一种利用水利风景区资源建设的清洁能源集成系统技术方案

一种利用水利风景区资源建设的清洁能源集成系统，集成系统是利用水利风景区的水资源、风能资源、太阳能资源和土地资源来建设的，是基于计算机监控系统平台运行，集远程监控、运行、教育培训为一体，抽水蓄能发电系统、风力发电机组及储能控制集成子系统、太阳能电池阵列及储能控制集成子系统分别经变压器与电网相连，计算机监控系统分别与抽水蓄能发电系统、风力发电机组及储能控制集成子系统、太阳能电池阵列及储能控制集成子系统相连；极大提升电力系统中清洁能源的占比，为扩大清洁能源对整个电力系统的提供支持，提升电力系统对风电和太阳能等清洁能源的消纳能力，为抽水蓄能电站建设提供了新思路，具有巨大的社会和经济效益。效益。效益。

【技术实现步骤摘要】
一种利用水利风景区资源建设的清洁能源集成系统


[0001]本专利技术涉及水力发电、抽水蓄能、储能和清洁能源领域，尤其是涉及一种利用水利风景区资源建设的清洁能源集成系统。

技术介绍

[0002]我国拥有数以万计的水利风景区，这些水利风景区拥有丰富的风能和太阳能资源，但由于风电和太阳能的间歇性和不稳定性，且这些清洁能源与用户用电需求不同步，而不能被充分利用。因此，需要配备储能系统以便调节供需双方的矛盾。常见的储能方式由抽水蓄能储能、飞轮储能、电池储能、压缩空气储能、高压水储能等多种，其中抽水蓄能储能是技术最成熟、规模最大、运行最稳定的一种环境友好型储能方式。以抽水蓄能电站为主要储能方式的能源系统可以有效提升电力系统的稳定性，提高电力系统的调频调峰能力，增强电力系统的柔性，利用抽水蓄能电站可以充分消纳系统中的风电、光伏发电等清洁能源，以风光抽蓄形成的清洁能源综合利用系统将是能源系统的主力。但由于常规抽水蓄能电站的移民搬迁、选址规划、水源补充、上下库建设等问题，使得常规抽蓄电站及其相关建筑成本高、建设周期长，因此，如何能充分利用现有的资源实现资源的利用最大化，至今未见公开报导。

技术实现思路

[0003]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种利用水利风景区资源建设的清洁能源集成系统，可有效解决常规抽水蓄能电站设计规划周期长，建设成本高，不能充分利用现有资源的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是，一种利用水利风景区资源建设的清洁能源集成系统，所述的集成系统是利用水利风景区的水资源、风能资源、太阳能资源和土地资源来建设的，是基于计算机监控系统平台运行，集远程监控、运行、教育培训为一体，包括抽水蓄能发电系统、风力发电机组及储能控制集成子系统、太阳能电池阵列及储能控制集成子系统和计算机监控系统，抽水蓄能发电系统、风力发电机组及储能控制集成子系统、太阳能电池阵列及储能控制集成子系统分别经变压器与电网相连，计算机监控系统分别与抽水蓄能发电系统、风力发电机组及储能控制集成子系统、太阳能电池阵列及储能控制集成子系统相连。
[0005]本专利技术设计新颖独特，设计规划周期短，建设成本低，极大提升电力系统中清洁能源的占比，为扩大清洁能源对整个电力系统的提供支持，提升电力系统对风电和太阳能等清洁能源的消纳能力，提高电力系统调峰和调频能力，增加电力系统的柔性，为抽水蓄能电站建设提供了新思路，具有巨大的社会和经济效益。
附图说明
[0006]图1是本专利技术总框示图。
[0007]图2是本专利技术具体化框示图。
[0008]图3是本专利技术抽水蓄能发电系统结构示意图。
[0009]图4是本专利技术计算机监控系统结构框示图。
具体实施方式
[0010]以下结合附图和具体情况对本专利技术的具体实施方式作详细说明。
[0011]结合附图给出，一种利用水利风景区资源建设的清洁能源集成系统，所述的集成系统是利用水利风景区的水资源、风能资源、太阳能资源和土地资源来建设的，是基于计算机监控系统平台运行，集远程监控、运行、教育培训为一体，包括抽水蓄能发电系统1、风力发电机组及储能控制集成子系统2、太阳能电池阵列及储能控制集成子系统3和计算机监控系统4，抽水蓄能发电系统1、风力发电机组及储能控制集成子系统2、太阳能电池阵列及储能控制集成子系统3分别经变压器与电网相连，计算机监控系统4分别与抽水蓄能发电系统1、风力发电机组及储能控制集成子系统2、太阳能电池阵列及储能控制集成子系统3相连。
[0012]为保证更好的实施效果，所述的抽水蓄能发电系统1是由上库5、下库6、厂房7、发电机组8和变压器及其电气控制设备9构成，上库5的出水口经出水管道501与厂房7内的发电机组8的进水口相连通，发电机组8的出水口经尾水管道601与下库6的进水口相连通，发电机组8经变压器及其电气控制设备9 与电网相连。
[0013]所述的上库5是利用水利风景区的地理地质条件开挖建设而成，下库6是利用水利风景区的水库建设而成，厂房7为地下厂房，发电机组8为水泵水轮机
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发电电动机及其控制调节设备构成，厂房（7）既可以满足水泵对吸程的要求，也可以满足水轮机对淹没深度的要求，还可以降低对环境的影响和移民搬迁规模。
[0014]所述的风力发电机组及储能控制集成子系统2是由风力发电机组10、整流器11、第一变压器及其电气控制部分12和风能储能单元13构成，风力发电机组10与整流器11相连，整流器11和风能储能单元13分别与第一变压器及其电气控制部分12相连，经第一变压器及其电气控制部分12与电网相连。
[0015]所述的风能储能单元13是风力发电机组10的现地储能设备，其储能容量根据风力发电机组10的水利风景区的储能需要来确定，风力发电机组10的风力发电机为水平轴风力发电机或垂直轴风力发电机。
[0016]所述的太阳能电池阵列及储能控制集成子系统3是由太阳能电池阵列14、逆变器15、第二变压器及其电气控制部分16和光伏储能单元17构成，太阳能电池阵列14与逆变器15相连，逆变器15和光伏储能单元17分别与第二变压器及其电气控制部分16相连，经第二变压器及其电气控制部分16与电网相连，光伏储能单元17是太阳能电池阵列14的现地储能设备，其储能容量根据太阳能电池阵列14的水利风景区的储能需要来确定。
[0017]所述的计算机监控系统4是由抽水蓄能发电监控系统18、风力发电监控系统19、光伏发电监控系统20、开关站监控系统21和水利风景区监控22构成，其中，抽水蓄能发电监控系统18与抽水蓄能发电系统1相连，风力发电监控系统19与风力发电机组及储能控制集成子系统2相连，光伏发电监控系统20与太阳能电池阵列及储能控制集成子系统3相连（图中未示出，公知常识），构成监控系统，整个集成系统基于计算机监控系统4平台运行。
[0018]所述的利用风能资源建设的风力发电机组及储能控制集成子系统2利用太阳能资
源建设的太阳能电池阵列及储能控制集成子系统3一起，共同为抽水蓄能发电系统1提供能源，抽水蓄能发电系统1联合风能储能单元13和光伏储能单元17对风能和太阳能所发电能进行调节和控制，使本清洁能源集成系统能实时跟踪并平衡负荷需求。
[0019]所述的集成系统是系统形成一个由风能和太阳能组成的清洁能源自供给发电系统，不需要外来送电，也无需化石能源，风电和太阳能发电满足整个水利风景区对能源的需求，整个水利风景区实现无碳运行，多余电能外送，既可改善工作人员的工作环境和工作条件，也可以提高水利风景区的经济效益，实现能源资源的优化利用和可持续发展。
[0020]本专利技术在具体实施时，利用水利风景区的自然地理资源建设的风力发电机组及储能控制子系统，风力发电机为水平轴风力发电机或垂直轴风力发电机。该子系统根据水利风景区的风能资源规模规划建设，风力发电子系统受集成系统的控制单元控制，经整流器接入集成系统。
[0021]利用水利风景区的自然地理资源建设的光伏发电矩阵及储能控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用水利风景区资源建设的清洁能源集成系统，其特征在于，所述的集成系统是利用水利风景区的水资源、风能资源、太阳能资源和土地资源来建设的，是基于计算机监控系统平台运行，集远程监控、运行、教育培训为一体，包括抽水蓄能发电系统（1）、风力发电机组及储能控制集成子系统（2）、太阳能电池阵列及储能控制集成子系统（3）和计算机监控系统（4），抽水蓄能发电系统（1）、风力发电机组及储能控制集成子系统（2）、太阳能电池阵列及储能控制集成子系统（3）分别经变压器与电网相连，计算机监控系统（4）分别与抽水蓄能发电系统（1）、风力发电机组及储能控制集成子系统（2）、太阳能电池阵列及储能控制集成子系统（3）相连。2. 根据权利要求1所述的利用水利风景区资源建设的清洁能源集成系统，其特征在于，所述的抽水蓄能发电系统（1）是由上库（5）、下库（6）、厂房（7）、发电机组（8）和变压器及其电气控制设备（9）构成，上库（5）的出水口经出水管道（501）与厂房（7）内的发电机组（8）的进水口相连通，发电机组（8）的出水口经尾水管道（601）与下库（6）的进水口相连通，发电机组（8）经变压器及其电气控制设备（9） 与电网相连。3.根据权利要求2所述的利用水利风景区资源建设的清洁能源集成系统，其特征在于，所述的上库（5）是利用水利风景区的地理地质条件开挖建设而成，下库（6）是利用水利风景区的水库建设而成，厂房（7）为地下厂房，发电机组（8）为水泵水轮机
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发电电动机及其控制调节设备构成。4.根据权利要求1所述的利用水利风景区资源建设的清洁能源集成系统，其特征在于，所述的风力发电机组及储能控制集成子系统（2）是由风力发电机组（10）、整流器（11）、第一变压器及其电气控制部分（12）和风能储能单元（13）构成，风力发电机组（10）与整流器（11）相连，整流器（11）和风能储能单元（13）分别与第一变压器及其电气控制部分（12...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延频，肖广磊，李骜，李晓雯，王振明，张自超，李乾龙，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：