CN109274128A - 一种含山体光伏阵列的水光互补综合发电站 - Google Patents

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韩松
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    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明公开了一种含山体光伏阵列的水光互补综合发电站，包括布置于水电站大坝上游的山体光伏阵列、汇集站以及水电站升压站，山体光伏阵列通过输电线路与集中型逆变器相连，集中型逆变器通过输电线路与汇集站相连，汇集站通过输电线路与水电站升压站相连。本发明在现有水电站的基础上，充分利用水电站河流两边山体，采取安装山体表面安装光伏板与水电站相结合的水光互补发电结构，同等发电量下减少土地使用面积；通过水电站已有的电力设施并入电网，减少系统成本造价，增加收益。

Description

一种含山体光伏阵列的水光互补综合发电站
技术领域
本发明涉及一种含山体光伏阵列的水光互补综合发电站。
背景技术
随着现代工业的发展，全球能源危机和环境问题日益突出，传统能源正在减少，对环境造成的危害也在逐步凸显。利用可再生能源发电得到了快速的发展，期望其能够改变能源结构，维持可持续发展。到2017年底，全国可再生能源发电装机容量6.5亿千瓦，占全部电力装机的36.6%，其中水电装机（含抽水蓄能）3.41亿千瓦，光伏发电装机1.30亿千瓦。2017年可再生能源发电量16979亿千瓦时，占全部发电量的26.5%，其中水电发电量11945亿千瓦时，占全部发电量的19.6%，光伏发电量1192亿千瓦时，占全部发电量的1.9%。
水力发电成本低、高效而灵活，在电力系统中承担调峰、调频、负荷备用和事故备用等任务，可提高整个系统的经济效益。随着抽水蓄能装机容量的增长，进一步凸显出水电在能源系统中的调节作用，尤其对调节光伏发电的波动有显著作用。
由于太阳照射的能量分布密度小，光伏发电需要占用巨大的面积。国家规定，光伏建设不得使用耕地和山林，但可建设于荒山。在山体兴建光伏面板，占地面积小、节约成本、避免生态环境破坏、减少了水土流失。光伏发电的能源直接来自于太阳光的照射，但受天气与环境的影响大。因此，光伏发电具有间歇性的特点。水光互补发电促进稳定性较差的光伏发电电量在水电站的调节的作用下更好地为电网消纳。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种含山体光伏阵列的水光互补综合发电站，以解决现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种含山体光伏阵列的水光互补综合发电站，包括布置于水电站大坝上游的山体光伏阵列、汇集站以及水电站升压站，山体光伏阵列通过输电线路与集中型逆变器相连，集中型逆变器通过输电线路与汇集站相连，汇集站通过输电线路与水电站升压站相连。
山体光伏阵列的光伏板支架结构设在水库所在流域北岸的山体南面上。
光伏板支架结构包括底座台、纵向旋转组件和俯仰旋转组件，底座台通过纵向旋转组件连接到俯仰旋转组件，俯仰旋转组件通过连接组件固定连接有固定架，固定架通过连接组件固定连接光伏面板支架。
光伏面板支架上安装有光电传感器。
光电传感器连接到控制器，控制器连接到纵向旋转组件和俯仰旋转组件中的步进电机驱动装置。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明在现有水电站的基础上，充分利用水电站河流两边山体，采取安装山体表面安装光伏板与水电站相结合的水光互补发电结构，同等发电量下减少土地使用面积；通过水电站已有的电力设施并入电网，减少系统成本造价，增加收益。
附图说明
图1为本发明的水光互补综合发电站总体布置示意图；
图2为本发明光伏板双轴跟踪系统支架结构示意图；
图3为本发明的光伏板双轴跟踪原理图。
图中：1-水电站大坝；2-汇集站；3-水电站升压站；4-山体光伏阵列；5-水库通航和行洪河道；6-输电线路；7-山体；8-集中型逆变器；9-底座台；10-底座桩管；11-纵向旋转组件；12-固定架；13-连接组件；14-光伏面板支撑板；15-俯仰旋转组件；16-光电传感器；17-控制器；18-步进电机转动装置。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1-图3所示，一种含山体光伏阵列的水光互补综合发电站，包括布置于水电站大坝1上游水库通航和行洪河道5的山体7南面的山体光伏阵列4、汇集站2以及水电站升压站3，山体光伏阵列4通过输电线路6与集中型逆变器8相连，集中型逆变器8通过输电线路6与汇集站2相连，汇集站2通过输电线路6与水电站升压站3相连。
优选的，上述山体光伏阵列4的光伏板支架结构设在水库所在流域北岸的山体南面上。
山体光伏阵列4具体布局应综合考虑山体的地势条件以及光伏发电效率等要求，结合太阳能跟踪控制系统实现对最大光照强度的跟踪，保证光伏发电站安全、稳定、有效运行，采用该技术方案，充分解决了光伏发电占地面积大、与电网连接不完善两大问。在现有水电站的基础上，充分利用水电站河流两边山体，采取安装山体表面安装光伏板与水电站相结合的水光互补发电结构，同等发电量下减少土地使用面积；通过水电站已有的电力设施并入电网，减少系统成本造价，增加收益；有效预防山体滑坡等自然灾害。实现了节约资源、保护环境、减少投资的目的。
优选的，上述光伏板支架结构包括底座台9、纵向旋转组件11和俯仰旋转组件15，底座台9通过纵向旋转组件11连接到俯仰旋转组件15，俯仰旋转组件15通过连接组件13固定连接有固定架12，固定架12通过连接组件13固定连接光伏面板支架14，引入双轴跟踪系统光伏板支架，保证太阳能电池板接收到太阳光垂直照射，提高光伏电站发电效率，能够实现光伏面板朝向和正对太阳光的调节，底座台置于山体上，其内设置有底座桩管10，底座桩管10能够上下移动，调节光伏面板高度。
优选的，上述光伏面板支架14上安装有多个对称的光电传感器16，能够实现太阳光与光伏面板的角度探测。
优选的，上述光电传感器16连接到控制器17，控制器17连接到纵向旋转组件11和俯仰旋转组件15中的步进电机驱动装置18，根据光电传感单元收集太阳光后发出的信号进行分析后，通过PLC控制步进电机转动装置做出相应的动作，调节自身角度，实现光伏面板接受的光照强度最大，达到光伏面板的最佳工作状态。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种含山体光伏阵列的水光互补综合发电站，其特征在于：包括布置于水电站大坝（1）上游的山体光伏阵列（4）、汇集站（2）以及水电站升压站（3），山体光伏阵列（4）通过输电线路（6）与集中型逆变器（8）相连，集中型逆变器（8）通过输电线路（6）与汇集站（2）相连，汇集站（2）通过输电线路（6）与水电站升压站（3）相连。
2.根据权利要求1所述的一种含山体光伏阵列的水光互补综合发电站，其特征在于：山体光伏阵列（4）的光伏板支架结构设在水库所在流域北岸的山体南面上。
3.根据权利要求2所述的一种含山体光伏阵列的水光互补综合发电站，其特征在于：光伏板支架结构包括底座台（9）、纵向旋转组件（11）和俯仰旋转组件（15），底座台（9）通过纵向旋转组件（11）连接到俯仰旋转组件（15），俯仰旋转组件（15）通过连接组件（13）固定连接有固定架（12），固定架（12）通过连接组件（13）固定连接光伏面板支架（14）。
4.根据权利要求3所述的一种含山体光伏阵列的水光互补综合发电站，其特征在于：光伏面板支架（14）上安装有光电传感器（16）。
5.根据权利要求5所述的一种含山体光伏阵列的水光互补综合发电站，其特征在于：光电传感器（16）连接到控制器（17），控制器（17）连接到纵向旋转组件（11）和俯仰旋转组件（15）中的步进电机驱动装置（18）。
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