CN118327858A - 一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统及控制方法，将圆柱形沉箱锚定海床内，利用水泵/水轮机水头发电时的进水和储能时排空沉箱内水体的过程，通过导流管道对水流进行约束，同时基于圆柱形沉箱体内壁疏水材料的处理，使水流发生高效的旋转产生角动能，驱动与圆柱形沉箱同轴的桨叶或可折叠的桨叶，同风机一样水体旋转带动发电，由此将水轮机进水发电和水泵排水储能没有被利用的动能再利用，提高沉箱储能与发电系统效率。本发明使沉箱储能在水轮机发电的基础上进一步获得发电机的电能，由此提高沉箱储能系统效率，使沉箱储能功率密度增加。考虑圆柱形沉箱结构支撑，利用结构支撑单元对沉箱穹顶部起到支撑。

Description

一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统及控制方法

技术领域

本发明属于储能领域，特别涉及一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统及控制方法。

背景技术

随着海上风电快速发展，除电力需求以外的依托海洋环境或利用海水特性的各种产业快速推进，海上能源岛、海下数据中心、海下换流站、海上油气平台、海洋污染治理等都有风电的需求，然而风力发电的不确定性和不稳定性问题，是制约着上述产业的快速发展，不得依托陆地如调频调峰火电、压缩空气储能、化学储能、抽水蓄能电站现有成熟技术保证电网的稳定。抽水蓄能拥有功率大、放电时间长的特点，效率在60%～70%之间，包括抽水效率，发电效率，蒸发剩余量等。抽水蓄能电站是电力系统重要的调节工具，具有启动灵活、调节速度快的优势，是技术成熟、运行可靠且较为经济的调峰电源与储能电源，但有适配的地质环境要求。

调频调峰火电碳排放依然是个问题，而压缩空气储能、化学储能容量小对现有的风电支撑无法满足要求。

一种类似“抽水蓄能”的方法“水下沉箱排水储能”，通过新能源发电无法外送产生的余电将水下沉箱内的水排出，需要供电时利用水深压力驱动沉箱上的水轮发电机发电。是“抽水蓄能”的逆过程。不占陆地面积，无蒸发水体损失，容量大而且无需“抽水蓄能”的上水库等优点，而且对依托海洋环境或利用海水特性的各种产业，依据需求配置容量就近稳定供电，大大的降低线损，同时为海上风电并网提供稳定电源保证。同时带动相关行业的创新与发展，如水体治理（漂浮物清理等），海水淡化、大型冷却、海上平台、海下石油管道加热加压、水下数据中心、水下换流站等。

由于水下沉箱排水储能全寿命100年周期，由此考虑防腐、生物寄生、浮力、稳定性、制造成本等问题。假如水下沉箱排水储能的系统转换效率的70%中有30%的转换效率没被利用，如何进一步提高水下沉箱排水储能发电效率，是非常重要的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统及控制方法，利用水泵/水轮机水头发电时的进水和储能时排空沉箱内水体的过程，并充分将水泵/水轮机储能发电没被利用的动能再利用，由此通过对水泵/水轮机进排水水流的约束，制造水体旋转产生角动能，圆柱形沉箱体内的水体发生旋转，同时利用超疏水材料即实现防腐、克服水生物寄生的同时，又实现降低水体旋转水对圆柱形沉箱底和箱壁的粘滞力，提高沉箱的稳定性和沉箱储能输出功率密度。

本发明的原理为：将圆柱形沉箱锚定海床上或嵌入海床内，利用水域水头势能通过水泵/水轮机进水到圆柱形沉箱体内驱动水轮机发电，以及利用余电启动水泵排空圆柱形沉箱体内水体的过程储能。由于圆柱形沉箱体内外水体相互隔开，在水泵/水轮机的进、排水的导流管道对水流进行约束，同时基于圆柱形沉箱体内壁光滑圆形结构，使水流发生高效的旋转产生角动能，如在圆柱形沉箱体内底部加入水平方向与水体旋转同轴的叶轮，利用水体旋转产生的动能，同风机一样水体旋转带动发电，由此将水轮机进水发电和水泵排水储能没有被利用的动能再利用，提高沉箱储能与发电系统效率。

由于在进水发电的同时，沉箱内的气体较低的损耗被压缩到同一水域的气囊中，在排水储能过程释放压缩气体即助力水泵排水，同时又为圆柱形沉箱体内提供恒温、恒湿的气体，保证了沉箱结构的长寿命。

考虑圆柱形沉箱置于水底，浮力、水流等对圆柱形沉箱结构稳定性的影响很大，由此基于吸力锚原理将圆柱形沉箱嵌入在水底的淤泥中，同时基于陀螺定轴稳定原理利用圆柱形沉箱体内的水体旋转，进一步保证圆柱形沉箱的稳定性。

其中，基于转动动能公式，其中，为水的质量， 为水 体旋转的角速度，为水体的转动动能，为水体转动惯量，r为质点与圆柱形沉箱体中 心的垂直距离，由于水的粘滞力导致水体的转动角速度降低，由此大大的降低水体转动 动能，同时考虑圆柱形沉箱的防腐和水生物寄生问题，充分利用疏水材料防腐和降低水 的粘滞力的特点，采用疏水材料进行圆柱形沉箱表面处理，既克服水体转动动能的损 失，又解决防腐和水生物寄生问题，获得高效同风机发电和飞轮储能，通过水体旋转带动叶 轮发电，在瞬间新能源发不足，有功无功快速支撑电网，由此有效的获取此动能则使沉箱储 能功率密度增加。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统，包括圆柱形沉箱单元、结构支撑单元、轨道式旋转桨翼单元、储能发电单元、沉箱进排气管道、压缩气体单元；所述结构支撑单元、轨道式旋转桨翼单元、储能发电单元，置于圆柱形沉箱单元内部，压缩气体单元置于圆柱形沉箱单元外部，并依据小于最小水头深度或圆柱形沉箱单元所处水体，锚定在圆柱形沉箱单元的顶部；

所述结构支撑单元位于圆柱形沉箱单元的中心位置，贯穿沉箱穹顶并与沉箱穹顶连接，对沉箱穹顶起到支撑作用；沉箱进排气管道依附安装在结构支撑单元的内管壁上；轨道式旋转桨翼单元安装在靠近圆柱形沉箱单元的圆柱形沉箱体的内壁区域，通过固定在圆柱形沉箱单元的沉箱穹顶的上链条轨道和沉箱下底的下链条轨道滑动连接；

所述圆柱形沉箱单元为圆柱型罐体结构，包括圆柱形沉箱体、上部的沉箱穹顶、沉箱底的多锚室吸力锚结构；多锚室吸力锚结构与圆柱形沉箱单元的沉箱底一体化制造连接，多锚室吸力锚结构嵌入水体底部淤泥层，基于吸力锚原理将圆柱形沉箱单元锚定在水体底部；沉箱穹顶通过垂直安放在多锚室吸力锚结构中心的结构支撑单元进行结构支撑；

所述储能发电单元包括电动机/发电机一体机和水泵/水轮机一体机；

水泵/水轮机一体机安装在水泵/水轮机舱内；

进一步地，所述结构支撑单元包括储能发电进排水通道、储能发电进排水口、环形圆柱隔离舱和水泵/水轮机舱；

所述结构支撑单元为圆柱型结构，一体化制造，由上至下依次排列储能发电进排水通道、环形圆柱隔离舱和水泵/水轮机舱，储能发电的沉箱进排水管道由上至下贯通整个结构支撑单元，与水泵/水轮机舱内储能发电单元的水泵/水轮机进排水口连接；

结构支撑单元的底部的水泵/水轮机舱安装在沉箱底的中心位置；

所述环形圆柱隔离舱与水泵/水轮机舱上下安装，相互密封独立，环形圆柱隔离舱的内环为储能发电进排水通道，并在环形圆柱隔离舱内环壁安装有内环密封舱门和外环壁上安装有外环密封舱门；在环形圆柱隔离舱的底部与水泵/水轮机舱的顶部之间安装水泵/水轮机密封舱门。

进一步地，所述沉箱进排气管道依附安装在结构支撑单元的内管壁上，沉箱进排气管道上安装有五个进排气分支管道和阀门，分别为大气进排气分支管道及阀门、环形圆柱隔离舱进排气分支管道及阀门、水泵/水轮机舱进排气分支管道及阀门、圆柱形沉箱体进排气分支管道及阀门和压缩气体单元进排气分支管道及阀门；

圆柱形沉箱体进排气分支管道及阀门贯穿沉箱穹顶，与圆柱形沉箱体的内部气体连通，通过电控阀门控制圆柱形沉箱体内的气体进出。

进一步地，所述水泵/水轮机舱内安装水泵/水轮机一体机，水轮机的进水口和水泵的出水口为同一个水泵/水轮机进排水口，与储能发电进排水通道连通；水轮机的出水口通过水轮机导流管道穿过水泵/水轮机舱与圆柱形沉箱体的内部连通；水泵的进水口通过水泵导流管道穿过水泵/水轮机舱与圆柱形沉箱体内部连通；水轮机导流管道和水泵导流管道沿水泵/水轮机舱的外圆周水平安放，水轮机导流管道内嵌安装水轮机导流逆止阀，水泵导流管道内嵌安装水泵导流逆止阀，水轮机导流管道口与水泵导流管道口处于同一半径圆周上且朝向相同反。

进一步地，所述轨道式旋转桨翼单元包括上链条轨道、下链条轨道、若干个桨翼、环形链条；

上链条轨道和下链条轨道为圆柱形沉箱体的同心圆轨道，上链条轨道和下链条轨道内嵌环形链条；上链条轨道固定安装在圆柱形沉箱体的沉箱穹顶上，下链条轨道固定安装在沉箱底；上链条轨道内的环形链条与传动齿轮连接，传动齿轮通过传动轴穿过沉箱穹顶与储能发电单元的电动机/发电机连接；

若干个桨翼等距离的安装在上链条轨道、下链条轨道之间；桨翼由桨叶和桨骨组成，桨叶固定安装在桨骨半圆柱的平面一侧上，桨骨的两端分别与上链条轨道和下链条轨道的内环形链条固定连接。

进一步地，所述压缩气体单元包括气囊和气囊进排气管道；

气囊依据最小水头高度或圆柱形沉箱体的顶部深度，利用圆柱形沉箱体作为锚桩，锚定在圆柱形沉箱体的顶部或周边水体中；

气囊通过气囊进排气管道和压缩气体单元进排气分支管道接入沉箱进排气管道，控制进出气囊的压缩气体。

进一步地，所述桨翼为可折叠式的，包括子桨叶单元、桨叶滑道框和桨骨；

所述子桨叶单元由若干个子桨叶和牵引浮筒组成，子桨叶为横式矩形结构，在横式矩形结构的两侧立边高1/2位置各安装一个转轴，在横式矩形结构的两条水平长边上等分固定各安放两个合页，每个子桨叶之间通过合页连接；

其中，最上端子桨叶和最下端子桨叶为1/2高子桨叶，1/2高子桨叶的两端没有安装转轴，1/2高子桨叶同样在两条长边上等分固定各安放两个合页；最上端的1/2高子桨叶的上端与牵引浮筒的下面通过合页连接，1/2高子桨叶的下端通过合页与最上一个子桨叶的下端通过合页连接；

最下端的1/2高子桨叶的上端与最下一个子桨叶的下端通过合页连接，1/2高子桨叶的下端通过合页与桨叶滑道框的下边框连接；

所述牵引浮筒为倒放的圆柱形密封结构，为抵抗圆柱形沉箱体内的气体压力，内充一定压力的气体，牵引浮筒轴向长度与子桨叶等宽；牵引浮筒的轴向中心分别安装同心的子桨叶的转轴；

其中，1/2高子桨叶的上端通过合页与牵引浮筒的下端连接。

进一步地，所述桨叶滑道框为立式矩形框，2根立边框为牵引浮筒和子桨叶上下移动的滑动轨道，桨叶滑道框内高度为子桨叶单元纵向展开高度，框内宽度与子桨叶等宽；其中，子桨叶单元中的牵引浮筒在上方，并与每个子桨叶通过转轴内嵌到桨叶滑道框的滑动轨道中，子桨叶单元折叠后水平放置在桨叶滑道框的下边框在上面。

进一步地，所述桨叶滑道框的上边框和下边框的中心位置安装桨骨，并与上链条轨道、下链条轨道内的环形链条固定连接；若干个可折叠的桨翼的运动依据流体力学并考虑产生湍流扰动，由此优化设计可折叠的桨翼之间的距离，并等距离的安装在上链条轨道、下链条轨道之间，其中可折叠的桨翼由子桨叶和桨骨组成，子桨叶的结构依据水体动力学设计，由于牵引浮筒中空充气结构具有一定的浮力，减少可折叠的桨翼对下链条轨道的摩擦力，桨骨的两端分别与上链条轨道和下链条轨道的内环形链条固定连接。

本发明还提供一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤1、发电状态时实现如下步骤：

步骤1.1关闭环形圆柱隔离舱进排气分支管道阀门、水泵/水轮机舱进排气分支管道阀门、大气进排气分支管道阀门，打开圆柱形沉箱体进排气分支管道阀门和压缩气体单元进排气分支管道阀门，进入发电状态；

依据储能发电控制策略控制打开储能发电进排水口密封门，在水头压力作用下水泵/水轮机一体机中的水轮机开始发电，同时水流经水轮机导流管道口的约束下，水体在圆柱形沉箱体内发生旋转；

步骤1.2随着圆柱形沉箱体内水位逐步增加，持续的水体旋转动能大于轨道式旋转桨翼单元最小旋转力时，轨道式旋转桨翼单元旋转，带动电动机/发电机一体机的发电机发电；同时依据电网治理控制策略控制电动机/发电机一体机43有功无功输出；

步骤1.3随着水轮机发电量的增加，圆柱形沉箱体内的水位逐步升高，当圆柱形沉箱体内的气体压力到达气囊的锚定水深压力时，圆柱形沉箱体内气体经圆柱形沉箱体进排气分支管道及阀门、压缩气体单元进排气分支管道及阀门、气囊进排气管道压缩到气囊中；

步骤1.4当电网输出电量满足负荷需求时，依据储能发电控制策略，控制切换水泵/水轮机一体机处于待机状态，或切换到水泵进入排水储能状态，或切换到水轮机进入发电状态；

步骤1.5当水轮机发电时，将圆柱形沉箱体的注水趋势沉箱水体上限时，依据历史数据分析、圆柱形沉箱体内的水体优化容量分配和控制策略降低注水速度，控制水泵/水轮机一体机的水轮发电机减少发电输出，维持圆柱形沉箱体内的水体基础旋转速度；

步骤2储能状态时实现如下步骤：

步骤2.1当有余电时，启动水泵/水轮机一体机中的水泵，圆柱形沉箱体内水体经水泵导流管道口抽出，水流并在水泵导流管道口约束下，启动或持续水体在圆柱形沉箱体内旋转；当水体旋转动能或持续水体旋转动能大于轨道式旋转桨翼单元最小旋转力时，轨道式旋转桨翼单元旋转，经发电机发电；

步骤2.2随着圆柱形沉箱体内的水体减少，圆柱形沉箱体内的气体压力下降，当圆柱形沉箱体内的气体压力小于气囊内的气体压力时，依据控制气体压缩与释放策略，控制气囊内的气体向圆柱形沉箱体内释放，提高圆柱形沉箱体内气体压力助力水泵排水；

步骤2.3当电网需要治理时，依据电网治理控制策略控制电动机/发电机一体机对电网快速支撑；

步骤2.4当余电不足时，依据储能发电控制策略，控制切换水泵/水轮机一体机中的水轮机进入发电状态；

步骤2.5当水泵将圆柱形沉箱体内水体排出趋势沉箱水体下限时，依据历史数据分析、圆柱形沉箱体内的水体优化容量分配和储能发电控制策略控制降低排水速度，电动机/发电机一体机退出工作状态减小负荷，维持圆柱形沉箱体内的水体基础旋转速度。

有益效果：

1）相比抽水蓄能电站解决地质要求高问题；

2）不占陆地面积；

3）压缩气体助力排水储能；

4）海上风电、光伏就地储能和电网快速支撑；

5）轨道式旋转桨翼、可折叠桨叶提升排水蓄能发电功率密度；

6）沉箱内水体旋转动能同陀螺仪，提高沉箱的稳定性；

7）轨道式旋转桨翼发电响应更快，可对电网快速稳定支撑；

8）疏水材料既降低水与沉箱壁的粘滞力，又提高沉箱防腐性能。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

图1为本发明的一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统的系统构图；

图2为结构支撑单元与圆柱形沉箱创建水体旋转的进排水结构示意图；

图3为本发明的轨道式旋转桨翼单元结构图；

图4为本发明的另一实施例的轨道式旋转桨翼单元结构图；

图5为本发明的另一实施例的轨道式旋转桨翼单元的剖面图。

其中，圆柱形沉箱单元1，结构支撑单元2，轨道式旋转桨翼单元3，储能发电单元4，沉箱进排气管道5，压缩气体单元6，沉箱穹顶7，圆柱形沉箱体8，上链条轨道9，下链条轨道10，沉箱底11，多锚室吸力锚结构12，储能发电进排水口13，储能发电进排水口密封门14，储能发电进排水通道15，环形圆柱隔离舱16，水泵/水轮机舱17，水泵/水轮机进排水口18，人员维护通道19，内环密封舱门20，外环密封舱门21，水泵/水轮机密封舱门22，大气进排气分支管道及阀门23，环形圆柱隔离舱进排气分支管道及阀门24，水泵/水轮机舱进排气分支管道及阀门25，圆柱形沉箱体进排气分支管道及阀门26，压缩气体单元进排气分支管道及阀门27，气囊进排气管道28，气囊29，水泵/水轮机一体机30，水轮机导流管道31，水轮机导流逆止阀32，水泵导流管道33，水泵导流逆止阀34，水轮机导流管道口35，水泵导流管道口36，桨翼37，桨叶38，桨骨39，环形链条40，传动齿轮41，传动轴42，电动机/发电机一体机43，桨叶滑道框44，牵引浮筒45，滑动轨道46，下边框47，上边框48，立边框49，1/2高子桨叶50，合页51，转轴52，子桨叶53。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1、如图2、如图3所示，本发明的一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统包括圆柱形沉箱单元1、结构支撑单元2、轨道式旋转桨翼单元3、储能发电单元4、沉箱进排气管道5、压缩气体单元6。所述结构支撑单元2、轨道式旋转桨翼单元3、储能发电单元4，置于圆柱形沉箱单元1内部，压缩气体单元6置于圆柱形沉箱单元1外部，并依据小于最小水头深度或圆柱形沉箱单元1所处水体，锚定在圆柱形沉箱单元1的顶部。

如图1所示，所述结构支撑单元2位于圆柱形沉箱单元1的中心位置，贯穿沉箱穹顶7并与沉箱穹顶7连接，对沉箱穹顶7起到支撑作用；沉箱进排气管道5依附安装在结构支撑单元2的内管壁上；轨道式旋转桨翼单元3安装在靠近圆柱形沉箱单元1的圆柱形沉箱体8的内壁区域，通过固定在圆柱形沉箱单元1的沉箱穹顶7的上链条轨道9，以及沉箱底11部的下链条轨道10滑动连接；

进一步地，所述圆柱形沉箱单元1为圆柱型罐体结构，垂直安装在位于一定规模和深度的水体中，主要包括：圆柱形沉箱体8、上部的沉箱穹顶7、沉箱底11的多锚室吸力锚结构12。其中，多锚室吸力锚结构12与圆柱形沉箱单元1沉箱底11一体化制造连接，多锚室吸力锚结构12嵌入水体底部淤泥层，基于吸力锚原理将圆柱形沉箱单元1锚定在水体底部。沉箱穹顶7通过垂直安放在多锚室吸力锚结构12中心的结构支撑单元2进行结构支撑；

进一步地，如图2所示，所述结构支撑单元2包括储能发电进排水通道15、储能发电进排水口13、环形圆柱隔离舱16和水泵/水轮机舱17；

所述结构支撑单元2为圆柱型结构，一体化制造，由上至下依次排列储能发电进排水通道15、环形圆柱隔离舱16和水泵/水轮机舱17，储能发电的沉箱进排水管道15由上至下贯通整个结构支撑单元2，与水泵/水轮机舱17内储能发电单元4的水泵/水轮机进排水口18连接。

其中，储能发电进排水口13包含储能发电进排水口密封门14，依据不破坏水体环境和避免物体堵筛为原则，设置储能发电进排水口13，并在储能发电进排水口13周边设置过滤网、电驱鱼网等防护措施，储能发电进排水口密封门14依据维护需求打开或关闭。结构支撑单元2的底部的水泵/水轮机舱17安装在沉箱底11的中心位置，分别起到沉箱穹顶7的支撑、储能发电的进排水通道15，以及人员维护通道19的作用；

进一步地，所述环形圆柱隔离舱16与水泵/水轮机舱17上下安装，相互密封独立，环形圆柱隔离舱16的内环为储能发电进排水通道15，并在环形圆柱隔离舱16内环壁安装有内环密封舱门20和外环壁上安装有外环密封舱门21，依据密封舱门控制程序提供维护人员进出水泵/水轮机舱17和圆柱形沉箱体8内。在环形圆柱隔离舱16底部与水泵/水轮机舱17顶部之间安装水泵/水轮机密封舱门22，提供人员进出水泵/水轮机舱17。

进一步地，所述沉箱进排气管道5依附安装在结构支撑单元2的内管壁上，沉箱进排气管道5上安装有五个进排气分支管道和阀门，分别为大气进排气分支管道及阀门23、环形圆柱隔离舱进排气分支管道及阀门24、水泵/水轮机舱进排气分支管道及阀门25、圆柱形沉箱体进排气分支管道及阀门26和压缩气体单元进排气分支管道及阀门27。

其中，大气进排气分支管道及阀门23与大气连通，通过电控阀门控制沉箱进排气管道5与大气交换气体；环形圆柱隔离舱进排气分支管道及阀门24与环形圆柱隔离舱16的内部连通，通过电控阀门控制大气或压缩气体进出，可提供保障，维护人员功能用气需求；水泵/水轮机舱进排气分支管道及阀门25与水泵/水轮机舱17内连通，通过控制阀门25对水泵/水轮机舱17内进行散热，并同时提供维护人员用气需求；压缩气体单元进排气分支管道及阀门27与气囊进排气管道28连通，通过电控阀门控制气囊29内的压缩气体进出。

圆柱形沉箱体进排气分支管道及阀门26贯穿沉箱穹顶7，与圆柱形沉箱体8的内部气体连通，通过电控阀门控制圆柱形沉箱体8内的气体进出。

进一步地，如图2所示，所述水泵/水轮机舱17内安装水泵/水轮机一体机30，其中，水轮机的进水口和水泵的出水口为同一个水泵/水轮机进排水口18，与储能发电进排水通道15连通；水轮机的出水口通过水轮机导流管道31穿过水泵/水轮机舱17与圆柱形沉箱体8的内部连通；水泵的进水口通过水泵导流管道33穿过水泵/水轮机舱17与圆柱形沉箱体8内部连通；水轮机导流管道31和水泵导流管道33沿水泵/水轮机舱17的外圆周水平安放，水轮机导流管道31内嵌安装水轮机导流逆止阀32，水泵导流管道33内嵌安装水泵导流逆止阀34，水轮机导流管道口35与水泵导流管道口36处于同一半径圆周上且朝向相同反，在水轮机发电进水或水泵排水过程中始终保证水体在圆柱形沉箱体8的内部沿着一个方向旋转。为提升排水蓄能发电系统效率，充分将水体旋转产生的角动能驱动轨道式旋转桨翼单元3发电；为了进一步提高效率降低水体旋转与圆柱形沉箱壁的粘滞阻力，同时考虑结构的防腐，采用疏水材料涂料对圆柱形沉箱壁涂敷保护层的措施。

进一步地，如图3所示，所述轨道式旋转桨翼单元3包括上链条轨道9、下链条轨道10、若干个桨翼37、环形链条40。

其中，上链条轨道9和下链条轨道10为圆柱形沉箱体8的同心圆轨道，上链条轨道9和下链条轨道10内嵌环形链条40，安装在圆柱形沉箱体8的半径减去略大于二分之一桨叶38的宽度、靠近圆柱形沉箱体8的壁面处。上链条轨道9固定安装在圆柱形沉箱体8的沉箱穹顶7上，下链条轨道10固定安装在沉箱底11。

上链条轨道9内的环形链条40与传动齿轮41连接，传动齿轮41通过传动轴42穿过沉箱穹顶7与储能发电单元4的电动机/发电机一体机43连接。

依据水体的转动动能公式，转动动能大小与半径平方有 关，半径越大，水体转动动能越大，由此桨翼37的安装位置越靠近圆柱形沉箱体8的内壁，其 动能越大。

若干个桨翼37运动依据流体力学并考虑产生湍流扰动，由此优化设计桨翼37之间的距离，并等距离的安装在上链条轨道9、下链条轨道10之间。其中，桨翼37由桨叶38和桨骨39组成，桨叶38的结构依据水体动力学设计，桨骨39的半圆柱中空结构具有一定的浮力，减少桨翼37对下链条轨道10的摩擦力，桨叶38固定安装在桨骨39半圆柱的平面一侧上，桨骨39的两端分别与上链条轨道9和下链条轨道10的内环形链条40固定连接。

当水体旋转做功驱动若干个桨翼37带动环形链条40进行圆周运动，与此同时，环形链条40带动传动齿轮41通过传动轴42驱动电动机/发电机一体机43做功发电。当电网需要无功支撑或当水体旋转转速低极限转速，即发生水跃现象临界速度时，启动电动机增加负荷或控制水体旋转加减速度。其中，控制水体增加旋转速度，达到水体旋转最低维持速度；控制水体减少旋转速度，当圆柱形沉箱体8内的水体量减少不能维持驱动轨道式旋转桨翼单元3旋转做功发电时，电动机启动，控制水体减速到停止。

进一步地，所述储能发电单元4包括电动机/发电机一体机43和水泵/水轮机一体机30；

水泵/水轮机一体机30安装在水泵/水轮机舱17内，水泵/水轮机一体机30当有多余的新能源供电时启动水泵，将圆柱形沉箱体8内水体经水泵导流管道口36、水泵由储能发电进排水通道15排出，同时水泵排水的过程，由于水泵导流管道口36和水泵导流逆止阀34的约束，水体按照约束的方向旋转。

当电网供电需要支撑时启动水轮机，水体通过储能发电单元进排水通道15驱动水轮机发电进入圆柱形沉箱体内，水体并经水轮机导流管道口35排出，由于水轮机导流管道31、水轮机导流管道口35和水轮机导流逆止阀32的约束，出水口方向与水泵导流管道口36处于同一半径圆周上且朝向相反，由此被水轮机导流管道口35约束的水体旋转方向与水泵导流管道口36被约束水体旋转方向相同，在圆柱形沉箱体8内水体旋转始终保持一个方向。

由于圆柱形沉箱体8的内壁涂敷疏水材料，基于疏水材料的特性，由此降低水体旋转与圆柱形沉箱体8的内壁的粘滞阻力，进一步保证水体旋转的动能驱动电动机/发电机一体机43的效率。

进一步地，所述压缩气体单元6包括气囊29和气囊进排气管道28；

气囊29依据最小水头高度或圆柱形沉箱体8的顶部深度，利用圆柱形沉箱体8作为锚桩，锚定在圆柱形沉箱体8的顶部或周边水体中；

气囊29通过气囊进排气管道28和压缩气体单元进排气分支管道27接入沉箱进排气管道5，依据气体压缩与释放控制策略，控制进出气囊29的压缩气体。

当水轮机发电时，分别打开压缩气体单元进排气分支管道27、圆柱形沉箱体进排气分支管道26的电控阀门，关闭沉箱进排气管道上其它分支管道电控阀门，建立压缩气体单元6与圆柱形沉箱体8的气体通道。

在水轮机发电时，水体在水深的压力下驱动水轮机发电，并进入圆柱形沉箱体8内，同时圆柱形沉箱体8内的气体被压缩。当圆柱形沉箱体8内的气体压力到达最小水头压力时，即气囊29的锚定水深压力，圆柱形沉箱体8内的气体经圆柱形沉箱体进排气分支管道及阀门26、压缩气体单元进排气分支管道及阀门27、气囊进排气管道28压缩到气囊29中。

当储能水泵排水时，分别打开压缩气体单元进排气分支管道阀门、圆柱形沉箱体进排气分支管道阀门，建立压缩气体单元6与圆柱形沉箱体8的气体通道，气囊29内的压缩气体经气囊进排气管道28、压缩气体单元进排气分支管道及阀门27、圆柱形沉箱体进排气分支管道及阀门26释放到圆柱形沉箱体8内，助力水泵排水，同时由于气囊29内的压缩气体温湿度与圆柱形沉箱体8内的温湿度相同，由此保证圆柱形沉箱体8内的结构、涂料不发生结构性的改变。

优选的，如图4，图5所示，所述桨翼37为可折叠式的，包括子桨叶单元、桨叶滑道框44和桨骨39。

进一步地，所述子桨叶单元由若干个子桨叶53和牵引浮筒45组成，子桨叶53为横式矩形结构，在横式矩形结构的两侧立边高1/2位置各安装一个转轴52，在横式矩形结构的两条水平长边上等分固定各安放两个合页51，每个子桨叶53之间通过合页51连接；

其中，最上端子桨叶和最下端子桨叶为1/2高子桨叶50，1/2高子桨叶50的两端没有安装转轴，1/2高子桨叶50同样在两条长边上等分固定各安放两个合页51。最上端的1/2高子桨叶50的上端与牵引浮筒45的下面通过合页51连接， 1/2高子桨叶50的下端通过合页51与最上一个子桨叶53的下端通过合页51连接。

最下端的1/2高子桨叶50上端与最下一个子桨叶53的下端通过合页51连接，1/2高子桨叶50的下端通过合页51与桨叶滑道框44的下边框47连接。

具体地，矩形放置的定义为：矩形短边水平为立式矩形框，矩形长边水平为横式矩形框。

所述牵引浮筒45为倒放的圆柱形密封结构，为抵抗圆柱形沉箱体8内的气体压力，内充一定压力的气体，牵引浮筒45轴向长度与子桨叶53等宽；由于牵引浮筒45的浮力大小与圆柱形结构的半径有关，牵引浮筒45的浮力大小依据若干个子桨叶53的重量而定，同样在牵引浮筒45的轴向中心分别安装同心的子桨叶的转轴52；

其中，1/2高子桨叶50的上端通过合页51与牵引浮筒45的下端连接。

所述桨叶滑道框44为立式矩形框，2根立边框为牵引浮筒45和子桨叶53上下移动的滑动轨道46，桨叶滑道框44内高度为子桨叶单元纵向展开高度，框内宽度与子桨叶53等宽。其中，子桨叶单元中的牵引浮筒45在上方，并与每个子桨叶53通过转轴52内嵌到桨叶滑道框的滑动轨道46中，子桨叶单元折叠后水平放置在桨叶滑道框44的下边框47在上面。

当圆柱形沉箱体8注水发电时，圆柱形沉箱体8内的旋转水体水位逐渐升高，牵引浮筒45在水体浮力作用下，牵引浮筒45牵引着子桨叶53沿滑动轨道46向上移动，始终保证子桨叶53获得最佳的水体旋转动能。当圆柱形沉箱体8内旋转水体水位逐渐升高趋近于沉箱穹顶7时，牵引浮筒45牵引着子桨叶53沿滑动轨道46向上移动全面展开，获得更大的水体旋转动能。

当圆柱形沉箱体8排水储能时，圆柱形沉箱体8内旋转水体水位逐渐降低，牵引浮筒45在水体浮力和子桨叶53的重量作用下，牵引浮筒45牵引着子桨叶53沿桨叶滑道框滑动轨道46折叠向下移动。当圆柱形沉箱体8内旋转水体水位逐渐降低趋近于最低水位高度时，牵引浮筒45牵引着子桨叶53沿桨叶滑道框滑动轨道46向下移动，使所有的子桨叶53处于水平折叠状态。

由于子桨叶53包括牵引浮筒45始终浸没在水体中，相比较不可折叠的桨叶，没有浸没在水体中的桨叶受到气体的阻力，大大降低水体旋转效率，由此可折叠的桨翼37不受气体的阻力损失，由此可获得更大的水体旋转效率。

进一步地，桨叶滑道框44的上边框48和下边框47的中心位置安装桨骨39，并与上链条轨道9、下链条轨道10内的环形链条40固定连接。若干个可折叠的桨翼37的运动依据流体力学并考虑产生湍流扰动，由此优化设计可折叠的桨翼37之间的距离，并等距离的安装在上链条轨道、下链条轨道之间，其中可折叠的桨翼37由子桨叶53和桨骨39组成，子桨叶53的结构依据水体动力学设计，由于牵引浮筒45中空充气结构具有一定的浮力，减少可折叠的桨翼37对下链条轨道10的摩擦力，桨骨39的两端分别与上链条轨道9和下链条轨道10的内环形链条40固定连接。

当水体旋转做功驱动若干个可折叠的桨翼37带动环形链条40进行圆周运动，与此同时，环形链条40带动传动齿轮41通过传动轴42驱动电动机/发电机一体机43做功发电。当电网需要无功支撑或当水体旋转转速低极限转速，即发生水跃现象临界速度时，启动电动机增加负荷或控制水体旋转加减速度。其中，控制水体增加旋转速度，达到水体旋转最低维持速度；控制水体减速度，当圆柱形沉箱体8内水体量减少，水位无法通过牵引浮筒45使可折叠的桨翼37展开，可折叠的桨翼37处于完全折叠状态，不能维持驱动轨道式旋转可折叠桨叶单元3旋转做功发电时，电动机启动控制水体减速度到停止。

本发明还提供一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统的控制方法，包括如下步骤：

初始状态：气囊29置于最小水头的水体深度或圆柱形沉箱8上，圆柱形沉箱体8内无水，并通过大气排气阀与局部地区大气连通，气囊29内没有气体；

步骤1、发电状态时：

步骤1.1关闭环形圆柱隔离舱进排气分支管道阀门、水泵/水轮机舱进排气分支管道阀门、大气进排气分支管道阀门，打开圆柱形沉箱体进排气分支管道阀门和压缩气体单元进排气分支管道阀门，进入发电状态。

依据储能发电控制策略控制打开储能发电进排水口密封门，在水头压力作用下水泵/水轮机一体机中的水轮机开始发电，同时水流经水轮机导流管道口的约束下，水体在圆柱形沉箱体内发生旋转。

步骤1.2随着圆柱形沉箱体8内水位逐步增加，水的质量增加，依据水体的转动 动能公式，水体旋转动能增大，持续的水体旋转动能大于轨道式旋 转桨翼单元3最小旋转力时，轨道式旋转桨翼单元3旋转，带动电动机/发电机一体机43的发 电机发电。同时依据电网治理控制策略控制电动机/发电机一体机43有功无功输出。

步骤1.3随着水轮机发电量的增加，圆柱形沉箱体8内的水位逐步升高，由于分支管道阀门关闭，圆柱形沉箱体8内的水体上部的气体被压缩，气体压力增加，当圆柱形沉箱体8内的气体压力到达气囊29的锚定水深压力时，圆柱形沉箱体8内气体经圆柱形沉箱体进排气分支管道及阀门、压缩气体单元进排气分支管道及阀门、气囊进排气管道压缩到气囊29中。

步骤1.4当电网输出电量满足负荷需求时，依据储能发电控制策略，控制切换水泵/水轮机一体机30处于待机状态，或切换到水泵进入排水储能状态，或切换到水轮机进入发电状态；

步骤1.5当水轮机发电时，将圆柱形沉箱体8的注水趋势沉箱水体上限时，依据历史数据分析、圆柱形沉箱体8内的水体优化容量分配和控制策略降低注水速度，控制水泵/水轮机一体机30的水轮发电机减少发电输出，维持圆柱形沉箱体内的水体基础旋转速度。

步骤2储能状态时：

步骤2.1当有余电时，启动水泵/水轮机一体机30中的水泵，圆柱形沉箱体8内水体经水泵导流管道口抽出，水流并在水泵导流管道口约束下，启动或持续水体在圆柱形沉箱体内旋转。当水体旋转动能或持续水体旋转动能大于轨道式旋转桨翼单元3最小旋转力时，轨道式旋转桨翼单元3旋转，经发电机发电。

步骤2.2随着圆柱形沉箱体8内的水体减少，圆柱形沉箱体8内的气体压力下降，当圆柱形沉箱体内的气体压力小于气囊29内的气体压力时，依据控制气体压缩与释放策略，控制气囊29内的气体向圆柱形沉箱体8内释放，提高圆柱形沉箱体8内气体压力助力水泵排水。

步骤2.3当电网需要治理时，依据电网治理控制策略控制电动机/发电机一体机43对电网快速支撑。

步骤2.4当余电不足时，依据储能发电控制策略，控制切换水泵/水轮机一体机30中的水轮机进入发电状态；

步骤2.5当水泵将圆柱形沉箱体8内水体排出趋势沉箱水体下限时，依据历史数据分析、圆柱形沉箱体8内的水体优化容量分配和储能发电控制策略控制降低排水速度，电动机/发电机一体机43退出工作状态减小负荷，维持圆柱形沉箱体8内的水体基础旋转速度。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统，其特征在于，包括圆柱形沉箱单元、结构支撑单元、轨道式旋转桨翼单元、储能发电单元、沉箱进排气管道、压缩气体单元；所述结构支撑单元、轨道式旋转桨翼单元、储能发电单元，置于圆柱形沉箱单元内部，压缩气体单元置于圆柱形沉箱单元外部，并依据小于最小水头深度或圆柱形沉箱单元所处水体，锚定在圆柱形沉箱单元的顶部；

所述结构支撑单元位于圆柱形沉箱单元的中心位置，贯穿沉箱穹顶并与沉箱穹顶连接，对沉箱穹顶起到支撑作用；沉箱进排气管道依附安装在结构支撑单元的内管壁上；轨道式旋转桨翼单元安装在靠近圆柱形沉箱单元的圆柱形沉箱体8的内壁区域，通过固定在圆柱形沉箱单元的沉箱穹顶的上链条轨道和沉箱下底的下链条轨道滑动连接；

所述圆柱形沉箱单元为圆柱型罐体结构，包括圆柱形沉箱体、上部的沉箱穹顶、沉箱底的多锚室吸力锚结构；多锚室吸力锚结构与圆柱形沉箱单元的沉箱底一体化制造连接，多锚室吸力锚结构嵌入水体底部淤泥层，基于吸力锚原理将圆柱形沉箱单元锚定在水体底部；沉箱穹顶通过垂直安放在多锚室吸力锚结构12中心的结构支撑单元进行结构支撑；

所述储能发电单元包括电动机/发电机一体机和水泵/水轮机一体机；

水泵/水轮机一体机安装在水泵/水轮机舱内。

2.根据权利要求1所述的一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统，其特征在于，所述结构支撑单元包括储能发电进排水通道、储能发电进排水口、环形圆柱隔离舱和水泵/水轮机舱；

所述结构支撑单元为圆柱型结构，一体化制造，由上至下依次排列储能发电进排水通道、环形圆柱隔离舱和水泵/水轮机舱，储能发电的沉箱进排水管道由上至下贯通整个结构支撑单元，与水泵/水轮机舱内储能发电单元的水泵/水轮机进排水口连接；

结构支撑单元的底部的水泵/水轮机舱安装在沉箱底的中心位置；

所述环形圆柱隔离舱与水泵/水轮机舱上下安装，相互密封独立，环形圆柱隔离舱的内环为储能发电进排水通道，并在环形圆柱隔离舱内环壁安装有内环密封舱门和外环壁上安装有外环密封舱门；在环形圆柱隔离舱的底部与水泵/水轮机舱的顶部之间安装水泵/水轮机密封舱门。

3.根据权利要求1所述的一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统，其特征在于，所述沉箱进排气管道依附安装在结构支撑单元的内管壁上，沉箱进排气管道上安装有五个进排气分支管道和阀门，分别为大气进排气分支管道及阀门、环形圆柱隔离舱进排气分支管道及阀门、水泵/水轮机舱进排气分支管道及阀门、圆柱形沉箱体进排气分支管道及阀门和压缩气体单元进排气分支管道及阀门；

圆柱形沉箱体进排气分支管道及阀门贯穿沉箱穹顶，与圆柱形沉箱体的内部气体连通，通过电控阀门控制圆柱形沉箱体内的气体进出。

4.根据权利要求1所述的一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统，其特征在于，所述水泵/水轮机舱内安装水泵/水轮机一体机，水轮机的进水口和水泵的出水口为同一个水泵/水轮机进排水口，与储能发电进排水通道连通；水轮机的出水口通过水轮机导流管道穿过水泵/水轮机舱与圆柱形沉箱体的内部连通；水泵的进水口通过水泵导流管道穿过水泵/水轮机舱与圆柱形沉箱体内部连通；水轮机导流管道和水泵导流管道沿水泵/水轮机舱的外圆周水平安放，水轮机导流管道内嵌安装水轮机导流逆止阀，水泵导流管道内嵌安装水泵导流逆止阀，水轮机导流管道口与水泵导流管道口处于同一半径圆周上且朝向相同反。

5.根据权利要求1所述的一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统，其特征在于，所述轨道式旋转桨翼单元包括上链条轨道、下链条轨道、若干个桨翼、环形链条；

上链条轨道和下链条轨道为圆柱形沉箱体的同心圆轨道，上链条轨道和下链条轨道内嵌环形链条；上链条轨道固定安装在圆柱形沉箱体的沉箱穹顶上，下链条轨道固定安装在沉箱底；上链条轨道内的环形链条与传动齿轮连接，传动齿轮通过传动轴穿过沉箱穹顶与储能发电单元的电动机/发电机连接；

若干个桨翼等距离的安装在上链条轨道、下链条轨道之间；桨翼由桨叶和桨骨组成，桨叶固定安装在桨骨半圆柱的平面一侧上，桨骨的两端分别与上链条轨道和下链条轨道的内环形链条固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统，其特征在于，所述压缩气体单元包括气囊和气囊进排气管道；

气囊依据最小水头高度或圆柱形沉箱体的顶部深度，利用圆柱形沉箱体作为锚桩，锚定在圆柱形沉箱体的顶部或周边水体中；

气囊通过气囊进排气管道和压缩气体单元进排气分支管道接入沉箱进排气管道，控制进出气囊的压缩气体。

7.根据权利要求1所述的一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统，其特征在于，所述桨翼为可折叠式的，包括子桨叶单元、桨叶滑道框和桨骨；

所述子桨叶单元由若干个子桨叶和牵引浮筒组成，子桨叶为横式矩形结构，在横式矩形结构的两侧立边高1/2位置各安装一个转轴，在横式矩形结构的两条水平长边上等分固定各安放两个合页，每个子桨叶之间通过合页连接；

其中，最上端子桨叶和最下端子桨叶为1/2高子桨叶，1/2高子桨叶的两端没有安装转轴， 1/2高子桨叶同样在两条长边上等分固定各安放两个合页；最上端的1/2高子桨叶的上端与牵引浮筒的下面通过合页连接，1/2高子桨叶的下端通过合页与最上一个子桨叶的下端通过合页连接；

最下端的1/2高子桨叶的上端与最下一个子桨叶的下端通过合页连接，1/2高子桨叶的下端通过合页与桨叶滑道框的下边框连接；

所述牵引浮筒为倒放的圆柱形密封结构，为抵抗圆柱形沉箱体内的气体压力，内充一定压力的气体，牵引浮筒轴向长度与子桨叶等宽；牵引浮筒的轴向中心分别安装同心的子桨叶的转轴；

其中，1/2高子桨叶的上端通过合页与牵引浮筒的下端连接。

8.根据权利要求7所述的一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统，其特征在于，所述桨叶滑道框为立式矩形框，2根立边框为牵引浮筒和子桨叶上下移动的滑动轨道，桨叶滑道框内高度为子桨叶单元纵向展开高度，框内宽度与子桨叶等宽；其中，子桨叶单元中的牵引浮筒在上方，并与每个子桨叶通过转轴内嵌到桨叶滑道框的滑动轨道中，子桨叶单元折叠后水平放置在桨叶滑道框的下边框在上面。

9.根据权利要求7所述的一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统，其特征在于，所述桨叶滑道框的上边框和下边框的中心位置安装桨骨，并与上链条轨道、下链条轨道内的环形链条固定连接；若干个可折叠的桨翼的运动依据流体力学并考虑产生湍流扰动，由此优化设计可折叠的桨翼之间的距离，并等距离的安装在上链条轨道、下链条轨道之间，其中可折叠的桨翼由子桨叶和桨骨组成，子桨叶的结构依据水体动力学设计，由于牵引浮筒中空充气结构具有一定的浮力，减少可折叠的桨翼对下链条轨道的摩擦力，桨骨的两端分别与上链条轨道和下链条轨道的内环形链条固定连接。

10.一种轨道式旋转桨翼沉箱储能发电系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、发电状态时实现如下步骤：

步骤1.1关闭环形圆柱隔离舱进排气分支管道阀门、水泵/水轮机舱进排气分支管道阀门、大气进排气分支管道阀门，打开圆柱形沉箱体进排气分支管道阀门和压缩气体单元进排气分支管道阀门，进入发电状态；

依据储能发电控制策略控制打开储能发电进排水口密封门，在水头压力作用下水泵/水轮机一体机中的水轮机开始发电，同时水流经水轮机导流管道口的约束下，水体在圆柱形沉箱体内发生旋转；

步骤1.2随着圆柱形沉箱体内水位逐步增加，持续的水体旋转动能大于轨道式旋转桨翼单元最小旋转力时，轨道式旋转桨翼单元旋转，带动电动机/发电机一体机的发电机发电；同时依据电网治理控制策略控制电动机/发电机一体机43有功无功输出；

步骤1.3随着水轮机发电量的增加，圆柱形沉箱体内的水位逐步升高，当圆柱形沉箱体内的气体压力到达气囊的锚定水深压力时，圆柱形沉箱体内气体经圆柱形沉箱体进排气分支管道及阀门、压缩气体单元进排气分支管道及阀门、气囊进排气管道压缩到气囊中；

步骤1.4当电网输出电量满足负荷需求时，依据储能发电控制策略，控制切换水泵/水轮机一体机处于待机状态，或切换到水泵进入排水储能状态，或切换到水轮机进入发电状态；

步骤1.5当水轮机发电时，将圆柱形沉箱体的注水趋势沉箱水体上限时，依据历史数据分析、圆柱形沉箱体内的水体优化容量分配和控制策略降低注水速度，控制水泵/水轮机一体机的水轮发电机减少发电输出，维持圆柱形沉箱体内的水体基础旋转速度；

步骤2储能状态时实现如下步骤：

步骤2.1当有余电时，启动水泵/水轮机一体机中的水泵，圆柱形沉箱体内水体经水泵导流管道口抽出，水流并在水泵导流管道口约束下，启动或持续水体在圆柱形沉箱体内旋转；当水体旋转动能或持续水体旋转动能大于轨道式旋转桨翼单元最小旋转力时，轨道式旋转桨翼单元旋转，经发电机发电；

步骤2.2随着圆柱形沉箱体内的水体减少，圆柱形沉箱体内的气体压力下降，当圆柱形沉箱体内的气体压力小于气囊内的气体压力时，依据控制气体压缩与释放策略，控制气囊内的气体向圆柱形沉箱体内释放，提高圆柱形沉箱体内气体压力助力水泵排水；

步骤2.3当电网需要治理时，依据电网治理控制策略控制电动机/发电机一体机对电网快速支撑；

步骤2.4当余电不足时，依据储能发电控制策略，控制切换水泵/水轮机一体机中的水轮机进入发电状态；

步骤2.5当水泵将圆柱形沉箱体内水体排出趋势沉箱水体下限时，依据历史数据分析、圆柱形沉箱体内的水体优化容量分配和储能发电控制策略控制降低排水速度，电动机/发电机一体机退出工作状态减小负荷，维持圆柱形沉箱体内的水体基础旋转速度。