[发明专利]一种竖管充排海水蓄能提升调峰电源能效的方法与系统

说明书

本发明公开了一种竖管充排海水蓄能提升调峰电源能效的方法与系统，包括竖管群、电动机组、可逆式水泵水轮机组和发电机组，竖管群的上端封闭且沿竖直方向伸出海平面外，竖管群的下端伸入海中后，与可逆式水泵水轮机组连接，可逆式水泵水轮机组并联有进水截止阀和排水截止阀，可逆式水泵水轮机组和发电机组连接并置于海底，电动机组两端分别连接至可逆式水泵水轮机组和燃气—蒸汽联合循环机组。在用电谷期，燃气—蒸汽联合循环机组中过剩的输出电力驱使电动机组转动，可逆式水泵水轮机组将竖管群内的水排出，在竖管群内蓄能，减少了能源浪费。竖管群的一端露出海面，通气孔与竖管群的竖管内部连通，竖管群的管壁承受压力小，对材质要求低，建造成本低。

技术领域

本发明涉及电力蓄能调控技术领域，进一步涉及燃气—蒸汽联合循环调峰技术领域，特 别是涉及一种竖管充排海水蓄能提升调峰电源能效的方法与系统。

背景技术

电力从生产到输送再到使用是同时发生的，一般也无法直接大规模存储电力；而在实际 工程应用中，需求侧负荷受昼夜、季节的影响波动性比较大，往往与热电联产系统输出的电 功率不匹配；电力负荷需求瞬息万变，例如在一天之中，下半夜低谷时期的电力需求往往是 白天、上半夜高峰时期电力需求的一半甚至更少；因而电站需采取系列措施协调相关发电设 备以实现合理的电力供需平衡；对燃气—蒸汽联合循环机组而言，这样的峰谷调节灵敏度往 往受到运行设施的限制；实际工程应用过程中，往往因而造成电力过剩、系统效率低等问题。 因此需要采用合理的调控方式以及合理可行的蓄能方式来提升调峰电源的能效，减少能源浪 费，实现更好的能源有效利用。

目前海水抽水蓄能技术日趋成熟，应用越来越广泛。海水抽水蓄能系统是指以传统的抽 水蓄能系统为基础，利用海水作为一种新型的泵送蓄能形式，在一定距离上建造的一个高原 水库，作为高位水库系统，而利用海洋作为低储层；海水抽水蓄能电站作为抽水蓄能电站的 一种新型式，是一项能够实现大规模和长时间电能存储的储能技术。但传统的海水抽水蓄能， 一般是在相对高位处建立高原水库；致使建筑工程巨大，耗资高昂。

目前，利用海洋作为储释能场所进行剩余电力存储的发明设计思路已有。申请公布号为 CN 105927455 A、申请日为2016年6月29日的发明专利申请公开了名称为一种利用海底压 力能的储水发电系统的专利文件，主要包括存储容器、海水抽水蓄能机组和压力管道；一定 程度上解决传统抽水蓄能对淡水资源的依赖、电力过剩存储的问题。但是参考文件中并未公 开提升调峰电源能效的方法，另外，由于存储容器置于海底，建造和维护成本高，不适宜大 范围推广。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种竖管充排海水蓄 能提升调峰电源能效的方法与系统，实现提升联合循环调峰性能和减少能源浪费。

根据本发明的第一方面实施例，提供一种竖管充排海水蓄能提升调峰电源能效的系统， 包括竖管群、电动机组、可逆式水泵水轮机组和发电机组，所述可逆式水泵水轮机组和发电 机组置于海底，所述电动机组的一端与可逆式水泵水轮机组的动力源连接，电动机组的另一 端连接至燃气—蒸汽联合循环机组，所述发电机组与可逆式水泵水轮机组的发电输出端连接， 所述竖管群的下端伸入海中后，通过进出水口与可逆式水泵水轮机组的第一水口连接，竖管 群的上端设有通气孔，竖管群的上端竖直方向伸出海平面外，可逆式水泵水轮机组的第二水 口并联有进水截止阀和排水截止阀。

上述系统至少具有以下有益效果：在用电谷期，燃气—蒸汽联合循环机组中过剩的输出 电力驱使电动机组转动，可逆式水泵水轮机组将竖管群内的水排出，在竖管群内蓄能，减少 了能源浪费，提高了燃气—蒸汽联合循环机组中燃气轮机的运行效率与能源利用率，极大程 度地解决了电力过剩的问题；在用电峰期，海水沿着管路和可逆式水泵水轮机组进入竖管群， 可逆式水泵水轮机组驱使发电机组发电，并将电力输出，对外界负荷变化的适应性强，调峰 速度快，启停简单迅速。竖管群的一端露出海面，通过通气孔与竖管群的竖管内部连通，竖 管群的管壁承受压力小，对材质要求低，建造成本低。