CN109779819A - 一种蓄能式发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明的蓄能式发电系统，其特征在于：包括抽水泵、水轮发电机、增压式蓄水塔、蓄水池和进出水管，增压式蓄水塔的内腔为密封空腔，进出水管伸入至增压式蓄水塔内部空腔的底部；抽水泵的进水口上连接有伸入蓄水池底部的第一进水管，出水口经第一出水管与进出水管相连通；水轮发电机的进水口经第二进水管与进出水管相连通，出水口上连接有第二出水管，第二出水管的出水口位于蓄水池中。本发明的蓄能式发电系统，当处于用电谷时段时，抽水泵将蓄水池中的水抽至增压式蓄水塔中存储起来，当处于用电峰时段时，水再流经水轮发电机进行发电，并输入至电网，达到了峰时段和谷时段的用电平衡，有益效果显著，适于应用推广。

Description

一种蓄能式发电系统

技术领域

本发明涉及一种蓄能式发电系统，更具体的说，尤其涉及一种在用电谷时段先将电能转化为水的势能存储起来，然后在用电峰时段再进行发电输入至电网的蓄能式发电系统。

背景技术

受人们生活和生产规律的影响，在一天中的不同时段社会上的用电量存在较大差异，在用电高峰时段，发电厂发出的电能基本够用或者发电厂处于超负荷运行状态，如果用电量持续增加，则会给发电厂、输电线路造成难以弥补的损失；而在用电低谷阶段，发电厂的发电能力远超过社会用电量，会造成发电厂机组的闲置。为了使一天中各个时段的用电量尽可能平衡，较多地区的工业用电都采用分时段收费方式，规定一天中的9点-12点、17点至22点为峰时段，22点至次日8点为谷时段，8点至9点、12点至17点为平时段，峰时段、平时段、谷时段的电价依次降低，并且谷时段的电价要比峰时段的电价低得多，这就促使用电量大的企业选择在谷时段生产，以降低企业成本。

在用电的谷时段，发电量远大于用电量，由于较大量的电能是不易被存储的，造成发出的电能用不完或发电设备的低负载运行，造成发电量资源的浪费。对于水力发电站来说，其是将水体的重力势能转化为电能，试想，在用电谷时段，亦可将电能转化为水的重力势能存储起来，在用电峰时段再转化为电能释放出来，以利用谷时段的多余发电能力来弥补峰时段发电能力的不足。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种蓄能式发电系统。

本发明的蓄能式发电系统，其特征在于：包括抽水泵、水轮发电机、增压式蓄水塔、蓄水池和进出水管，增压式蓄水塔的内腔为密封空腔，进出水管伸入至增压式蓄水塔内部空腔的底部；抽水泵的进水口上连接有伸入蓄水池底部的第一进水管，出水口经第一出水管与进出水管相连通；水轮发电机的进水口经第二进水管与进出水管相连通，出水口上连接有第二出水管，第二出水管的出水口位于蓄水池中。

本发明的蓄能式发电系统，包括用于向增压式蓄水塔中通入压缩气体的空气压缩机，空气压缩机的出气口经供气管与增压式蓄水塔相通。

本发明的蓄能式发电系统，所述第二进水管上设置有对其通断状态进行控制的第一阀门，第一出水管上设置有对其通断状态进行控制的第二阀门。

本发明的蓄能式发电系统，所述增压式蓄水塔开设于山体之中，增压式蓄水塔的内壁上设置有不透水和不透气的混凝土层。

本发明的有益效果是：本发明的蓄能式发电系统，抽水泵将蓄水池中的水抽至增压式蓄水塔中，增压式蓄水塔中的水可流经水轮发电机进行发电，并流入蓄水池中，这样，使用过程中，当处于用电谷时段时，抽水泵将蓄水池中的水抽至增压式蓄水塔中，即将电能转化为压力水存储起来，当处于用电峰时段时，增压式蓄水塔中的水再流经水轮发电机进行发电，并输入至电网，在增压式蓄水塔中的水压不足时则通过空气压缩机进行增压，即将存储起来的能量重新输送至电网，实现了利用谷时段的多余发电能力来弥补峰时段发电能力的不足，达到了峰时段和谷时段的用电平衡，有益效果显著，适于应用推广。

附图说明

图1为本发明的蓄能式发电系统的结构示意图。

图中：1抽水泵，2水轮发电机，3增压式蓄水塔，4蓄水池，5进出水管，6第一进水管，7第一出水管，8第二出水管，9第二进水管，10第一阀门，11第二阀门，12山体，13混凝土层，14空气压缩腔，15空气压缩机，16供气管。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的蓄能式发电系统的结构示意图，其由抽水泵1、水轮发电机2、增压式蓄水塔3、蓄水池4和空气压缩机15组成，抽水泵1用于将蓄水池4的水抽至增压式蓄水塔3中，蓄水池4位于地面之下，增压式蓄水塔3建设于山体之中，增压式蓄水塔3的内部空腔为密封结构，使得增压式蓄水塔3不透水也不透气，增压式蓄水塔3只在底部设置与其内部空腔相通的进出水管5，以实现向增压式蓄水塔3中注水，以及增压式蓄水塔3中的水经进出水管5流出。

所示抽水泵1的进水口、出水口上分别连接有第一进水管6和第一出水管7，第一进水管6的进水端伸入蓄水池4的底部，以便抽水泵1尽可能地将蓄水池4中的水完全抽出。第一出水管7与进出水管5相通，抽水泵1抽出的水，依次经第一出水管7、进出水管5泵入至增压式蓄水塔3中。

水轮发电机2的进水口和出水口上分别连接有第二进水管9和第二出水管8，第二进水管9的进水端与进出水管5相连通，第二出水管8的出水端位于蓄水池4中，这样，增压式蓄水塔3中的水依次经进出水管5、第二进水管9流入水轮发电机2，以驱动水轮发电机2进行发电。

所示的空气压缩机15用于向增压式蓄水塔3中通入压缩气体，空气压缩机15的出气口经供气管16与增压式蓄水塔3相连通，当增压式蓄水塔3中的水压不足时，则开启空气压缩机15，通过向增压式蓄水塔3中通入压缩气体来增加水压，以满足发电要求。

为了保证抽水泵1从蓄水池4向增压式蓄水池3中抽水的过程中，水不会进入到水轮发电机2中，所示的第二进水管9上设置有第一阀门10，以便对第二进水管9的通断状态进行控制。为了保证增压式蓄水塔3中的水流至水轮发电机2中进行发电的过程中，水不会流经抽水泵1，所示的第一出水管7上设置有第二阀门11，以便对第一出水管7的通断状态进行控制。

为了尽可能地对较大量的电能进行存储，就要求增压式蓄水塔3的容积尽可能大，如几百万立方米（如300-400万立方米），如此大体积的蓄水塔是不容易建造的，其可在山体12中进行开凿，在山体12中开凿出增压式蓄水塔3之后，应在其内表面上设置一层不透水且不透气的混凝土层13，以保证增压式蓄水塔3的密封性。增压式蓄水塔3的内腔为密封空腔，在抽水泵1向增压式蓄水塔3注水的过程中，其上部的空气被压缩，形成高压空气14，使得增压式蓄水塔3中水的压力比较大，这样，在抽水泵1将蓄水池4中的水抽至增压式蓄水塔3的过程中，即将电能转化为压力水能量存储起来；当需要发电时，增压式蓄水塔3的水在压力的作用下经进出水管5流出，在流入水轮发电机2进行发电时，发出的电能输入至电网中。

例如，山东某地区的电价如下，早7：00～8:30为平段，电费每度0.617元，8:30～11:30为峰段，电费每度0.9133元；11:30～16:00为平段，电费每度0.617元；16:00～21:00为峰段，电费每度0.9133元；21:00～23:00为平段，电费每度0.617元；23:00～早7：00为谷段，电费每度0.3232元。抽水泵1、水轮发电机2空气压缩机15加在一起的电能损耗为20%左右，可见，在谷段进行抽水储能，在峰段进行发电，有较大的经济效益。

本发明的蓄能式发电系统，在使用过程中，当处于用电谷时段时，抽水泵1将蓄水池4中的水抽至增压式蓄水塔3中，即将电能转化为压力水存储起来，当处于用电峰时段时，增压式蓄水塔3中的水再流经水轮发电机2进行发电，并输入至电网，即将存储起来的能量重新输送至电网，实现了利用谷时段的多余发电能力来弥补峰时段发电能力的不足。

Claims (4)

1.一种蓄能式发电系统，其特征在于：包括抽水泵（1）、水轮发电机（2）、增压式蓄水塔（3）、蓄水池（4）和进出水管（5），增压式蓄水塔的内腔为密封空腔，进出水管伸入至增压式蓄水塔内部空腔的底部；抽水泵的进水口上连接有伸入蓄水池底部的第一进水管（6），出水口经第一出水管（7）与进出水管（5）相连通；水轮发电机的进水口经第二进水管（9）与进出水管（5）相连通，出水口上连接有第二出水管（8），第二出水管的出水口位于蓄水池中。

2.根据权利要求1所述的蓄能式发电系统，其特征在于：包括用于向增压式蓄水塔（3）中通入压缩气体的空气压缩机（15），空气压缩机的出气口经供气管（16）与增压式蓄水塔相通。

3.根据权利要求1或2所述的蓄能式发电系统，其特征在于：所述第二进水管（9）上设置有对其通断状态进行控制的第一阀门（10），第一出水管（7）上设置有对其通断状态进行控制的第二阀门（11）。

4.根据权利要求1或2所述的蓄能式发电系统，其特征在于：所述增压式蓄水塔（3）开设于山体（12）之中，增压式蓄水塔的内壁上设置有不透水和不透气的混凝土层（13）。