[发明专利]一种沉箱/气缸连动多物理量排水蓄能系统及控制方法

权利要求书

1.一种沉箱/气缸连动多物理量排水蓄能系统，其特征在于，包括：

功能性蓄水罐、控制器、抽排水发电一体机、水中密封沉箱、水流发电机组、压进排储气系统；功能性蓄水罐位于水体周边；

其中，密封沉箱两侧面各嵌入安装一套水流发电机组；

密封沉箱置于水体下预定的深度，上部通过管道分别与抽排水发电一体机和压进排储气系统连接；

所述的密封沉箱上部两侧分别安装有可伸缩抽排水管道和可伸缩主进排气管道，可伸缩抽排水管道经密封沉箱上部一侧贯穿安装，可伸缩抽排水管道下端置于密封沉箱近底部，与密封沉箱内部连通，可伸缩抽排水管道上端与抽排水发电一体机一端连接；

抽排水发电一体机另一端与三通阀门连接，抽排水发电一体机通过三通阀门的切换，分别与水体排水管道连通或与功能用水管道连通；

所述的压进排储气系统包括可伸缩主进排气管道、空压发电一体机、双向逆止阀、多台压缩气体活塞缸、密封沉箱进排气口阀门和进排气阀门；其中，第一台压缩气体活塞缸到第n台压缩气体活塞缸Yn置于密封沉箱外底部，一方面对密封沉箱的锚定作用，另一方面利用密封沉箱浮力和重力对第一台压缩气体活塞缸Y1到第n台压缩气体活塞缸Yn做功，吸收或压缩气体；

可伸缩主进排气管道一端分别与密封沉箱进排气口阀门和双向逆止阀连接；密封沉箱进排气口阀门与密封沉箱上一侧连接，形成密封沉箱内部气体对外的流通通道；可伸缩主进排气管道通过双向逆止阀、空压发电一体机、可伸缩进排气管道与多台压缩气体活塞缸连接；可伸缩主进排气管道另一端通过进排气阀门与大气连通。

2.按照权利要求1所述的一种沉箱/气缸连动多物理量排水蓄能系统，其特征在于，

所述的压缩气体活塞缸Yn内包括活塞、气缸体和气缸进排气管道，螺纹管连杆与密封沉箱底脚连接，在密封沉箱浮力和重力的作用下往复运动，对压缩气体活塞缸Yn做功，吸收或压缩气体；气缸进排气管道一端与气缸体底部连通，另一端与可伸缩进排气管道连通，实现气缸进排气通道；

其中，第一台压缩气体活塞缸Y1到第n台压缩气体活塞缸Yn均匀分布固定安装在水体底部，每个压缩气体活塞缸的螺纹管连杆上端与密封沉箱ST底脚连接；第一台压缩气体活塞缸Y1到第n台压缩气体活塞缸Yn相互之间由气缸进排气管道连接，再与可伸缩进排气管道一端连接；可伸缩进排气管道另一端通过空压发电一体机、双向逆止与可伸缩主进排气管道连接；

可伸缩主进排气管道上端安装有进排气阀门，控制气体进入和排出，可伸缩主进排气管道下端安装密封沉箱进排气口阀门，控制密封沉箱气体进入和排出；

其中，双向逆止阀内含有A、B两个不同方向的逆止阀，A逆止阀气流方向定义为双向逆止阀的进出气口端；A逆止阀气流方向是由可伸缩主进排气管道，通过空压发电一体机经可伸缩进排气管道到第一台压缩气体活塞缸Y1到第n台压缩气体活塞缸Yn吸进气体；B逆止阀气流方向由第一台压缩气体活塞缸Y1到第n台压缩气体活塞缸Yn经可伸缩进排气管道，再通过空压发电一体机到可伸缩主进排气管道，第一台压缩气体活塞缸Y1到第n台压缩气体活塞缸Yn排出气体发电。

3.一种针对权利要求1-2之一所述的一种沉箱/气缸连动多物理量排水蓄能系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、初始状态计算；

步骤2、密封沉箱内注水发电和压缩气体储能；

步骤2.1、控制水流发电机发电做功功率；

步骤2.2、密封沉箱储气和气流发电；

步骤2.3、压缩气体保证水流发电机最佳发电；

步骤2.4、调控排气保证最佳功率输出；

步骤2.5、控制水流发电机阀门关闭；

步骤2.6、压缩气体排气应急发电；

步骤3、余电排水蓄能，具体包括；

步骤3.1、P_余电≥P_δ余电、P_t压缩＞P_δ时保证蓄水最大容量；

步骤3.2、新能源发电余电小于阈值或趋近于零时，压缩气体压力排水蓄能；

步骤3.3、压缩气体助力抽排水发电一体机排水蓄能；

步骤3.4、利用余电保证蓄水储能的最大容量。