一种采用可逆水泵水轮机的水下真空储能调峰系统技术方案

一种采用可逆水泵水轮机的水下真空储能调峰系统，包括海上风力发电机组和水下真空储能系统；海上风力发电机组包括海上风力发电机，海上风力发电机出线通过变压器与电网相连；水下真空储能系统包括连接至电网的可逆水泵水轮机电动机，可逆水泵水轮机电动机连接可逆水泵水轮机，可逆水泵水轮机设置在混凝土真空储能装置的内部，混凝土真空储能装置安装有与外部海水环境相连的主进水管，主进水管与安装在混凝土真空储能装置内部的引水管通过引水主控阀相连，引水管与可逆水泵水轮机相连。本实用新型专利技术解决风电场弃风问题，参与地区电网调峰，响应电网电能质量的要求，平滑风电出力，改善风电出力波动性，提高电网可靠性、稳定性，电网竞争力。电网竞争力。电网竞争力。

【技术实现步骤摘要】
一种采用可逆水泵水轮机的水下真空储能调峰系统


[0001]本技术涉及海上风电综合利用
，特别涉及一种采用可逆水泵水轮机的水下真空储能调峰系统。

技术介绍

[0002]我国海岸线绵长，国土面积位居世界第三，大部分位于中纬度地区，独有的地理环境给我国带来了巨大的风能资源，可开发利用潜力巨大。风力发电有别于常规能源，它的随机性、波动性、反调峰特性影响电力系统的调频、调峰、电能质量以及可靠运行。利用储能系统吸收和释放能量的特点可以弥补风力发电的不足，促进风能高效利用。
[0003]目前实现商业化大规模储能技术的抽水蓄能具有技术成熟、效率高、容量大、储能周期长等优点，是应用最为广泛的电能存储技术。但是，抽水储能电站需要建造上下两个水库和水坝，地理条件要求特殊，建设周期长，初期投资大，容易引发生态环境问题。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种采用可逆水泵水轮机的水下真空储能调峰系统，通过海上风力发电机组与水下真空储能系统的耦合，采用可逆水泵水轮机，储能时将水下混凝土真空储能装置中的海水排出，在混凝土真空储能装置中形成0.05倍大气压力的真空，形成真空势能。释能时，将海水引入混凝土真空储能装置中，推动水泵水轮机发电。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0006]一种采用可逆水泵水轮机的水下真空储能调峰系统，包括海上风力发电机组和水下真空储能系统；
[0007]所述海上风力发电机组包括海上风力发电机5，海上风力发电机5出线通过变压器6与电网相连；
[0008]所述水下真空储能系统包括连接至电网的可逆水泵水轮机电动机1，可逆水泵水轮机电动机1连接可逆水泵水轮机2，可逆水泵水轮机2设置在混凝土真空储能装置4的内部，混凝土真空储能装置4安装有与外部海水环境相连的主进水管，主进水管与安装在混凝土真空储能装置4内部的引水管通过引水主控阀3相连，所述引水管与可逆水泵水轮机2相连。
[0009]所述混凝土真空储能装置4安装在稳固的海底岩层上。
[0010]所述海上风力发电机5安装在大陆架稳定岩层基础上。
[0011]所述混凝土真空储能装置4采用钢混腔体结构。
[0012]所述可逆水泵水轮机2用于储能和释能。
[0013]本技术的有益效果：
[0014]本技术通过采用可逆水泵水轮机的水下真空储能调峰系统在海上风力发电机组送出受限时将多余的电量用于驱动可逆水泵水轮机排出混凝土真空储能装置中的海
水，在混凝土真空储能装置中形成高度真空，形成真空势能。在电网用电负荷高峰时开启主控阀门将海水引入混凝土真空储能装置驱动可逆水泵水轮机发电，实现海上风电削峰填谷。
附图说明
[0015]图1为本技术的系统示意图。
[0016]其中：1
‑
可逆水泵水轮机电动机(发电机)，2
‑
可逆水泵水轮机，3
‑
主控阀，4
‑
混凝土真空储能装置，5
‑
海上风力发电机，6
‑
变压器。
具体实施方式
[0017]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0018]参见图1，本技术采用可逆水泵水轮机的水下真空储能调峰系统，包括海上风力发电机组和水下真空储能系统。
[0019]海上风力发电机组包括安装在大陆架稳定岩层上的海上风力发电机5，海上风力发电机5出线通过变压器6与电网相连。
[0020]水下真空储能系统，所述水下真空储能系统包括连接至电网的可逆水泵水轮机电动机(发电机)1，可逆水泵水轮机电动机(发电机)1连接可逆水泵水轮机2，可逆水泵水轮机2设置在混凝土真空储能装置4的内部，混凝土真空储能装置4安装在稳固的海底岩层上，混凝土真空储能装置4安装有与外部海水环境相连的主进水管，主进水管与安装在混凝土真空储能装置4内部的引水管通过引水主控阀3相连，引水管与可逆水泵水轮机2相连。
[0021]本技术工作原理：
[0022]当水下真空储能系统储能模式运行时，可逆水泵水轮机电动机(发电机)1以电动机方式运行，所需电能从电网汲取，带动可逆水泵水轮机2以水泵方式运行，将混凝土真空储能装置4内部的海水通过引水管路上的主控阀3排出，在混凝土真空储能装置4内部形成高度真空，建立真空势能。
[0023]当水下真空储能系统对外释能发电时，可逆水泵水轮机电动机(发电机)1以发电机方式运行，开启主控阀3，将海水通过引水管引至可逆水泵水轮机2，可逆水泵水轮机2以水轮机方式运行，驱动可逆水泵水轮机电动机(发电机)1发电。完成水下真空储能系统的释能发电过程。
[0024]所述海上风力发电机组安装在大陆架稳定岩层基础上。
[0025]所述海上风力发电机组通过海缆与变压器6相连，变压器6与电网相连。
[0026]所述混凝土真空储能装置4采用钢混腔体结构。
[0027]所述可逆水泵水轮机2用于储能和释能。
[0028]所述可逆水泵水轮机2的引水管上安装有主控阀3。
[0029]本技术为一种采用可逆水泵水轮机的水下真空储能调峰系统，在海上风力发电机组送出受限时将多余的电量用于驱动可逆水泵水轮机排出混凝土真空储能装置中的
海水，在混凝土真空储能装置中形成高度真空，形成真空势能。在电网用电负荷高峰时开启主控阀门将海水引入混凝土真空储能装置驱动可逆水泵水轮机发电，实现海上风电削峰填谷。本技术为了克服现有抽水蓄能的不足，克服海上风电发电随机性、波动性、反调峰性，解决风电场弃风问题，参与地区电网调峰，响应电网电能质量的要求，平滑风电出力，改善风电出力波动性，提高电网可靠性、稳定性，电网竞争力。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用可逆水泵水轮机的水下真空储能调峰系统，其特征在于，包括海上风力发电机组和水下真空储能系统；所述海上风力发电机组包括海上风力发电机(5)，海上风力发电机(5)出线通过变压器(6)与电网相连；所述水下真空储能系统包括连接至电网的可逆水泵水轮机电动机(1)，可逆水泵水轮机电动机(1)连接可逆水泵水轮机(2)，可逆水泵水轮机(2)设置在混凝土真空储能装置(4)的内部，混凝土真空储能装置(4)安装有与外部海水环境相连的主进水管，主进水管与安装在混凝土真空储能装置(4)内部的引水管通过引水主控阀(3)相连，所述引水管与可逆水泵水轮机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泉，伍刚，宋晓辉，王涛，蔺奕存，闫文辰，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：