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原文传递阶梯式虚拟抽水蓄能电站

专利名称：	阶梯式虚拟抽水蓄能电站
摘要：	本发明公开了属于电力储能领域的一种阶梯式虚拟抽水蓄能电站，高压水池、低压水池和缓冲液压池引出压强不等的水头端口，压强不等的各水头端口通过液体管道与抽蓄发电单元相连；缓冲液压池的内部压强通过稳压策略控制，以保证各水头端口间的压强恒定。本发明采用虚拟抽蓄技术在高水头需求下进行水头的合理拆分，降低能量损失，降低设备的制造难度；采用缓冲液压池设计稳定水头端口压强，配合多种稳压调节形式，提升电站运行的稳定性；根据抽蓄发电单元中水力设备的运行特性，合理设置水头端口压强，或根据水头端口压强设定，合理选择水力设备，保证电站运行的高效率；电站设备分布集中，便于集约控制，集中化管理。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	华北电力大学
发明人：	姜彤;崔岩;张璐路;陈紫薇;傅昊
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-09T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910383363.0
公开号：	CN110158552A
代理机构：	北京众合诚成知识产权代理有限公司
代理人：	黄家俊
分类号：	E02B9/00(2006.01);E;E02;E02B;E02B9
申请人地址：	102206 北京市昌平区朱辛庄北农路2号
主权项：	1.一种阶梯式虚拟抽水蓄能电站，其特征在于，包括：高压水池(1)、低压水池(2)、至少一个缓冲液压池(3)和至少两级抽蓄发电单元(4)；其中高压水池(1)、低压水池(2)和缓冲液压池(3)引出压强不等的水头端口(5)，各水头端口(5)之间形成势能源，各势能源间连接抽蓄发电单元(4)。 2.根据权利要求1所述的一种阶梯式虚拟抽水蓄能电站，其特征在于，所述缓冲液压池(3)为压缩空气和水共存的压力容器、受外力作用的液压活塞形成的压力容器、一定高度的水池及其下连管道中的一种或多种的组合；当缓冲液压池(3)为受外力作用的液压活塞形成的压力容器时，液压活塞承受外力形式可为重物重力、弹簧弹力、磁排斥力；缓冲液压池(3)的内部压强通过稳压策略控制，以保证各水头端口(5)间的压强恒定。 3.根据权利要求2所述的一种阶梯式虚拟抽水蓄能电站，其特征在于，所述稳压策略主要包括缓冲液压池自调节、抽蓄发电单元流量调节和外增设备恒压调节三种稳压调节形式中的一种或多种；缓冲液压池自调节是指利用缓冲液压池(3)自身特性，运行过程中自动限制水头端口(5)压强波动；抽蓄发电单元流量调节是指通过对抽蓄发电单元(4)水门、转速进行控制，调整抽蓄发电单元(4)的流量，从而维持水头端口(5)压强恒定；外增设备恒压调节，是指在缓冲液压池(3)外部增加液体支路或气体支路，实现缓冲液压池(3)水头端口(5)压强恒定；所述液体支路为：在缓冲液压池(3)底部经液体管道串接水泵和水轮发电机，通过控制水泵、水轮发电机的工作状态调整缓冲液压池(3)的进出水量，从而控制水头端口(5)压强；所述气体支路为：当缓冲液压池(3)为压缩空气和水共存的压力容器、受外力作用的液压活塞形成的压力容器时，在缓冲液压池(3)顶部设置气体端口，经气体管道与空压机和膨胀机相连，通过控制空压机、膨胀机组的工作状态调整缓冲液压池(3)的进出气量，从而控制水头端口(5)压强。 4.根据权利要求1所述的一种阶梯式虚拟抽水蓄能电站，其特征在于，所述高压水池(1)为山体上水池及其下连管道、或为内部混合压缩空气和水的压力容器、或为外力作用的液压活塞。 5.根据权利要求1所述的一种阶梯式虚拟抽水蓄能电站，其特征在于，所述抽蓄发电单元(4)为直连活塞缸形式的液压机构或直连水轮机形式的轮机机构；直连水轮机形式又包括水轮发电机和水泵的组合形式、可逆式水轮机组，实现将两个水头端口(5)间的液体势能转化成电能。 6.根据权利要求5所述的一种阶梯式虚拟抽水蓄能电站，其特征在于，所述直连活塞缸形式的液压机构为利用连杆连接一组活塞和外部电力设备，活塞的内腔通过阀门和管道连接一组势能源，实现将两个水头端口(5)间的液体势能转化成连杆的平动动能，再通过外部电力设备转化成电能。 7.根据权利要求1所述的一种阶梯式虚拟抽水蓄能电站，其特征在于，所述水头端口(5)任意两个为一组势能源，两组或多组势能源通过势能转换单元(6)相接；其中势能转换单元(6)为同轴多活塞缸形式的液压机构或同轴水轮机形式的轮机机构；势能转换单元(6)使用势能转换单元流量调节对势能转换单元(6)所连接的两组势能源进行稳压调节。 8.根据权利要求7所述的一种阶梯式虚拟抽水蓄能电站，其特征在于，所述同轴多活塞缸形式的液压机构，采用面积不同的两组活塞串联成活塞组，两组活塞之间通过连杆连接，两组活塞的活塞腔通过阀门和管道分别连接两组势能源；实现将一组势能源液体势能转化成连杆的平动动能，进而转化成另一组势能源的液体势能。 9.根据权利要求7所述的一种阶梯式虚拟抽水蓄能电站，其特征在于，所述同轴水轮机形式的轮机机构，采用面积不同的两组同轴旋转叶片，分别通过阀门和管道连接到两组势能源；实现将一组势能源液体势能转化成叶片的转动动能，进而转化成另一组势能源的液体势能。 10.根据权利要求7所述的一种阶梯式虚拟抽水蓄能电站，其特征在于，所述的势能转换单元流量调节是指通过对势能转换单元(6)连杆速度、叶片转速进行控制，调整势能转换单元(6)连接的两组势能源流量，从而维持水头端口(5)压强恒定。
所属类别：	发明专利