專利名稱：蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水力發(fā)電技術領域，特別涉及一種采用風能或太陽能作為水力發(fā)電提
供蓄能能量的蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術：
水力發(fā)電作為一種無污染能源，由其提供的電能占整個電能21%左右，但水力發(fā) 電又有一些不足。 一方面由于水力發(fā)電自身依賴于水資源影響，其受地理條件限制，只有在 水力資源豐富地區(qū)才能建設水力發(fā)電系統(tǒng)；另一方面由于水力發(fā)電受水的流量影響，在富 水期可以提供充足的電能，在枯水期時無法提供充足的電能。用電經(jīng)常會出現(xiàn)用電高峰和 低谷，很難對用電高峰和低谷進行調(diào)節(jié)。例如白天用電比夜晚用電大。當水量充足時，水力 發(fā)電可以滿負荷運行，為電網(wǎng)提供充足電能。當水量太豐富時，在白天用電高峰時，水力發(fā) 電機需要滿負荷運行，才可以滿足用電高峰時用電量；在夜晚處于用電低谷時，由水力發(fā)電 機發(fā)出的電量給抽水機供電，將下游的水輸送到上游，從而使用電高峰時有足夠水進行發(fā) 電。 現(xiàn)有的蓄能水力發(fā)電系統(tǒng)，通過水力發(fā)電系統(tǒng)將用電低谷時的電能轉化為水的勢 能，以在用電高峰時提供更多的電能。但是由于受季節(jié)性和用電周期影響；在用電低谷時， 水力發(fā)電系統(tǒng)提供的電能不足時，就無法進行蓄能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種可以輸出穩(wěn)定電能的蓄能式水力發(fā)電系 統(tǒng)，不受季節(jié)和用電周期的影響，在水力發(fā)電系統(tǒng)提供的電能不足時，可以提供儲水用的電 能，將下游的水輸送至上游，以滿足用電高峰時用電需求。 為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)，該蓄能式水力發(fā)電系 統(tǒng)，包括位于上游的上水池、位于下游的下水池、水力發(fā)電機和抽水機，所述水力發(fā)電機的 進水口和出水口分別與所述上水池和下水池連接，所述抽水機的進水口和出水口分別與所 述下水池和上水池連接，所述蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)還包括控制裝置，以及提供所述抽水機 工作電能的風力發(fā)電機或/和太陽能發(fā)電機，其中，所述控制裝置根據(jù)所述風力發(fā)電機或/ 和太陽能發(fā)電機發(fā)電量和上水池水位控制抽水機工作。 優(yōu)選地，所述控制裝置包括設在上水池內(nèi)的水位采集器和分別與該水位采集器和 抽水機電連接的主控制器，其中，所述主控制器根據(jù)水位采集器實時采集上水池水位，以及 風力發(fā)電機或/和太陽能發(fā)電機發(fā)電量控制抽水機工作；當上水池水位達到預設水位時， 所述主控制器控制抽水機停止工作；當上水池水位未達到預設水位時，所述主控制器根據(jù) 風力發(fā)電機或/和太陽能發(fā)電機發(fā)電量控制抽水機工作。
優(yōu)選地，所述抽水機包括水泵。 本發(fā)明蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)，通過設有供抽水機工作電能的風力發(fā)電機或/和太 陽能發(fā)電機，并由所述控制裝置根據(jù)風力發(fā)電機或/和太陽能發(fā)電機發(fā)電量控制抽水機工作。與現(xiàn)有技術相比，即使在將水力發(fā)電機不能提供足夠電能時，由風力發(fā)電機或/和太陽 能發(fā)電機為抽水機提供工作電能，下水池的水輸送至與上水池，使所述上水池內(nèi)的水位保 持較穩(wěn)定，從而使水力發(fā)電機在用電高峰期也有足夠水量進行發(fā)電，滿足用電高峰期用電 需求。同時由于風力發(fā)電機不受用電高峰或低谷影響，只要有足夠的風能，可以在用電高峰 期實時補充上水池內(nèi)的水量，維持上水池水量相對穩(wěn)定，或者減緩上水池1水量減少速度。


圖1是本發(fā)明蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)一實施例示意圖；
圖2是本發(fā)明蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)另一實施例示意圖。 下面結合實施例，并參照附圖，對本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點作進一步說 明。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明提供一種蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)實施例。 所述蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)包括位于上游的上水池1、位于下游的下水池2、水力 發(fā)電機3和抽水機4，所述水力發(fā)電機3的進水口和出水口分別與所述上水池1和下水池2 連接，該上水池1和下水池2之間設有抽水機4，該抽水機4的進水口和出水口分別與下水 池2和上水池1連通，所述蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)還包括控制裝置5和提供所述抽水機4工 作電能的風力發(fā)電機6，其中，所述控制裝置5控制風力發(fā)電機6給抽水機4供電，并控制該 抽水機4工作。 具體地說，上水池1的水帶動所述水力發(fā)電機2工作發(fā)電，并流入位于下游的下水 池2。由所述控制裝置5根據(jù)風力發(fā)電機3提供的電能控制所述抽水機4工作。當所述風 力發(fā)電機3產(chǎn)生足夠電能時，所述抽水機4可以將所述下水池2的輸送至上水池1，即由風 力發(fā)電機3將風能轉化為電能，再由抽水機4將電能轉化為水的勢能。
由于所述風力發(fā)電機6可以為抽水機4提供工作電能，將所述下水池2的水輸送 至與地勢較高的上水池l，使所述上水池1內(nèi)的水位保持較穩(wěn)定，從而使得所述水力發(fā)電機 3在用電高峰期也有足夠水量進行發(fā)電，滿足用電高峰期用電需求。同時由于風力發(fā)電機 6不受用電高峰或低谷影響，只要有足夠的風能，可以在用電高峰期實時補充上水池1內(nèi)的 水量，維持上水池1水量相對穩(wěn)定，或者減緩上水池1水量減少速度。 所述控制裝置5可以根據(jù)用電高峰或用電低谷對水力發(fā)電機3進行控制。例如， 用電高峰時，控制所述水力發(fā)電機3滿負載運行，以滿足用電高峰時用電需求；當所述風力 發(fā)電機6產(chǎn)生足夠電能時，該控制裝置5可以控制風力發(fā)電機6為抽水機4供電，并控制抽 水機4工作，從而減緩上水池1水量減少速度。 用電低谷時，所述控制裝置控制水力發(fā)電機3輸出電能減少；當所述風力發(fā)電機6 產(chǎn)生足夠電能時，該控制裝置5可以控制風力發(fā)電機6為抽水機4供電，并控制抽水機4工 作，增加上水池l水量。在用電高峰期到來時，可以滿足水力發(fā)電機3發(fā)電的水量。
如圖2所示，所述蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)還可以包括太陽能發(fā)電機7，該太陽能發(fā)電 機7通過所述控制裝置5與抽水機4電連接，并接受該控制裝置5控制給抽水機4供電。
由于所述風力發(fā)電機6受風速影B向，當風速較少或無風時，所述風力發(fā)電機5無法提供足夠電能，此時可以通過所述太陽能發(fā)電機7為抽水機4提供工作電能，從而進一步保 證所述抽水機4工作，維持上水池1水量相對穩(wěn)定，或者減緩上水池1水量減少速度。所述 抽水機4包括水泵。 具體地說，所述控制裝置5根據(jù)所述太陽能發(fā)電機7和風力發(fā)電機6輸出的電能 大小控制由太陽能發(fā)電機7或/和風力發(fā)電機6給抽水機4供電。當所述太陽能發(fā)電機7 和風力發(fā)電機6能提供足夠抽水機4工作的電能時，所述控制裝置5控制太陽能發(fā)電機7 和風力發(fā)電機6同時給抽水機4供電。當僅有所述風力發(fā)電機6能提供足夠電能時，所述 控制裝置5控制風力發(fā)電機6給抽水機4供電。當僅有所述太陽能發(fā)電機7能提供足夠電 能時，所述控制裝置5控制太陽能發(fā)電機7給抽水機4供電，進一步提高所述系統(tǒng)運行的穩(wěn) 定性。 所述控制裝置5包括設在上水池1內(nèi)的水位采集器和分別與該水位采集器連接的 主控制器，由所述水位采集器采集上水池1的水位，并由所述主控制器根據(jù)水位采集器采 集的水位數(shù)據(jù)控制抽水機4工作或停止。所述控制裝置5也可以與水力發(fā)電機3連接，并 根據(jù)用電量控制水力發(fā)電機3輸出電能。 所述主控制器根據(jù)水位采集器實時采集上水池1水位，以及風力發(fā)電機6或/和 太陽能發(fā)電機7發(fā)電量控制抽水機4工作。當上水池1水位達到預設水位，如警戒水位時， 若此時電網(wǎng)處于用電高峰期，所述主控制器還可以控制水力發(fā)電機4滿負載運行，為電網(wǎng) 提供更多電能；若此時電網(wǎng)處于用電低峰期，則所述主控制器控制抽水機4停止工作。當上 水池1水位未達到警戒水位，所述主控制器根據(jù)風力發(fā)電機6或/和太陽能發(fā)電機7發(fā)電 量控制抽水機4工作，例如，可以控制增加或減少抽水機4工作數(shù)量。 在本實施例中，所述水力發(fā)電機3的數(shù)量可以是由幾個水力發(fā)電機3組成的一組 水力發(fā)電機。所述抽水機4的數(shù)量可以是由幾個抽水機4組成的一組抽水機4。
下面以所述水力發(fā)電機3和抽水機4的數(shù)量分別為3臺，風力發(fā)電機6和太陽能 發(fā)電機7同時為所述抽水機4提供電能具體說明所述蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)工作過程。
在用電高峰時，所述水力發(fā)電機3處于滿負載運行，上水池1內(nèi)的水位下降較快， 一個用電高峰期的結束后，上水池l內(nèi)的水位較低。在用電高峰期，若有足夠的太陽能和風 能時，由所述控制裝置5中的主控制器控制太陽能發(fā)電機7或/和風力發(fā)電機6為抽水機 4提供電能，將下水池2內(nèi)的水抽往上水池l，從而補充所述上水池1水量，減緩上水池1水 量減少速度，從而延長多臺水力發(fā)電機3同時工作時間，滿足用電高峰時電網(wǎng)用電量需要。
當用電低谷到來時，經(jīng)過用電高峰期間多臺水力發(fā)電機3工作，所述上水池1內(nèi)的 水位較低，水量也較少。此時由所述控制裝置5控制減少水力發(fā)電機3工作的數(shù)量，減小上 水池1水位下降速度。若此時有足夠的太陽能和風能時，由主控制器控制一臺或多臺太陽 能發(fā)電機7或/和風力發(fā)電機6同時為抽水機4提供電能，將下水池2內(nèi)的水抽往上水池 1，從而補充所述上水池1水量，使上水池1內(nèi)的水位能在用電低谷時間段內(nèi)上升最高。當水 位上升至警戒水位時，由主控制器控制抽水機4工作的量數(shù)，直至所有抽水機4停止工作。
在上述實施例中，所述抽水機4還可以僅由所述太陽能發(fā)電機7提供電能，其他結 構不變，也可實現(xiàn)上述目的。 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用 本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權利要求
蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)，包括位于上游的上水池、位于下游的下水池、水力發(fā)電機和抽水機，所述水力發(fā)電機的進水口和出水口分別與所述上水池和下水池連接，所述抽水機的進水口和出水口分別與所述下水池和上水池連接，其特征在于所述蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)還包括控制裝置，以及提供所述抽水機工作電能的風力發(fā)電機或/和太陽能發(fā)電機，其中，所述控制裝置根據(jù)所述風力發(fā)電機或/和太陽能發(fā)電機發(fā)電量和上水池水位控制抽水機工作。
2. 根據(jù)權利要求1所述的蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述控制裝置包括設在上水池內(nèi)的水位采集器和分別與該水位采集器和抽水機電連 接的主控制器，其中，所述主控制器根據(jù)水位采集器實時采集上水池水位，以及風力發(fā)電機 或/和太陽能發(fā)電機發(fā)電量控制抽水機工作；當上水池水位達到預設水位時，所述主控制 器控制抽水機停止工作；當上水池水位未達到預設水位時，所述主控制器根據(jù)風力發(fā)電機 或/和太陽能發(fā)電機發(fā)電量控制抽水機工作。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述抽水機包括水泵。
全文摘要
本發(fā)明公開一種蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)，該水力發(fā)電系統(tǒng)包括上水池、位于下游的下水池、水力發(fā)電機和抽水機，所述水力發(fā)電機的進水口和出水口分別與上水池和下水池連接，所述抽水機的進水口和出水口分別與下水池和上水池連接，所述水力發(fā)電系統(tǒng)還包括控制裝置，以及提供所述抽水機工作電能的風力發(fā)電機或/和太陽能發(fā)電機，其中，所述控制裝置根據(jù)風力發(fā)電機或/和太陽能發(fā)電機發(fā)電量和上水池水位控制抽水機工作。本發(fā)明蓄能式水力發(fā)電系統(tǒng)實施例，由于所述風力發(fā)電機可以為抽水機提供工作電能，使所述上水池的水位保持較穩(wěn)定，從而使得所述水力發(fā)電機在用電高峰期也有足夠水量進行發(fā)電，滿足用電高峰期用電需求。
文檔編號H02N6/00GK101761444SQ20091018876
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權日2009年12月9日
發(fā)明者潘亞權 申請人:深圳市賓利達智能科技有限公司