或第二電磁閥11 ;水泵控制模塊，基于電網(wǎng)供電電量判斷模塊和/或太陽能發(fā)電裝置發(fā)電量判斷模塊發(fā)出的蓄水信號(hào)，控制水泵9向第一水箱12蓄水；流水發(fā)電機(jī)控制模塊，基于電網(wǎng)供電電量判斷模塊和/或太陽能發(fā)電裝置發(fā)電量判斷模塊發(fā)出的發(fā)電信號(hào)，控制流水發(fā)電機(jī)6發(fā)電。為保證系統(tǒng)的安全，本實(shí)用新型所述控制單元中還設(shè)置有報(bào)警模塊和中斷模塊，該模塊可以根據(jù)系統(tǒng)出現(xiàn)的例如控制失效，蓄水發(fā)電裝置失效，水位控制失效等異常情況發(fā)出報(bào)警信號(hào)，該信號(hào)控制中斷模塊接收到報(bào)警信號(hào)后，斷開系統(tǒng)供電，中斷系統(tǒng)運(yùn)行。為了更好的分配第一水箱12和第二水箱8中儲(chǔ)水的量，控制單元4中進(jìn)一步設(shè)置有水箱水量調(diào)整模塊，該模塊基于預(yù)設(shè)閾值，對(duì)兩個(gè)水箱的水量進(jìn)行平衡調(diào)整。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置在第一水箱上的雨水收集與過濾裝置13，可有效利用高層或超高層上雨水的勢(shì)能進(jìn)行發(fā)電，節(jié)能能源，提高經(jīng)濟(jì)效益；該系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置在第一水箱上的第一水位監(jiān)測(cè)裝置2和設(shè)置在第二水箱上的第二水位監(jiān)測(cè)裝置5，實(shí)時(shí)對(duì)第一水箱12和第二水箱8進(jìn)行水位監(jiān)測(cè)，將檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至水箱水量調(diào)整模塊，配合該模塊對(duì)兩水箱的水量進(jìn)行調(diào)整。
[0048]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)的工作原理:通過控制單元中的供電量判斷模塊和發(fā)電量判斷模塊分別對(duì)供電網(wǎng)當(dāng)前供電量和太陽能發(fā)電裝置的當(dāng)前發(fā)電量進(jìn)行判斷，根據(jù)當(dāng)前需要的模式，利用電磁閥控制模塊、水泵控制模塊和流水發(fā)電機(jī)控制模塊分別控制第一電磁閥10、第二電磁閥11、水泵9和流水發(fā)電機(jī)6進(jìn)行蓄水和/或發(fā)電的操作。利用雨水收集和過濾裝置和系統(tǒng)的蓄水功能對(duì)第一水箱進(jìn)行蓄水，從而實(shí)現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存的目的。利用第一水位監(jiān)測(cè)裝置2和第二水位檢測(cè)裝置5的檢測(cè)值與水箱水量調(diào)整模塊中的預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行對(duì)比，從而調(diào)整第一水箱12和第二水箱8中水量的平衡，避免水過滿或過少。如果系統(tǒng)中出現(xiàn)異常情況，報(bào)警模塊會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，中斷模塊會(huì)根據(jù)報(bào)警信號(hào)斷開系統(tǒng)供電，中斷系統(tǒng)運(yùn)行，保證系統(tǒng)的安全性。
[0049]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0050]本實(shí)施例中將第一水箱12置于高層或超高層大樓的樓頂，將第二水箱8至于地下室，太陽能發(fā)電裝置可以采用太陽能電池板I設(shè)置于樓頂或采用太陽能發(fā)電薄膜3貼于大樓的玻璃上。在晴朗的白天，對(duì)光伏發(fā)出的電進(jìn)行逆變后接入電網(wǎng)補(bǔ)充電網(wǎng)用電不足，同時(shí)利用控制單元4中的發(fā)電量判斷模塊對(duì)太陽能電池板I與太陽能發(fā)電薄膜3的輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)利用水泵9蓄水儲(chǔ)能消耗掉光伏輸出過大的電量，避免對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，其具體為:若發(fā)電量判斷模塊檢測(cè)到光伏的輸出過大時(shí)，電磁閥控制模塊開啟第一電磁閥10，水泵控制模塊向水泵9發(fā)出開啟信號(hào)，利用電網(wǎng)中的電能開始抽取第二水箱8的水到頂層，此時(shí)本套系統(tǒng)相當(dāng)于蓄電池的充電過程；當(dāng)光伏輸出過小時(shí)，系統(tǒng)停止抽水過程，發(fā)電量判斷模塊向流水發(fā)電機(jī)控制模塊發(fā)出發(fā)電信號(hào)，電磁閥控制模塊向第二電磁閥11發(fā)出開啟信號(hào)，流水發(fā)電機(jī)控制模塊向流水發(fā)電機(jī)6發(fā)出發(fā)電信號(hào)，放水管開始放水發(fā)電穩(wěn)定光伏的輸出，此時(shí)系統(tǒng)相當(dāng)于蓄電池的放電過程，整個(gè)過程始終保持光伏的輸出相對(duì)穩(wěn)定，避免對(duì)電網(wǎng)造成過大的沖擊。到了晚上，利用本系統(tǒng)控制單元的電網(wǎng)供電量判斷模塊對(duì)電網(wǎng)當(dāng)前的供電量進(jìn)行判斷，若當(dāng)前供電量達(dá)到預(yù)設(shè)閾值，則向水泵9發(fā)出蓄水信號(hào)，電磁閥控制模塊向第一電磁閥10發(fā)出開啟信號(hào)，水泵控制模塊向水泵9發(fā)出蓄水信號(hào)，從而將電網(wǎng)晚上多余的電力給水泵9供電來抽水蓄能，直到樓頂?shù)牡谝凰渌槐O(jiān)測(cè)裝置2檢測(cè)到樓頂?shù)牡谝凰?2水位到達(dá)上限時(shí)停止抽水。到了白天，將存儲(chǔ)在第一水箱12中的水放出利用水流發(fā)電機(jī)6發(fā)電補(bǔ)給白天用電高峰時(shí)電網(wǎng)的供電量，達(dá)到削峰填谷的目的。
[0051]下雨天時(shí)，利用第一水箱12上設(shè)置的雨水收集和過濾補(bǔ)充裝置13接收并匯集雨水，進(jìn)行初步過濾，積累水位。當(dāng)電網(wǎng)用電量急劇增加時(shí)，供電量判斷模塊判斷電網(wǎng)的供電量不足，并通過流水發(fā)電機(jī)控制模塊向流水發(fā)電機(jī)6發(fā)出發(fā)電信號(hào)，同時(shí)電磁閥控制模塊向第二電磁閥11發(fā)出開啟信號(hào)，開始發(fā)電補(bǔ)充用電不足，當(dāng)?shù)诙渖系牡诙槐O(jiān)測(cè)裝置5檢測(cè)到第二水箱8的水位達(dá)到上限時(shí)，利用電磁閥控制模塊向排水電磁閥7發(fā)出排水信號(hào)，排出多余水。當(dāng)?shù)诙涞乃康陀陬A(yù)先設(shè)置的水位時(shí)，則電磁閥控制模塊向排水電磁閥7發(fā)出關(guān)閉信號(hào)，停止排水。
[0052]陰天時(shí)，僅采用抽水蓄能裝置對(duì)電網(wǎng)中的供電量進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到削峰填谷的目的。
[0053]綜上所述，本實(shí)用新型采用抽水蓄能的方式，在城市中利用超高層建筑十分可觀的高度差，進(jìn)行抽水蓄能發(fā)電，將用電低峰時(shí)的電能轉(zhuǎn)化為水的勢(shì)能，在用電高峰時(shí)再放水發(fā)電，實(shí)現(xiàn)高層建筑高度差的最大程度利用，使得高層建筑變成了一個(gè)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的節(jié)能減排對(duì)象。此方案使削峰填谷受天氣和地理?xiàng)l件的制約小，同時(shí)高勢(shì)能水發(fā)電效率可觀，對(duì)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)作用十分顯著。該系統(tǒng)進(jìn)一步可以在光伏輸出的電能過大時(shí)將其轉(zhuǎn)化成水的勢(shì)能儲(chǔ)存起來，在其輸出過小時(shí)放水發(fā)電穩(wěn)定輸出，不僅對(duì)光發(fā)電起到了調(diào)節(jié)作用，并且減少了蓄電池的使用，成本低，無污染，進(jìn)一步提高可再生能源在電網(wǎng)中的滲透率。同時(shí)，近年來，雨水發(fā)電的應(yīng)用越來越廣泛，超高層建筑樓頂承接的雨水本身具有較大的勢(shì)能，本實(shí)用新型利用收集裝置將雨水用于發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)利用雨水再發(fā)電補(bǔ)充城市用電不足，提高經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)能減排的效果。
[0054]顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定，對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于超高層建筑抽水蓄能和光伏發(fā)電的削峰填谷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括 太陽能發(fā)電裝置； 抽水蓄能裝置，用于將電能轉(zhuǎn)換為水的勢(shì)能儲(chǔ)存或?qū)⑺膭?shì)能轉(zhuǎn)化為電能； 控制單元，基于電網(wǎng)的供電量和/或太陽能發(fā)電裝置的發(fā)電量，控制抽水蓄能裝置進(jìn)行勢(shì)能和電能的轉(zhuǎn)換； 所述太陽能發(fā)電裝置和抽水蓄能裝置均接入電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的削峰填谷系統(tǒng)，其特征在于，所述抽水蓄能裝置包括 第一水箱和第二水箱，所述第一水箱和第二水箱通過蓄水管和放水管連通； 所述蓄水管上設(shè)有第一電磁閥，所述放水管上設(shè)有第二電磁閥； 所述第二水箱內(nèi)設(shè)有與所述蓄水管連接的水泵和與所述放水管連接的流水發(fā)電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的削峰填谷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)所述第一水箱的布置位置高于第二水箱布置位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的削峰填谷系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元包括 供電量判斷模塊，基于電網(wǎng)當(dāng)前供電量，判斷供電量是否低于預(yù)設(shè)閾值，若低于預(yù)設(shè)閾值，則向控制模塊發(fā)出發(fā)電信號(hào)；若高于預(yù)設(shè)閾值，則向控制模塊發(fā)送蓄水信號(hào)； 發(fā)電量判斷模塊，基于當(dāng)前太陽能發(fā)電裝置的發(fā)電量，判斷發(fā)電量是否高于預(yù)設(shè)閾值，若低于預(yù)設(shè)閾值，則向控制模塊發(fā)出發(fā)電信號(hào)；若高于預(yù)設(shè)閾值，則向控制模塊發(fā)出蓄水信號(hào); 電磁閥控制模塊，基于電網(wǎng)供電電量判斷模塊和/或太陽能發(fā)電裝置發(fā)電量判斷模塊發(fā)出的發(fā)電或蓄水信號(hào)，開啟第一電磁閥或第二電磁閥； 水泵控制模塊，基于電網(wǎng)供電電量判斷模塊和/或太陽能發(fā)電裝置發(fā)電量判斷模塊發(fā)出的蓄水信號(hào)，控制水泵向第一水箱蓄水； 流水發(fā)電機(jī)控制模塊，基于電網(wǎng)供電電量判斷模塊和/或太陽能發(fā)電裝置發(fā)電量判斷模塊發(fā)出的發(fā)電信號(hào)，控制流水發(fā)電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的削峰填谷系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元進(jìn)一步包括報(bào)警模塊，用于當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)； 中斷模塊，基于報(bào)警模塊的報(bào)警信號(hào)，斷開系統(tǒng)供電，中斷系統(tǒng)運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的削峰填谷系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元進(jìn)一步包括水箱水量調(diào)整模塊，基于預(yù)設(shè)閾值，對(duì)兩個(gè)水箱的水量進(jìn)行平衡。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的削峰填谷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置在第一水箱上的雨水收集與過濾補(bǔ)充裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的削峰填谷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置在第一水箱上的第一水位監(jiān)測(cè)裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的削峰填谷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置在第二水箱上的排水電磁閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的削峰填谷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置在第二水箱上的第二水位監(jiān)測(cè)裝置。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于超高層建筑抽水蓄能和光伏發(fā)電的削峰填谷系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括太陽能發(fā)電裝置、抽水蓄能裝置和控制單元，所述太陽能發(fā)電裝置和抽水蓄能裝置均接入電網(wǎng)。本實(shí)用新型采用抽水蓄能的方式，在城市中利用超高層建筑十分可觀的高度差，進(jìn)行抽水蓄能發(fā)電，將用電低峰時(shí)的電能轉(zhuǎn)化為水的勢(shì)能，在用電高峰時(shí)再放水發(fā)電，實(shí)現(xiàn)高層建筑高度差的最大程度利用，使得高層建筑變成了一個(gè)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的節(jié)能減排對(duì)象。與此同時(shí)，本方案可以在光伏輸出的電能過大時(shí)將其轉(zhuǎn)化成水的勢(shì)能儲(chǔ)存起來，在其輸出過小時(shí)放水發(fā)電穩(wěn)定輸出，不僅對(duì)光伏發(fā)電起到了調(diào)節(jié)作用，并且減少了蓄電池的使用，成本低，無污染，進(jìn)一步提高可再生能源在電網(wǎng)中的滲透率。
【IPC分類】H02J3-28
【公開號(hào)】CN204597495
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520295937
【發(fā)明人】吳俊勇, 王璋, 朱孝文, 牛靖凱
【申請(qǐng)人】北京交通大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月8日