CN220622064U - 发电*** - Google Patents

Abstract

本申请提供一种发电***，具体包括：漂浮式发电装置，可浮动地设置于低位水体内；升压站，漂浮式发电装置与升压站电连接，升压站用于储存漂浮式发电装置产生的电能；高位水域，高位水域的水平面高于低位水体的水平面；水流通道，连通低位水体和高位水域；抽水蓄能发电装置，设置在水流通道内，抽水蓄能装置包括抽水装置和发电装置，抽水装置和发电装置均与升压站电连接，抽水装置用于将低位水体内的水送至高位水域，发电装置利用高位水域流至低位水体的水流发电。应用本申请的技术方案能够有效地解决相关技术中的发电装置的设置容易受到地域限制的问题。

Description

发电***

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种发电***。

背景技术

随着能源行业不断发展，传统的能源结构由火力发电逐步转变为多元化、清洁化和低碳化的新能源模式。新能源模式的发电装置能够利用风力、光照等资源进行发电。

由于利用新能源进行发电的发电装置具有间歇性和波动性，在发电装置接入电力***之后，使电力***调峰成为电网运行的新难题。为了合理利用能源并提高能量的利用率，需要使用储能装置将某段时间未及时消纳的多余能量通过某种方式收集并储存起来，在使用高峰时再提取使用，如电化学储能、氢气储能等，但该类方法设备成本及后期运行维护费用较高，储能与释能过程中能量损失较大，整个储能***能量转化率较低，不适用多能互补项目的储能***。抽水蓄能装置作为一种利用电力负荷低谷时的电能抽水至上位，在电力负荷高峰期再放水至下水位，其具有优良的调峰填谷能力，可以有效提高电网消纳新能源的利用率。

但相关技术中，利用新能源进行发电的发电装置的设置受地域限制，往往难以充分地利用自然资源。

实用新型内容

本申请提供发电***，用以解决相关技术中的发电装置的设置受到地域限制的问题。

本申请提供一种发电***，包括：漂浮式发电装置，可浮动地设置于低位水体内；升压站，漂浮式发电装置与升压站电连接，升压站用于储存漂浮式发电装置产生的电能；高位水域，高位水域的水平面高于低位水体的水平面；水流通道，连通低位水体和高位水域；抽水蓄能发电装置，设置在水流通道内，抽水蓄能装置包括抽水装置和发电装置，抽水装置和发电装置均与升压站电连接，抽水装置用于将低位水体内的水送至高位水域，发电装置利用高位水域流至低位水体的水流发电。

在一些实施例中，漂浮式发电装置包括：漂浮式风力发电装置以及漂浮式光伏发电装置，漂浮式风力发电装置和漂浮式光伏发电装置均与升压站电连接。

在一些实施例中，漂浮式风力发电装置包括可浮动地设置在低位水体内的第一浮动平台以及设置在第一浮动平台上的风力发电机，风力发电机与升压站电连接。

在一些实施例中，漂浮式发电装置包括可浮动地设置在低位水体内的第二浮动平台以及设置在第二浮动平台上的光伏发电装置，光伏发电装置与升压站电连接。

在一些实施例中，抽水装置与电网线路电连接。

在一些实施例中，水流通道包括进水通道和排水通道，抽水装置设置在进水通道内，发电装置设置在排水通道内。

在一些实施例中，进水通道的进水口低于低位水体的水平面，进水通道的排水口高于高位水域的水平面。

在一些实施例中，排水通道的进水口低于高位水域的水平面，排水通道的排水口与进水通道的进水连通。

在一些实施例中，高位水域为蓄水库。

在一些实施例中，抽水装置为水泵水轮机，发电装置为水轮发电机。

本申请提供的发电***包括低位水体和高位水域，低位水体和高位水域之间通过水流通道连通，抽水蓄能发电装置设置在水流通道内。漂浮式发电装置可浮动地设置于低位水体内，漂浮式发电装置能够用于发电，升压站用于存储漂浮式发电装置产生的电能，并且升压站还能够与电网线路电连接，用于将漂浮式发电装置产生的电能供给到电网线路。

升压站与抽水蓄能装置中的抽水装置电连接，抽水装置能够利用升压站中存储的电能将低位水体内的水输送至高位水域，将电能转化为水的势能，通过高位水域水平面和低位水体的水平面的高度差实现了电能的存储。抽水蓄能装置中的发电装置能够利用从高位水域流至低位水域的水流的重力势能进行发电，在电网线路供电能力不足时进行发电。抽水蓄能装置能够在漂浮式发电装置产能有剩余时将电能转化为水的势能进行存储，在用电高峰时释放水流利用水流的重力势能进行发电，以补充电网线路中的电力，从而起到平衡电网用电峰值的作用。

另外，本实施例的漂浮式发电装置设置在低位水体内，能够有效利用了低位水体内的空间，低位水体的水平面平坦开阔，可获取的自然资源丰富。另外，漂浮式发电装置的设置不占用陆地上的土地资源，设备的安装和运输受到地理条件的约束小，更有利于漂浮式发电装置的设置和安装。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的发电***的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的发电***的漂浮式发电装置的结构示意图。

附图标记说明：

10-漂浮式发电装置；11-漂浮式风力发电装置；111-第一浮动平台；112-风力发电机；12-漂浮式光伏发电装置；121-第二浮动平台；122-光伏发电装置；

20-低位水体；

30-升压站；

40-高位水域；

50-水流通道；

60-抽水蓄能发电装置；61-抽水装置；62-发电装置；

70-电网线路。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵”、“长”、“宽”、“上”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“紧固”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“可选地”、“可选地实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

相关技术中，由于利用新能源进行发电的发电装置具有间歇性和波动性，在发电装置接入电力***之后，使电力***调峰成为电网运行的新难题。

为了合理利用能源并提高能量的利用率，需要使用储能装置将某段时间未及时消纳的多余能量通过某种方式收集并储存起来，在使用高峰时再提取使用，如电化学储能、氢气储能等，但该类方法设备成本及后期运行维护费用较高，储能与释能过程中能量损失较大，整个储能***能量转化率较低，不适用多能互补项目的储能***。

抽水蓄能装置作为一种利用电力负荷低谷时的电能抽水至上位，在电力负荷高峰期再放水至下水位，其具有优良的调峰填谷能力，可以有效提高电网消纳新能源的利用率。

目前，利用新能源进行发电的发电装置的设置受地域限制，往往难以充分地利用自然资源。

本申请提供了一种发电***，以解决相关技术中发电装置的设置受地域限制的问题。

图1为本申请实施例提供的发电***的结构示意图，图2为本申请实施例提供的发电***的漂浮式发电装置的结构示意图。

如图1和图2所示，在本实施例中，本申请提供了一种发电***包括：漂浮式发电装置10、升压站30、高位水域40、水流通道50以及抽水蓄能发电装置60。

其中，漂浮式发电装置10可浮动地设置于低位水体20内；升压站30漂浮式发电装置10与升压站30电连接，升压站30用于储存漂浮式发电装置10产生的电能，并且升压站30与电网线路电连接；高位水域40的水平面高于低位水体20的水平面；水流通道50连通低位水体20和高位水域40；抽水蓄能发电装置60设置在水流通道50内，抽水蓄能装置包括抽水装置61和发电装置62，抽水装置61和发电装置62均与升压站30电连接，抽水装置61用于将低位水体20内的水送至高位水域40，发电装置62利用高位水域40流至低位水体20的水流发电。

应用本实施例的技术方案，发电***包括低位水体20和高位水域40，低位水体20和高位水域40之间通过水流通道50连通，抽水蓄能发电装置60设置在水流通道50内。漂浮式发电装置10可浮动地设置于低位水体20内，漂浮式发电装置10能够用于发电，升压站30用于存储漂浮式发电装置10产生的电能，并且升压站30还能够与电网线路70电连接，用于将漂浮式发电装置10产生的电能供给到电网线路70。

升压站30与抽水蓄能装置中的抽水装置61电连接，抽水装置61能够利用升压站30中存储的电能将低位水体20内的水输送至高位水域40，将电能转化为水的势能，通过高位水域40水平面和低位水体20的水平面的高度差实现了电能的存储。抽水蓄能装置中的发电装置62能够利用从高位水域40流至低位水体20的水流的重力势能进行发电，在电网线路供电能力不足时进行发电。抽水蓄能装置能够在漂浮式发电装置10产能有剩余时将电能转化为水的势能进行存储，在用电高峰时释放水流利用水流的重力势能进行发电，以补充电网线路中的电力，从而起到平衡电网用电峰值的作用。

另外，本实施例的漂浮式发电装置10设置在低位水体20内，能够有效利用了低位水体20内的空间，低位水体20的水平面平坦开阔，可获取的自然资源丰富。另外，漂浮式发电装置10的设置不占用陆地上的土地资源，设备的安装和运输受到地理条件的约束小，更有利于漂浮式发电装置10的设置和安装。

需要说明的是，“水体”是江、河、湖、海、地下水、冰川等的总称。是被水覆盖地段的自然综合体。它不仅包括水，还包括水中溶解物质、悬浮物、底泥、水生生物等。是地表水圈的重要组成部分，是以相对稳定的陆地为边界的天然水域，包括江、河、湖、海、冰川、积雪、水库、池塘等，也包括地下水和大气中的水汽。“水域”，是指江河、湖泊、运河、渠道、水库、水塘及其管理范围和水工设施，不包括海域和在耕地上开挖的鱼塘。

在本实施例中，低位水体20可以是自然形成的江、河、湖、海等水体，高位水域40可以是人工修建的水库、水塘等。以自然形成的水体结构作为低位水体，相较于人工修建的储水蓄能结构，可大幅度降低储水蓄能结构的建设成本，其具有资源丰富、成本低廉等优势。

优选地，本实施例的低位水体20为海水，高位水域40为蓄水库。以海水作为低位水体20能够充分地利用海洋资源，节约淡水资源。

需要说明的是，在其他实施例中，漂浮式发电装置10也可以设置在高位水域40内，或者在低位水体20和高位水域中均设置漂浮式发电装置10。

还需要说明的是，水流通道50可以是通过采购获得的金属管道，也可以是通过施工修建的供水流流通的建筑。

如图1和图2所示，在本实施例中，漂浮式发电装置10包括漂浮式风力发电装置11以及漂浮式光伏发电装置12，漂浮式风力发电装置11和漂浮式光伏发电装置12均与升压站30电连接。

漂浮式风力发电装置11能够利用风力资源进行发电，漂浮式光伏发电装置12能够利用光照进行发电，保证了电能产生过程的清洁性。

同时，相较于陆上集中、分布式光伏发电***，其海上太阳能资源丰富，可充分利用海面的反射光，提高发电效率。

具体地，如图1和图2所示，在本实施例中，漂浮式风力发电装置11包括可浮动地设置在低位水体20内的第一浮动平台111以及设置在第一浮动平台111上的风力发电机112，风力发电机112与升压站30电连接。

如图1所示，在本实施例中，漂浮式光伏发电装置12包括可浮动地设置在低位水体20内的第二浮动平台121以及设置在第二浮动平台121上的光伏发电装置122，光伏发电装置122与升压站30电连接。

具体地，在本实施例中，光伏发电装置122为双面光伏发电装置，双面光伏发电装置的正面利用太阳光的直接光照发电，反面能够利用海平面的反射光进行发电，有助于提高发电效率。

需要说明的是，一个第二浮动平台121上可以承载多个光伏发电装置122。

如图1和图2所示，在本实施例中，抽水装置61与电网线路电连接。

上述结构中，抽水装置61还能够在用电低峰的时候利用电网线路中的电能进行抽水蓄能，将电网线路中无法消纳的电量通过水势能的方式进行储能，从而使得发电装置具有更好的调峰调、调频作用，保证了电网的稳定运行。

在本实施例中，水流通道50包括进水通道和排水通道，抽水装置61设置在进水通道内，发电装置62设置在排水通道内。上述结构中，抽水装置61和发电装置62则一开启，进水和排水采用不同的通道。

具体地，在本实施例中，进水通道的进水口低于低位水体20的水平面，有利于从低位水体20内进行取水。进水通道的排水口高于高位水域40的水平面，使得高位水域40无法倒灌如进水通道。

进一步地，在本实施例中，排水通道的进水口低于高位水域40的水平面，排水通道的排水口与进水通道的进水连通。排水通道的进水口处设置水闸，水闸控制排水通道的开闭状态。

如图1和图2所示，在本实施例中，高位水域40为蓄水库。高位水域40的设置位置可以选择为靠近海岸线的且高于海平面的位置，利用地势的优势进行修建。

如图1和图2所示，在本实施例中，抽水装置61为水泵水轮机，水泵水轮机与水轮机和水泵串联的蓄能机组相比，具有重量轻、造价低的优点。发电装置62为水轮发电机。

本实施例的发电***是一种集海上漂浮式风力发电装置11、漂浮式光伏发电装置12、抽水蓄能发电装置60的一体化储能***，涉及新能源海上风力、光伏发电与海水抽水储能领域。本***通过漂浮式发电装置10中的漂浮式风力发电装置11和漂浮式光伏发电装置12分别完成风能、太阳能到电能的转化，通过升压站30与电网线路的连接完成非负荷电能的输送，通过电网线路70和抽水装置61的连接实现了将未消纳电能转化为水势能。通过抽水蓄能发电装置60实现了漂浮式发电装置的电能的储存，并通过蓄水库与海平面的高低差将水势能转化为电能，从而实现了超负荷电能的调峰上网，最终实现了电网的稳定运行。

另外，本实施例的发电***将风、光、储一体化，实现了发电上网与电量储存的同位进行，具有极强的电网调峰能力，这极大的降低了电网的超负荷运行概率，提升了电网运行稳定性；与此同时，本***实现了储能模块与电能转化模块中的风力和光伏发电装置协同运作，其在完成风力和光伏发电的同时还可实现超负荷电量的储存，从而降低了超负荷电量的储能成本，实现了储能效益最大化的目的。

同时，本实施例的发电***将漂浮式风力发电装置11、漂浮式光伏发电装置12设置在海水水体内，大大降低了海水抽水储能装置的建设成本。此外，本实施例以海水作为介质，以海洋作为低位水体的技术,其具有资源丰富、成本低廉、节约淡水资源等优势。因此，本实施例在保证清洁储能的前提下，降低了储能建设成本，实现了多能互补储能的目的，有效提升了电网稳定性，具有较为广泛的应用价值。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施方式对本申请已经进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施方式技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种发电***，其特征在于，包括：

漂浮式发电装置(10)，可浮动地设置于低位水体(20)内，所述低位水体(20)为海水；

升压站(30)，所述漂浮式发电装置(10)与所述升压站(30)电连接，所述升压站(30)用于储存所述漂浮式发电装置(10)产生的电能，并且，所述升压站(30)与电网线路(70)电连接；所述漂浮式发电装置(10)包括：漂浮式风力发电装置(11)以及漂浮式光伏发电装置(12)，所述漂浮式风力发电装置(11)和所述漂浮式光伏发电装置(12)均与所述升压站(30)电连接；所述漂浮式风力发电装置(11)包括可浮动地设置在所述低位水体(20)内的第一浮动平台(111)以及设置在所述第一浮动平台(111)上的风力发电机(112)，所述风力发电机(112)与所述升压站(30)电连接；

水流通道(50)，连通所述低位水体(20)和高位水域(40)，所述高位水域(40)的水平面高于所述低位水体(20)的水平面；所述水流通道(50)包括进水通道和排水通道，抽水装置(61)设置在所述进水通道内，发电装置(62)设置在所述排水通道内；所述进水通道的进水口低于所述低位水体(20)的水平面，所述进水通道的排水口高于所述高位水域(40)的水平面；

抽水蓄能发电装置(60)，设置在所述水流通道(50)内，所述抽水蓄能发电装置包括抽水装置(61)和发电装置(62)，所述抽水装置(61)和所述发电装置(62)均与所述升压站(30)电连接，所述抽水装置(61)用于将所述低位水体(20)内的水送至所述高位水域(40)，所述发电装置(62)利用所述高位水域(40)流至低位水体(20)的水流发电。

2.根据权利要求1所述的发电***，其特征在于，所述漂浮式光伏发电装置(12)包括可浮动地设置在所述低位水体(20)内的第二浮动平台(121)以及设置在所述第二浮动平台(121)上的光伏发电装置(122)，所述光伏发电装置(122)与所述升压站(30)电连接。

3.根据权利要求1所述的发电***，其特征在于，所述抽水装置(61)与电网线路(70)电连接。

4.根据权利要求1所述的发电***，其特征在于，所述排水通道的进水口低于所述高位水域(40)的水平面，所述排水通道的排水口与所述进水通道的进水连通。

5.根据权利要求1所述的发电***，其特征在于，所述高位水域(40)为蓄水库。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的发电***，其特征在于，所述抽水装置(61)为水泵水轮机，所述发电装置(62)为水轮发电机。