，成為主要能源形式。隨著我國碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)的提出，新能源在一次能源消費(fèi)中的比重不斷增加，加速替代化石能源。未來我國電源裝機(jī)規(guī)模將保持平穩(wěn)較快增長，呈現(xiàn)出“風(fēng)光領(lǐng)跑、多源協(xié)調(diào)”態(tài)勢(shì)。在電源總裝機(jī)容量中，陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電將是我國發(fā)展最快的電源類型，到2060年兩者裝機(jī)容量占比之和達(dá)到約60％，發(fā)電量占比之和達(dá)到約35％。未來新能源的廣泛接入還將呈現(xiàn)智能靈活、友好并網(wǎng)、高效環(huán)保的特征。通過儲(chǔ)能、交直流組網(wǎng)與多場(chǎng)景融合應(yīng)用提升智能靈活；通過“風(fēng)光水火儲(chǔ)”多能互補(bǔ)、集群調(diào)度、氣象大數(shù)據(jù)發(fā)電預(yù)測(cè)、廣義虛擬同步技術(shù)，提升友好并網(wǎng)與主動(dòng)支撐性能；通過新型風(fēng)能捕捉與大葉輪、新型光伏電池、數(shù)字智能運(yùn)維、環(huán)保材料提升效率與可靠性；并且構(gòu)建靈活性火電機(jī)組、天然氣與儲(chǔ)氫調(diào)峰電站、儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能電站的調(diào)峰電源體系。

隨著電力市場(chǎng)建設(shè)的深入，抽水蓄能等主體參與現(xiàn)貨市場(chǎng)或輔助服務(wù)市場(chǎng)已成為可能。在環(huán)保考核、清潔能源全消納等政策驅(qū)動(dòng)下，抽水蓄能機(jī)組具備了發(fā)揮市場(chǎng)力的空間。在電力構(gòu)成中，許多地區(qū)風(fēng)電、光伏的比例不斷增加，導(dǎo)致了一系列的問題，主要原因是風(fēng)電光伏等新能源不穩(wěn)定且難以預(yù)測(cè)，需要大量的備用容量。在風(fēng)電、光伏比例大的區(qū)域，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性處于危險(xiǎn)之中，需要設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)來解決上述問題。抽水蓄能電站利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能抽水至上水庫，在電力負(fù)荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電的水電站，又稱蓄能式水電站。它可將電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)的多余電能，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時(shí)期的高價(jià)值電能，還適于調(diào)頻、調(diào)相，穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓，且宜為事故備用，還可提高系統(tǒng)中火電站和核電站的效率，相對(duì)于其他類型(如電化學(xué)、飛輪等)儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)明顯，將會(huì)在越來越多地方進(jìn)行建設(shè)和應(yīng)用。

我國已經(jīng)成為世界上抽水蓄能裝機(jī)容量最大的國家。抽水蓄能電站能夠在送端電網(wǎng)發(fā)揮高效調(diào)節(jié)作用，在受端電網(wǎng)快速削峰填谷，與特高壓輸電配合，能促進(jìn)清潔能源大范圍輸送和消納，抽水蓄能電站在未來新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)、電力系統(tǒng)智能化程度越來越高的趨勢(shì)下，將扮演越來越重要的角色，抽蓄電站將高效調(diào)節(jié)促清潔能源消納，快速削峰填谷，以保障清潔能源安全入網(wǎng)。未來，全世界范圍內(nèi)將需要更多的蓄能容量。

抽蓄電站中有兩個(gè)重要的部件：一是電動(dòng)發(fā)電機(jī)(Motor Generator)同時(shí)具有發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)兩種功能的電機(jī),既可作為發(fā)電機(jī)由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電,又可轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵進(jìn)行抽水。另一個(gè)是水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪正向旋轉(zhuǎn)時(shí)作為泵使用，反向旋轉(zhuǎn)時(shí)作為水輪機(jī)使用的可逆式水力機(jī)械，是抽水蓄能電站的動(dòng)力設(shè)備，水泵水輪機(jī)與反擊式水輪機(jī)的適用水頭范圍基本一致。