[發明專利]一種適應隨機性電源的長延時中小型抽水蓄能電站

在審

• 申請號: 202310223831.4
• 申請日: 2023-03-09
• 公開（公告）號: CN115992788A
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發明（設計）人: 高光
• 申請（專利權）人: 高光
• 主分類號: F03B13/06
• 分類號: F03B13/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及抽水蓄能電站技術領域，提供了一種適應隨機性電源的長延時中小型抽水蓄能電站，通過對中小型抽水蓄能電站單獨布置發電輸水系統和抽水輸水系統，形成抽水和發電彼此獨立的兩個系統，并將抽水系統水流量設置為大于發電系統水流量，從而實現發電時間大于抽水時間，起到了對隨機性的風電和光伏發電的長延時效果。

技術領域

本發明涉及一種抽水蓄能電站技術領域，尤其是一種適應隨機性電源的長延時中小型抽水蓄能電站。

背景技術

中小型抽水蓄能電站一般是指總裝機容量在30萬千瓦以下的抽水蓄能電站，總裝機容量超過30萬千瓦的稱為大型抽水蓄能電站。現有大型抽水蓄能電站有以下技術特點：

1、機組普遍采用將發電機和電動機組合，水泵和水輪機組合的二機可逆式機組，機組向一個方向旋轉抽水，向另一個方向旋轉發電，抽水滿負荷水流量同發電滿負荷水流量相當，機組抽水和發電分開運行。

2、2021年全國已全容量投運的抽水蓄能電站平均綜合利用小時數為2640.7小時（數據來源于水電水利規劃研究總院編著的抽水蓄能產業發展報告2021），按每年運行330天計算，日綜合利用小時數為8小時，全年抽水利用小時數大于發電利用小時數。

新型電力系統的特征從電源的角度來看，主要是太陽能光伏發電、風力發電的高比例接入，此類電源具有隨機性、間歇性、不可控的特點，同傳統煤電、核電有很大不同。發電機組尤其是風力發電出力高峰具有隨機和波動性，并不是相等時長間隔性出現，比如3小時高峰出力，再3小時低谷出力?，F有大型抽水蓄能電站滿負荷抽水流量同滿負荷發電水流量基本相當，其發電和抽水的時長是等間隔的，實際運行過程中抽水時長大于發電時長，這種運行規律同風電和光伏的隨機性波動并不吻合。中小型抽水蓄能電站由于規模較小，單位投資和運營成本高于大型抽水蓄能電站，必須采用更為靈活的適應隨機性電源的技術功能特征，才能形成和大型抽水蓄能電站的互補優勢。

發明內容

本發明一種適應隨機性電源的長延時中小型抽水蓄能電站，采用以下技術措施：

1、通過單獨布置發電輸水系統和抽水輸水系統，形成抽水和發電彼此獨立的兩個系統（抽水系統和發電系統），抽水和發電可以各自獨立運行。

2、將中小型抽水蓄能電站的發電系統滿負荷連續發電時間設置為抽水系統滿負荷抽水蓄滿上水庫時間的1.2-20倍（針對不同項目特征設置），因抽水系統水流量大于發電系統水流量，使中小型抽水蓄能電站的抽水能力大于發電能力，發電時長大于抽水時長，并針對不同的項目按需調整兩者的比例，例如：2小時滿負荷抽水，可以滿負荷發電6小時；或3小時滿負荷抽水，可以滿負荷發電8小時等，通過以上方案，形成同隨機性電源（風電、光伏發電）發電出力特征更為吻合的發電和抽水的時間比。

3、通過分開布置的抽水系統和發電輸水系統，可實現發電和抽水同時進行，以實現單獨發電、單獨抽水，利用發電管道和抽水管道同時快速抽水，發電和抽水同時進行等多種工況，更好的捕捉風電和光伏發電的尖峰出力。

通過以上技術措施，對中小型抽水蓄能電站可實現以下效果：

1、因機組滿負荷抽水流量大于滿負荷發電水流量，可在低谷電價時間段進行快速抽水，顯著提高中小型抽水蓄能電站的日發電小時數，使發電小時數遠大于抽水小時數，例如將中小型抽水蓄能電站按照2小時滿負荷抽水蓄滿上水庫，可連續滿發6小時進行設計，每日抽水3次，每日合計6小時抽水，18個小時發電，配合電源和負荷的合適條件，可實現日發電18小時，電站綜合利用小時數達到24小時，從而，實現對隨機性電源的長延時的效果。

2、由于發電和輸水是兩套系統，可在發電同時進行抽水，以更靈活地捕捉隨機的電源出力波動，避免棄風和棄光現象的發生，甚至可以做到每日24小時連續發電。

3、通過采取以上技術措施，使中小型抽水蓄能電站具備同同大型抽水蓄能電站互補性的技術特征和功能優勢，以共同促進太陽能和風能的大規模使用，助力“雙碳”目標的早日達成。