[发明专利]大功率水底恒压蓄能电站

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄能电站，具体地说是一种大功率水底恒压蓄能电站。

背景技术

海上各种分散不稳定的可再生能源如何开发利用和电网蓄能调峰一直以来难以有效解决。现有电网蓄能调峰一种有效方法是建立抽水蓄能电站，但这种抽水蓄能电站存在的问题是场址选择困难，占地面积大，建设周期长，投资偏大。现有可再生能源开发利用和电网蓄能调峰的另一个方法是建设压气蓄能电站，而这种压气蓄能电站也存在如下的问题：一是由于其利用的是废弃的矿山洞库、或地下储水层，或埋于地下或水底的压力容器内，所以这种电站对地质构造、壳体的耐压性、密闭性有严格要求；二是由于压缩空气输出时气压为变量，压力随输出时间不断下降，下降到一定压力停止工作，所以存在发电的不稳定性和能量利用的不完全性；三是安全性低，矿山洞库、地下储水层、埋于地下和水底的压力容器都需要承受压缩空气的压力，且在陆地上，所以存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是设计出一种大功率水底恒压蓄能电站。

本发明要解决的是现有抽水蓄能电站存在的场址选择困难、建设周期长、投资偏大的问题；压气蓄能电站存在的对地质构造、壳体耐压性、密闭性要求严格，发电不稳定和能量利用不完全、安全性低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明包括能源转换装置、发电控制装置、管道电缆和水底蓄能仓群体，水底蓄能仓群体通过管道电缆和能源转换装置连接，发电控制装置控制水底蓄能仓群体和能源转换装置的动作；所述的能源转换装置的功能是在发电控制装置的自动控制下，把电能或可再生能源转化为压缩空气能，再通过管道电缆输入到水底蓄能仓群体储存；或者是在发电控制装置的自动控制下，把已储存在水底蓄能仓群体内的压缩空气能转变为电能；水底蓄能仓群体的功能是大量贮存压缩空气能。

本发明由于采用了以上的方案，使本发明具备的有益效果在于：一是可在水底大量长期储存电网谷电剩余电能和各种可再生能源，包括风能、波浪能、潮汐能、太阳能等，本发明起动快速，便于电网调峰之用；二是本发明装置利用水底恒定静压压蓄能贮气胶袋输出压缩空气，输出时气压恒定、能量利用完全；三是适用范围广，凡是水深大于50米的海、江、河、湖和水电站库区均可建立水底恒压贮气蓄能电站，水深越大，蓄存能量越多，尤其是深海更适合建大型蓄能电站；四是水底蓄能仓群体模块化结构，蓄能电站规模可大可小，更有利于分散的海洋可再生能源的开发利用；五是水底蓄能仓群体为钢筋混凝土结构，内外压力相等，为非承压壳体，建设成本和维护成本低，建设周期短、使用寿命长，便于就地工业化生产；六是能自动浮升转移，在水底不受环境影响和人为破坏，不大量占用陆地资源，可以平战结合，即使压缩空气泄漏也不会影响生态环境。

附图说明

图1为本发明的总体方框图。

图2为本发明水底蓄能仓的结构示意图。

图3为测量控制室放大图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，本发明包括能源转换装置、发电控制装置、管道电缆和水底蓄能仓群体。水底蓄能仓群体通过管道电缆和能源转换装置连接，发电控制装置控制水底蓄能仓群体和能源转换装置的动作。

所述的能源转换装置的功能是在发电控制装置的自动控制下，把电能或可再生能源转化为压缩空气能，再通过管道电缆输入到水底蓄能仓群体储存；或者是在发电控制装置的自动控制下，把已储存在水底蓄能仓群体内的压缩空气能转变为电能；水底蓄能仓群体的功能是大量贮存压缩空气能。水底蓄能仓群体贮存压缩空气能的多少与所处的深度和群体数量有关，水深越深，群体数量越多则贮存的空气压缩能越多。通常水深每增加10米，贮存压缩空气能就增加约一倍。

能源转换装置包括空压机组、双向涡轮压气发电机组和再生能源压气装置。

空压机组的功能是把可再生能源(可再生能源包括风力发电、波浪发电、潮汐流能发电、太阳能光电池等)产生的不稳定电能通过该空压机组转化为压缩空气能。

双向涡轮压气发电机组的功能是把电网深夜富余电能通过该双向涡轮压气发电机组转化为压缩空气能；或是把贮存在水底蓄能仓群体的压缩空气能重新转变成电能。

上述由空压机组、双向涡轮压气发电机组转换的压缩空气能，在发电控制装置的自动控制下，通过管道电缆输入到水底蓄能仓群体储存。

再生能源压气装置的功能是将各种可再生能源动力直接转换为压缩空气能，得到的压缩空气能在发电控制装置的自动控制下，通过管道电缆输入到水底蓄能仓群体储存。

需要发电时，通过双向涡轮压气发电机组将压缩空气能转为电能。