一种基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站。它包括微抽蓄电站和光伏电站；微抽蓄电站与光伏电站联合运行；光伏电站为分布式结构，光伏电站布置在建筑群的屋顶或墙面；微抽蓄电站包括水库和微抽蓄机组；微抽蓄机组分别与水库、光伏电站连接；水库包括上水库和下水库；上水库包括建筑提水系统的生活水箱和雨水收集系统；下水库包括平地城市供水水库或水厂；生活水箱和雨水收集系统均布置在建筑屋顶；生活水箱的一端通过压力水管与平地下水库相连、另一端与建筑用水系统相连。本发明专利技术解决了分布式光伏电站的储能问题；具有同时具备供水能力和储能能力的优点。本发明专利技术还公开了基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站的使用方法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站及其使用方法


[0001]本专利技术涉及一种基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站。更具体地说它是一种与城市高层建筑群配套建设的微型抽水蓄能系统。本专利技术还涉及基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站的使用方法。

技术介绍

[0002]光伏等可再生能源发电系统的运行特点是出力的随机波动特性，这种随机波动既是气候条件等各种外部条件影响的结果，也是电力系统供需关系不稳定的结果。对于分布式光伏电站，一方面，新能源出力的波动将会对电力系统的安全稳定运行有负面影响；另一方面，当遇到电力过剩时，新能源往往不能被合理利用，从而又造成了新能源电力的损失。若想彻底解决可再生能源随机波动带来的影响，就需要采用合适的储能技术相配套。
[0003]抽水蓄能是一种非常重要的储能技术，是目前技术经济性较好的电力大规模储存方案，具有启动灵活、安全可靠等优势。由于受地理、水文、环境等条件的限制，并不是所有的地区都适合新建大型抽水蓄能电站。传统的抽蓄电站是采用大型发电电动机机组，而且通常建设在远离城市负荷中心的山区。
[0004]可以预计未来屋顶分布式光伏电站将得到大力发展，同时其对储能的需求也更高。通过推进屋顶分布式光伏建设，建筑与光伏电站结合的趋势也愈加明显，其将成为未来分布式光伏的主流形式。随着分布式光伏电站数量的增加，有必要开发一种解决分布式光伏电站储能问题的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的是为了提供一种基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站，同时具备供水能力和储能能力，不仅具有为建筑微电网供电和储能服务，同时还可以解决建筑生活供水和消防用水的问题；解决了分布式光伏电站的储能问题。
[0006]本专利技术的第二目的是为了提供基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站的具体实施方法。
[0007]为了实现上述本专利技术的第一目的，本专利技术的技术方案为：一种基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站，其特征在于：同时具备供水能力和储能能力，不仅具有为建筑微电网供电和储能服务，同时还可以解决建筑生活供水和消防用水的问题；
[0008]所述基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站包括微抽蓄电站和光伏电站；
[0009]微抽蓄电站与光伏电站联合运行；
[0010]光伏电站为分布式结构，光伏电站布置在建筑群的屋顶或墙面；光伏电站包括城市的屋顶光伏发电系统、工商业光伏发电系统、建筑光伏一体化系统；
[0011]微抽蓄电站包括水库和微抽蓄机组；微抽蓄机组分别与水库、光伏电站连接；
[0012]微抽蓄机组分别与水库、光伏电站连接；
[0013]水库包括上水库和下水库；
[0014]上水库包括建筑提水系统的生活水箱和雨水收集系统；
[0015]下水库包括平地城市供水水库或水厂；
[0016]微抽蓄机组采用可变速机组；
[0017]生活水箱和雨水收集系统均布置在建筑屋顶；
[0018]生活水箱的一端通过压力水管与平地下水库相连、另一端与建筑用水系统相连。
[0019]在上述技术方案中，微抽蓄机组采用一管两机式的布置方案，并列布置一台发电机和一台电动机；
[0020]发电机和电动机均选择可变速机组。
[0021]在上述技术方案中，微抽蓄机组采用双馈型异步电机，其中，发电机选用双馈型异步发电机，电动机选用可调速异步电动机。
[0022]在上述技术方案中，雨水收集系统由钢筋滤网、储水箱和导流墙123三部分组成；导流墙设置在储水箱上端；钢筋滤网设置在储水箱内、且位于导流墙与储水箱的连接处；储水箱布置在建筑群的屋顶。
[0023]在上述技术方案中，导流墙设置呈倾角结构。
[0024]为了实现上述本专利技术的第二目的，本专利技术的技术方案为：所述的基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
[0025]步骤1：基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站启动运行；
[0026]步骤2：在光伏出力过剩时，建筑屋顶分布式光伏电站提供建筑用电负荷，同时，建筑屋顶分布式光伏发电系统的剩余出力提供电能用以驱动水泵，提水至建筑屋顶生活水箱中，用以满足消防用水、生活用水、光伏组件清洗等用水负荷；
[0027]在光伏出力不足时，建筑屋顶生活水箱和雨水收集系统放水发电，用以补偿光伏电站系统供电出力。
[0028]在上述技术方案中，在平地发电厂房中，对应着一条输水管道，厂房内分叉设置两台可变速机组，一台作为发电机，一台作为电动机，机组型式均为双馈型异步电机。每个双馈机组的转子接线端连接到一组背靠背式变流器，变流器采用功率半导体技术控制，两台双馈机组的定子共用一台机组变压器与电网相连。
[0029]本专利技术具有如下优点：
[0030](1)本专利技术同时具备供水能力和储能能力；
[0031](2)本专利技术结合屋顶光伏电站配套建设微型抽水蓄能布置型式具有较好的应用前景，具体表现为对于水量资源要求低、整体建造费用低、应用场景多、储能动态响应速度快等优点；
[0032](2)本专利技术适用性强，本专利技术适合有储能需求的城镇，特别是配合城市分布式光伏电站使用。
附图说明
[0033]图1是本专利技术中的建筑群+微抽蓄系统水泵工况原理图。
[0034]图2是本专利技术中的建筑群+微抽蓄系统发电工况原理图。
[0035]图3是本专利技术中的建筑群+微抽蓄系统屋顶雨水收集器俯视图。
[0036]图4是本专利技术中的建筑群+微抽蓄系统屋顶雨水收集器侧视图。
[0037]图5是本专利技术中的建筑群+微抽蓄系统的电气连接图。
[0038]在图3和图4中，A表示微抽蓄电站；B表示光伏电站。
[0039]图中1
‑
钢筋滤网，2
‑
储水箱，3
‑
导流墙。
具体实施方式
[0040]下面结合附图详细说明本专利技术的实施情况，但它们并不构成对本专利技术的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本专利技术的优点更加清楚和容易理解。
[0041]建筑群微型抽水蓄能系统是一个全新的概念，将可能成为未来城市用户侧储能系统的新形式。高层建筑群作为城市电网的负荷中心，是一个不可忽视的资源，其高度势能差大但却没有得到充分利用。高层建筑群需要消防、生活等用水，已具备高度势能的蓄水系统和水泵系统，如果增加水轮发电机组，形成抽水蓄能发电站，并可以与建筑分布式光伏电站联合运行，形成可靠的微电网。在城市建筑群建设分布式光伏发电系统是当前的趋势，同时城市建筑群也有消防、生活等用水需求，如果结合抽水蓄能发电技术的特点，还可以为光伏电站提供一种长期、高效的储能服务。微抽蓄系统是一种将抽水蓄能机组小型化的储能解决方案，具有体积小、改造费用低、储能响应灵活的优点。若能对高层建筑群的供水系统进行改造，结合微抽蓄系统，使城市建筑群的供水系统除了具备提水的能力以外，还具备储能发电的能力，将较大程度地提高光伏发电系统的供电可靠性。在本专利技术中，建筑群微抽蓄系统采用建筑屋顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站，其特征在于：所述基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站包括微抽蓄电站和光伏电站；微抽蓄电站与光伏电站联合运行；光伏电站为分布式结构，光伏电站布置在建筑群的屋顶或墙面；光伏电站包括城市的屋顶光伏发电系统、工商业光伏发电系统、建筑光伏一体化系统；微抽蓄电站包括水库和微抽蓄机组；微抽蓄机组分别与水库、光伏电站连接；水库包括上水库和下水库；上水库包括建筑提水系统的生活水箱和雨水收集系统；下水库包括平地城市供水水库或水厂；微抽蓄机组采用可变速机组；生活水箱和雨水收集系统均布置在建筑屋顶；生活水箱的一端通过压力水管与平地下水库相连、另一端与建筑用水系统相连。2.根据权利要求1所述的基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站，其特征在于：微抽蓄机组采用一管两机式的布置方案，并列布置一台发电机和一台电动机；发电机和电动机均选择可变速机组。3.根据权利要求2所述的基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站，其特征在于：微抽蓄机组采用双馈型异步电机，其中，发电机选用双馈型异步发电机，电动机选用可调速异步电动机。4.根据权利要求3所述的基于高层建筑群的微型抽水蓄能电站，其特征在于：雨水收集系统由钢筋滤网1、储水箱2和导流墙3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海波，陈昕，何杰，张鹏，苏毅，曹龙，胡超，张顺，桂胜强，余学真，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：