CN109457671A - 输水工程风光水互补提水系统 - Google Patents

输水工程风光水互补提水系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种输水工程风光水互补提水系统,包括上游渠道、下游渠道,和上游渠岸、下游渠岸,所述上游渠道和下游渠道之间设置有挡水建筑物,形成区域水源;所述上游渠道和下游渠道内均设置有若干块太阳能光伏板,所述上游渠岸和下游渠岸上交错设置有若干个风机,所述太阳能光伏板和风机均连接至变电站,所述变电站将电能进行转化,并将电能输送至水泵泵站,所述水泵泵站的进水口连接有抽水管路、出水口连接有排水管路,所述水泵泵站将上游渠道内水体抽出,并通过抽水管路与排水管路将水体排放至下游渠道。本发明实现风电、光伏、水能的优化利用,保证了光伏发电装置与风电的优化布置,并将发电能量运用于渠道的提水作业中,实现了风光水互补。

Description

输水工程风光水互补提水系统
技术领域
本发明涉及水利、新能源领域,特别涉及一种实现风光水互补与渠道提水的系统。
背景技术
近年来,风电、光电发展迅速,大批量的风电工程、光电工程得以规划建设。而风电、光电作为绿色可再生能源的重点,其相关技术的研发与推广也备受关注。风电作为我国新能源领域的排头兵,已发展多年。风能具有开发范围广泛,绿色无污染等特点,但风电受到风资源的间歇性影响显著。我国虽然建设了大量的风电场,但均存在不少弃风现象。光电近年来开发势头更为迅猛,2016年底并网太阳能发电装机容量7742万kW,同比增长81.6%。光电也具有开发范围广、绿色无污染等特点,但光电受到天气影响较为显著,其发电持续性直接决定于光电场的日照时间。同时,由于光照需求,光电场通常需要较大场地范围,但随着土地资源的紧缺,光电开发面临着巨大挑战。相比于风电、光电,水电为可再生能源开发的主力军已发展多年,相关技术已较为成熟,且水电作为优质电能资源可起到调峰调频等功能。由于风电、光电、水电各自特殊性,风-光-水多能互补技术的研发越来越受到普遍关注,如何将不稳定的风电、光电与稳定、灵活、优质的水电结合,如何有效调度各类用电供给,并将其推广在具体工程上都是亟待解决的问题。
调水工程作为水利工程中的重中之重,直接关乎国民经济的发展,影响城市供水能力与人民的正常生产生活。因此,调水工程的建设、运行与维护至关重要。调水工程中,必然存在着渠道与天然河道、交通干线之间的交叉与穿越,也必然存在局部高程提高的现象。而这一问题势必使得渠道具备局部提水能力。提水设备的运行需要电力供给,但目前的方法过于传统,多采用发电机或采用外界供电,而传统方法必然会使得提水成本较高。为此,有必要提出一种新的提水系统,既具备高效的提水能力也可达到能量利用的优化,提高效率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足,提供一种输水工程风光水互补提水系统,可实现风电、光伏、水能优化利用,保证了光伏发电装置与风电的优化布置,并将发电能量运用于渠道的提水作业中,实现了风光水互补。
本发明所采用的技术方案是:一种输水工程风光水互补提水系统,包括上游渠道、下游渠道,和上游渠岸、下游渠岸,所述上游渠道的高程低于所述下游渠道;所述上游渠道和所述下游渠道之间设置有拦挡水体的挡水建筑物,形成区域水源;所述上游渠道和所述下游渠道内均设置有若干块太阳能光伏板,所述上游渠岸和所述下游渠岸上交错设置有若干个风机,所述太阳能光伏板和所述风机均连接至变电站,所述变电站将电能进行转化,并将电能输送至水泵泵站,所述水泵泵站的进水口连接有抽水管路、出水口连接有排水管路,所述水泵泵站将所述上游渠道内水体抽出,并通过所述抽水管路与排水管路将水体排放至所述下游渠道。
进一步的,所述太阳能光伏板通过光伏板支撑固定在所述上游渠道/下游渠道上方。
进一步的,所述太阳能光伏板的角度与布置方向需保证良好的太阳入射角度,所述太阳能光伏板的角度通过所述光伏板支撑的长度进行调节,所述太阳能光伏板的布置方向根据渠道流向进行调节:东西流向渠道的太阳能光伏板沿水流方向布置,南北流向渠道的太阳能光伏板沿垂直水流方向布置,斜流向渠道的太阳能光伏板沿斜向布置。
进一步的,每一块所述太阳能光伏板设置有光电输出线,将发电电能输出,并通过光电汇集线输送至所述变电站。
进一步的,所述风机通过风机基础固定于所述上游渠岸/下游渠岸两侧。
进一步的,每个所述风机设置有风电输出线,将发电电能输出,并通过风电汇集线输送至所述变电站。
进一步的,对于梯级输水工程,在各渠段内设置所述太阳能光伏板和风机。
本发明的有益效果是:本发明输水工程风光水互补提水系统采用光伏发电、风力发电等新能源技术,并将其运用于渠道提水工作中。一方面实现了光电、风电的合理利用,解决了渠道内的提水工作能量需求;另一方面,可将光电、风电电能通过水电方式储存于渠道或水库内,解决了发电的风、光发电的间歇性问题,最终实现了风光水互补。
附图说明
图1:本发明输水工程风光水互补提水系统示意图。
附图标注:1、上游渠道;2、下游渠道;3、挡水建筑物;4、太阳能光伏板;5、光伏板支撑;6、光电输出线;7、光电汇集线;8、变电站;9、上游渠岸;10、风机;11、风机基础;12、风电输出线;13、风电汇集线;14、输电线;15水泵泵站;16、抽水管路;17、排水管路;18、下游渠岸。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下:
本发明输水工程风光水互补提水系统针对上游渠道1高程低于下游渠道2的输水工程。
如附图1所示,一种输水工程风光水互补提水系统,包括上游渠道1、下游渠道2,和上游渠岸9、下游渠岸18,所述上游渠道1的高程低于所述下游渠道2;所述上游渠道1和所述下游渠道2之间设置有挡水建筑物3拦挡水体,形成区域水源。
在所述上游渠道1和所述下游渠道2内均设置有若干块太阳能光伏板4,所述太阳能光伏板4通过光伏板支撑5固定在所述上游渠道1/下游渠道2上方;所述太阳能光伏板4的角度与布置方向始终保证良好的太阳入射角度,所述太阳能光伏板4的角度通过所述光伏板支撑5的长度进行调节,所述太阳能光伏板4的布置方向根据渠道流向进行调节:东西流向渠道的太阳能光伏板4沿水流方向布置,南北流向渠道的太阳能光伏板4沿垂直水流方向布置,斜流向渠道的太阳能光伏板4沿斜向布置。每一块所述太阳能光伏板4设置有光电输出线6,将发电电能输出,并通过光电汇集线7输送至变电站8。
在所述上游渠岸9和所述下游渠岸18上交错设置有若干个风机10,所述风机10通过风机基础11固定于所述上游渠岸9/下游渠岸18两侧。每个所述风机10设置有风电输出线12,将发电电能输出,并通过风电汇集线13输送至变电站8。
所述变电站8布设于所述上游渠岸9。所述变电站8将电能进行转化,并通过输电线14将电能输送至水泵泵站15。所述水泵泵站15的进水口连接有抽水管路16、出水口连接有排水管路17,所述水泵泵站15将所述上游渠道1内水体抽出,并通过所述抽水管路16与排水管路17将水体排放至所述下游渠道2;所述排水管路17布置于所述下游渠岸18之上。
对于梯级输水工程,在各渠段内设置所述太阳能光伏板4和风机10。
本实施例中:渠道宽70m,长度100km,其风力装置容量可达70万kW,光伏装机容量可达40万kW,对于20m的提升水位需求,其提水量可达4000m3/s。
本发明输水工程风光水互补提水系统,该系统利用渠道的天然优势,结合风光水互补技术,可极大提高提水效率,达到能量优化配置。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,并不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可以做出很多形式,这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种输水工程风光水互补提水系统,包括上游渠道、下游渠道,和上游渠岸、下游渠岸,所述上游渠道的高程低于所述下游渠道;其特征在于,所述上游渠道和所述下游渠道之间设置有拦挡水体的挡水建筑物,形成区域水源;所述上游渠道和所述下游渠道内均设置有若干块太阳能光伏板,所述上游渠岸和所述下游渠岸上交错设置有若干个风机,所述太阳能光伏板和所述风机均连接至变电站,所述变电站将电能进行转化,并将电能输送至水泵泵站,所述水泵泵站的进水口连接有抽水管路、出水口连接有排水管路,所述水泵泵站将所述上游渠道内水体抽出,并通过所述抽水管路与排水管路将水体排放至所述下游渠道。
2.根据权利要求1所述的输水工程风光水互补提水系统,其特征在于,所述太阳能光伏板通过光伏板支撑固定在所述上游渠道/下游渠道上方。
3.根据权利要求2所述的输水工程风光水互补提水系统,其特征在于,所述太阳能光伏板的角度与布置方向需保证良好的太阳入射角度,所述太阳能光伏板的角度通过所述光伏板支撑的长度进行调节,所述太阳能光伏板的布置方向根据渠道流向进行调节:东西流向渠道的太阳能光伏板沿水流方向布置,南北流向渠道的太阳能光伏板沿垂直水流方向布置,斜流向渠道的太阳能光伏板沿斜向布置。
4.根据权利要求1所述的输水工程风光水互补提水系统,其特征在于,每一块所述太阳能光伏板设置有光电输出线,将发电电能输出,并通过光电汇集线输送至所述变电站。
5.根据权利要求1所述的输水工程风光水互补提水系统,其特征在于,所述风机通过风机基础固定于所述上游渠岸/下游渠岸两侧。
6.根据权利要求1所述的输水工程风光水互补提水系统,其特征在于,每个所述风机设置有风电输出线,将发电电能输出,并通过风电汇集线输送至所述变电站。
7.根据权利要求1所述的输水工程风光水互补提水系统,其特征在于,对于梯级输水工程,在各渠段内设置所述太阳能光伏板和风机。
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