[发明专利]风水结合发电法及装置

说明书

技术领域：

本发明涉及电学风力发电，特别是一种利用风力提水与水力发电结合的发电法及装置。

背景技术：

目前，各地的风力发电站与水力发电站各自独立运行。这样，水力发电站只能建在既有水流，且水流落差大的地方。象海岛，有取之不尽的海水，但没有大的落差水流就无法建水电站。而单独运行的风力发电站，风力接收转换机构直接带动发电机发电并经整理后输出，由于风力大小不定，时有时无，所输出的电能频率和大小不定，无法连续大能量的输出平稳电力，影响了风电的入网。经有关专家测定，风电入网量不能超过整个电网装机总量的10％，否则就影响整个电网的平稳运行，从而成为制约大规模开发利用风能的瓶颈，如中国最大的风电厂——新疆达坂城风力发电二厂，总发电量才5.75万KW。为了解决这一问题，现有技术多采用整流、电瓶储存、逆变的方法，象中国专利申请号为00120550.1的专利技术《一种提高风力发电能量利用率的送变电装置》。由于电瓶储存的能量小，相对造价高，而且经过逆变后的电流谐波分量大，容易对整个电网造成不良影响。北京十三陵蓄水电厂，它是用电力抽水蓄电，只是起到了用电谷峰调节作用，这与风力发电无关。

发明内容：

本发明的目的是要提供一种能大规模开发利用风能，连续平稳的输出电能并不受入网量限制的发电法及装置。它将风力提水和水力发电结合起来，利用风力提水系统，将低位水库中的水提向高位水库中储存，使风能以势能的形式大容量的储存在高位水库中，水力发电系统利用储存在高位水库中的水发电，将这种势能转换为电能，从而完成整个能量的转换，使时有时无、时大时小的风能转换为连续平稳的电能。利用高位水库的水储存风能，容量大，便于实施，使风力提水和水力发电有机地结合起来，使风能利用率提高，输出电力频率和大小保持稳定，不受入网量的限制，而且能充分地发挥资源优势。象江河湖海沿岸地区，虽然没有自然的高落差水流，但有山有水有风，就可以建风水发电站，特别是对海岛和丘陵山区的风力资源大规模开发利用提供了技术保障，许多海岛荒山就可以成为能源基地。

具体实施方式：

本发明所述风水结合发电法及装置，它是由风力提水系统、水力发电系统、低位水库、高位水库组成。其中，风力接收转换部分由风力提水系统、低位水库、高位水库构成，发电部分由水力发电系统构成。风力提水系统包括风力接收机构和提水机，风力接收机构将接收的能量提供给提水机，提水机把低位水库中的水提往高位水库中。根据自然环境条件，低位水库和高位水库的形式多样，既可以是江河湖海、水湾水池，也可以是人工水库、水井池塘，或是水箱水塔。水力发电系统由输水通道、水力发电机和电力输出控制网络组成，通过输水通道水力发电机利用高位水库中的水发电，经电力输出控制网络输出电能。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

包括风力提水系统、水力发电系统、低位水库、高位水库的风水结合发电法及装置，风力提水系统中的风力接收机构由风力发电机和自动控制配电网络组成，提水机用的是电动抽水机，风力发电机将风能转化为电能，经自动控制配电网络，将电能送给电动抽水机，电动抽水机将低位水库中的水提升到高位水库中。风力发电机可以是单台，也可多台并网发电。根据风场资源情况，电动抽水机采用多台多路控制，即多台电动抽水机分多条通道把水从低位水库抽向高位水库，每一条通道的电动抽水机就为一路负载，当风力较小时，只带一路负载，当风力逐渐加大时，自动控制配电网络便根据测试的结果逐渐增加通电的路数，当风力逐渐减弱时，自动控制配电网络就逐渐的卸载。这样不管风力有多大变化，风力发电机能始终处于满负荷工作状态，以最大限度地利用风能，它特别适合于大中型风水发电站工程。

实施例2

包括风力提水系统、水力发电系统、低位水库、高位水库的风水结合发电法及风水电站，其中，风力提水系统直接由风轮、水车或提水机组成。风轮采集风力，直接带动水车或提水机将水从低位水库提往高位水库中，完成风能到势能的转换。对于风轮、水车或提水机而言，这属一带一形式，既一个风轮带一台水车或提水机，这适合于小型风水发电站工程。