[发明专利]跨流域调水储能系统及调水储能方法

说明书

本发明公开一种跨流域调水储能系统及一种调水储能方法，特别涉及各大流域和骨干电网，属水资源与储能领域。本发明公开的跨流域调水储能系统是由各种跨流域的水道及调水储能电站按照本发明提出的调水储能技术方法构建组成的多层级系统，它不仅可以实现各种区域规模的水资源配置同时还建立相应的水力储能系统。根据本发明公开的跨流域调水储能系统实施例，本发明的目的和用途不限于：建设一种跨流域河湖大循环和相应节点的调水储能电站，不仅可以实现水资源宏观整体配置同时对国家电网与南方电网进行并网调控即河湖储能与水力发电，有效解决水资源供需矛盾和开发利用问题、电力供需矛盾和弃能问题。

技术领域

本发明属水资源与储能领域，涉及一种跨流域调水储能系统、一种调水储能方法，特别涉及各大流域和骨干电网，有效解决国土空间水资源分配不均衡，系统地配置国家水资源，同时利用水电、火电、风电、光伏、核电等各种弃能，系统地调控国家骨干电网。

背景技术

水是地球上最不可或缺的一种资源，无论是对于人类还是大自然，水的重要性不言而喻。水资源具有不均衡性，这种不均衡性不仅随着季节变化，而且随着流域、地区的不同而显著不同。在中国突出表现为，南方水多，北方缺水。南方汛期洪涝灾害频繁，水资源利用率普遍较低；北方尤其是西北，累月经年持久缺水，大片国土沙漠化。随着全球气候变暖的趋势逐渐加剧，水资源的不均衡性变得更加严峻，成为制约可持续发展的一个主要原因。

水的能动性使之成为地球上用之不竭、费用低廉、可循环利用的一种绿色能源。当江河之水储存于水库时，不仅是资源的储藏，也是能源的储藏。水能具有不均衡性，这种不均衡性通常随着季节变化，而且随着流域、地区的不同而显著不同。主要表现为，中国西南和西北地势高，江河水能较为集中但水量不足、利用率不高且基本开发殆尽；东部尤其是东南，地势偏低，尽管水资源丰富但江河水能较少。

目前，南水北调是新中国成立以来最大的调水规划，其中，中线工程和东线工程已经建成。中线几乎完全依赖自流，东线则主要依赖梯级泵站提水。各种西线方案为了达到“自流”的目的，不惜建超级大坝，不惧建超长隧洞，即使被迫提水也是尽可能压低泵站的水头。更不用说各种大西线方案几乎清一色围绕青藏高原取水，忽视高原本身水资源贫乏的事实，忽视上游生态及地质环境脆弱的状况，并影响其下游梯级发电和水资源利用。

目前，抽水蓄能是一种最常用、最有效的大规模储能方式，其能源转换效率高达75%到80%。为了应对全球气候变化，将风力发电和光伏发电等具有间歇性、波动性的可再生绿色能源纳入能源互联网的需求与月俱增，包括风能、太阳能在内的各种弃能对大规模储能系统的需求有增无减。然而，现有抽水蓄能电站各自为阵，止步于为发电而蓄能，局限于水的能源属性而忽视水的资源属性，忽视现有江河湖库和水利水电工程，陷入上下库“死循环”。

发明内容

发明要实现的目标

由于水资源的不平衡性、不确定性，中国南方汛期降雨多而弃水、北方降雨水少而缺水、以及枯水期干旱，无论是南方还是北方，都存在水资源供需矛盾和开发利用问题。由于能源和电网的不平衡性、不稳定性，无论是国家电网、还是南方电网，无论是可再生能源的风电、光伏、水电等， 还是火电、核电等，都存在电力供需矛盾和弃能问题。

为克服上述现有技术的缺陷并解决面临的问题，本发明提供一种跨流域调水储能系统以及调水储能方法，将跨流域调水与大规模储能相结合，对不同流域的江河湖库进行有效调控、进行跨流域水资源配置，同时，对电网进行有效调控，充分利用各种弃能进行河湖储能与水力发电，实现水资源和水能的双重循环与可持续利用，既提升水资源配置与供给水平、有效应对国土空间水资源不均衡挑战，又提升国家骨干电网峰谷平衡能力、确保电网稳定与安全。

用于实现目标的方案：一种跨流域调水储能系统

为了实现上述目标，本发明提供一种跨流域调水储能系统，该系统包括：