CN102655331A - 一种水面太阳能水力联合发电方法 - Google Patents
一种水面太阳能水力联合发电方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102655331A CN102655331A CN2012101160812A CN201210116081A CN102655331A CN 102655331 A CN102655331 A CN 102655331A CN 2012101160812 A CN2012101160812 A CN 2012101160812A CN 201210116081 A CN201210116081 A CN 201210116081A CN 102655331 A CN102655331 A CN 102655331A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solar energy
- solar
- power generation
- hydraulic generator
- generator unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 20
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 claims description 4
- 208000018883 loss of balance Diseases 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 2
- 241000127225 Enceliopsis nudicaulis Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005619 thermoelectricity Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
一种水面太阳能水力联合发电方法。本发明属于电力系统应用领域，具体是太阳能与水力联合发电的方法。本发明提出利用水电站水库设置水面太阳能发电装置，太阳能发电装置发出的直流电经逆变器转化为与电网同频率、同相位的正弦波交流电，经太阳能发电装置的升压变压器升压后并入联合发电发电装置出口母线，通过集中控制室控制水轮发电机组，使太阳能发电装置与水轮发电机组联合发电，再经主变压器送电网变电站。本发明的方法简单易行，较好地解决太阳能发电装置占用巨大土地面积和水力发电装置枯水期不能连续稳定发电、太阳能发电装置间歇性不稳定发电的问题。
Description
技术领域
本发明属于电力系统应用领域，具体是太阳能与水力联合发电的方法。
背景技术
可持续发展是本世纪人类面临的重大课题。太阳能量巨大，日照地球40分钟足以满足全人类一年的能源需求，取之不尽、用之不竭、清洁环保，不受地域限制。
目前世界各国充分重视开发新能源和现有能源的合理利用，大力发展新能源发电产业，以缓解化石能源发电高污染、高耗能问题。太阳能太阳光电或光热变换发电装置得到极大的发展，各种新能源发电形式受到广泛关注。
太阳能发电装置需占用巨大土地面积，在耕地资源非常稀缺的情况下，除沙漠以外地区几乎不能大规模建设。
现有的太阳能发电装置光照能量密度小，发电效率与季节、昼夜及阴晴等气象条件密切相关，光电、光热转换效率不高，存在光伏发电出力不稳定,不能连续在网运行的缺陷，年运行小时为1500～2500，由于光照间歇变化造成脱网事故的概率较大，影响了电网调峰、调频，大规模应用太阳能已成为电网安全稳定运行的技术瓶颈。
电网传统发电形式中火电、水电、核电、燃气等统调发电机组有着强大的自动调节能力，可吸纳部分太阳能、风能等间歇能源，但包括家庭太阳能、风能在内的并网间歇能源发电机组不能超过电网总装机容量的20%，否则易出现电网系统崩溃事故。大规模应用太阳能、风能已成为电网安全稳定运行的技术瓶颈。见附图1传统发电系统示意图。
建设水电站要淹没大量土地，而目前水电站建成后巨大的水库面积几乎没有利用，土地资源的利用率很低。
水电站年运行2500～6000小时，受季节影响，枯水期不能连续稳定发电，影响电网调峰、调频和安全运行。
中国专利文献的相关技术检索情况与本发明一种水面太阳能水力联合发电方法相比有以下差异。
1、《一种太阳能抽水蓄能联合发电系统》发明（申请号02134734.4）,该发明的技术方案是通过太阳能转化为热能生产蒸汽，再用蒸汽驱动抽水泵抽水蓄能，根据电网需求由水轮机组统一发电，该技术经太阳能——热能——蒸汽——抽水泵——水轮机组多次转换能源形式，能耗损失较大。
2、《全方向高效聚光太阳能水电一体化发电装置》实用新型（申请号200820185104.4）是一种全方向聚光太阳能发电系统，包括聚光器、太阳能发电单元、换热器。太阳能发电单元包括安装于同一换热器上的若干只串联电池片和并网逆变电源,若干只电池片串联形成的直流高压输出端与并网逆变电源输入端相连,形成一个独立整体结构的太阳能发电单元;若干只串联电池片的上方设有由球形空腔透镜和聚光漏斗组成的聚光器,将全方向的太阳光聚焦于若干只串联的电池片上，换热器安装于水箱内上部,将换热器交换的热水循环再利用，该技术未能充分利用巨大的水库面积，该技术未解决光伏发电出力不稳定,不能连续在网运行的技术难题。
3、《波形瓦聚光太阳能水电一体化建筑模块》发明（申请号201010125392.6）是一种波形瓦聚光太阳能水电一体化建筑模块，将若干只串联电池片安装于换热器上，形成独立结构的太阳能发电单元，若干太阳能发电单元串联形成的直流高压输出端与并网逆变电源输入端相连，形成独立整体结构的太阳能发电并网系统，通过波形瓦聚光组件将太阳光线聚焦于若干只串联的电池片上，省去太阳光跟踪器，减少太阳能电池片用量，配套使用散热系统，热水循环利用，与建筑相结合实现太阳能热水和发电一体化，该技术是太阳能热水器和光伏并网发电的结合，未解决光伏发电出力不稳定,不能连续在网运行的技术难题。
4、《一种利用风能和太阳能综合发电的小水电站发电装置》实用新型（申请号200920101784.1）由无杆汽缸、加压罐、输气管、风囊、风囊支架、单向透气膜、单向气阀、太阳能热水器热水箱、易汽化的液体箱、活塞、进气口、排气口、单向阀、进液口、排液口、回液管、气压阀、储气(液)罐、气马达、发电机构成；利用水能、太阳能和风能转化成热能推动无杆汽缸和风囊产生压缩空气和水，经加压罐产生高压，通过气动马达带动发电机发电，该技术经汽缸——加压罐——太阳能热水器——液体箱——储气(液)罐——气马达——发电机多次转换能源形式，能耗损失较大。
5、《一种太阳能水电联产设备》实用新型（申请号：201120171058.4，）包括太阳能发电系统和海水淡化系统；太阳能发电系统包括：碟式太阳能聚光系统，将阳光聚焦到其吸收器上，吸收器吸收辐射并加热循环流体；低参数汽轮发电机组，在加热后的循环流体驱动下发电；双层主动盘式太阳能海水淡化装置，其下层引入汽轮机乏汽对上层的海水加热；循环泵，将换热后的低温低压循环流体泵送到吸收器；海水淡化系统包括：海水供水泵，过滤网设置于海水供水泵入口，将海水泵送到双层主动式盘式太阳能海水淡化装置的上层，同时发电和进行海水淡化。该技术经碟式太阳能聚光系统-吸收器-加热循环流体-低参数汽轮发电机组多次转换能源形式，与本发明一种水面太阳能水力联合发电方法相比，仍未解决太阳能发电装置间歇性不稳定发电的难题，而且能耗损失较大。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种水面太阳能水力联合发电方法，它可较好地解决太阳能发电装置占用巨大土地面积和水力发电装置枯水期不能连续稳定发电、太阳能发电装置间歇性不稳定发电的问题。
实现本发明目的所采用的技术方案是：利用水电站水库设置水面太阳能发电装置，太阳能发电装置发出的直流电经逆变器转化为与电网同频率、同相位的正弦波交流电，经太阳能发电装置的升压变压器升压后并入联合发电发电装置出口母线，通过集中控制室控制水轮发电机组，使太阳能发电装置与水轮发电机组联合发电，再经主变压器送电网变电站。
太阳能发电装置和水轮发电机组分别设置有关口电量表进行分别计量，通过集中控制室AGC（自动发电装置）来控制水轮发电机组，在水量及阳光充足时，太阳能发电装置和水轮发电机组同时发电，这时通过集中控制室控制水轮发电机组的运行，满足电网调峰调频要求；枯水季节阳光充足时，太阳能发电装置优先发电，水轮发电机组停机蓄水，阳光缺失时水轮发电机组发电，平衡缺失的太阳能电量；水轮发电机组停运时太阳能发电装置供发电系统厂用电备用电源。
太阳能发电装置和水轮发电机组分别设置有关口电量表分别计量，通过集中控制室AGC（自动发电装置）来控制水轮发电机组，在水量及阳光充足时，太阳能发电装置和水轮发电机组同时发电，这时通过集中控制室控制水轮发电机组的运行，满足电网调峰调频要求；枯水季节阳光充足时，太阳能发电装置优先发电，水轮发电机组停机蓄水，阳光缺失时水轮发电机组发电，以平衡缺失的太阳能电量；水轮发电机组停运时太阳能发电装置供发电系统厂用电备用电源。
本发明的有益效果如下。
①面积巨大的水库水面在水电站建成后得到了利用，太阳能与水力发电装置联合发电解决了两种发电装置土地问题的出路，若建设3000万千瓦太阳能与水电联合发电站，可节省耕地占用费360亿元（3万元/亩，1万千瓦太阳能发电装置覆盖水面面积400亩）。
②通过集中控制室AGC（自动发电控制装置）控制水轮发电机组与太阳能发电装置联合调度发电，利用同一送出线路向电网供电，太阳能、水电的发电特点得到充分发挥，可实现送出电量的平衡稳定，使联合发电站能够安全运行，满足电网调峰、调频发电要求，使大规模应用太阳能成为了可能。
③太阳能水电联合调度，用同一送出线路向电网供电的发电技术，每个项目可以节约送出线路重复投资5千万元以上；太阳能水力联合发电光水互补，枯水季节太阳能发电时水轮发电机可停机蓄水储能，雨季白天太阳能少发，水能多发，用这种方式每个水力发电站可以多增加利用小时1000以上。
④本发明提出的太阳能水电联合发电技术对中国二氧化碳减排意义重大，中国高碳能源结构中电力70%-80%以煤为燃料，每1千瓦时电量产生二氧化碳860克，2010年全国排放二氧化碳28.62亿吨，若建设3000万千瓦太阳能水力联合发电系统，太阳能发电装置2000利用小时可发电600亿千瓦时，减排二氧化碳0.516亿吨；3万亿千瓦水力发电装置增加1000利用小时可发电3000亿千瓦时，减排二氧化碳2.58亿吨。
⑤1万千瓦太阳能发电装置覆盖水面面积0.2664km2（400亩），本发明提出的太阳能水电联合发电技术减少了水库水面蒸发，提高了水资源利用率，若建设3000万千瓦太阳能水力联合发电系统，按云南年平均蒸发量1000mm计算，每年可减少8亿吨水的蒸发，按5立方/1千瓦时水耗计算，可增加水力发电1.65亿度电。
附图说明
图1是传统发电系统的原理示意图。
图2是本发明发电系统流程示意图。
具体实现方式
参见图2，利用水电站水库水面设置大容量太阳能发电装置,将多个太阳能发电装置发出的直流电分组集中汇入逆变器转变为与电网同频率、同相位的正弦波交流电，通过太阳能升压变压器经关口电量表并入发电装置出口母线，水轮发电机组和太阳能发电装置设置关口电量表分别计量电量，经主变压器升压送入电网。通过水轮发电机组AGC（自动发电控制）装置实施太阳能发电装置与水轮发电机联合发电。这种发电方式提高了联合电站的发电能力，不会增加电网的短路容量，可避免逆变侧网络故障冲击发电机，满足电力系统潮流分布、继电保护和无功控制要求。
通过集中控制室控制太阳能发电装置和水轮发电机组发电，在水量及阳光充足时，太阳能发电装置和水轮发电机组同时发电，这时水轮发电机组可投入AGC（自动发电控制）装置，满足电网调峰调频要求；枯水季节阳光充足时太阳能发电装置优先发电，水轮发电机组停机蓄水，阳光缺失时水轮发电机组发电，平衡缺失的太阳能电量。水轮发电机组停运时太阳能发电装置供发电系统厂用电备用电源。本方法将太阳能发电装置和水轮发电机联合调度，将光伏、光热发电间歇发电, 枯水季节水力发电机组不能连续在网运行的缺陷平衡在相对稳定状态，在联合发电系统内实现电量的平衡稳定送出，满足电网调峰调频要求，在增加枯水季节水力发电能力的同时,为大规模利用太阳能创造条件。
上述流程图仅仅是为清楚地说明所作的实现方式，而并非对实现方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里不再对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (2)
1.一种水面太阳能水力联合发电方法，其特征在于：利用水电站水库设置水面太阳能发电装置，太阳能发电装置发出的直流电经逆变器转化为与电网同频率、同相位的正弦波交流电，经太阳能发电装置的升压变压器升压后并入联合发电发电装置出口母线，通过集中控制室控制水轮发电机组，使太阳能发电装置与水轮发电机组联合发电，再经主变压器送电网变电站。
2.按权利要求1所述的水面太阳能水力联合发电方法，其特征在于：太阳能发电装置和水轮发电机组分别设置有关口电量表进行分别计量，通过集中控制室来控制水轮发电机组，在水量及阳光充足时，太阳能发电装置和水轮发电机组同时发电，这时通过集中控制室控制水轮发电机组的运行，满足电网调峰调频要求；枯水季节阳光充足时，太阳能发电装置优先发电，水轮发电机组停机蓄水，阳光缺失时水轮发电机组发电，平衡缺失的太阳能电量；水轮发电机组停运时太阳能发电装置供发电系统厂用电备用电源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012101160812A CN102655331A (zh) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | 一种水面太阳能水力联合发电方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012101160812A CN102655331A (zh) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | 一种水面太阳能水力联合发电方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102655331A true CN102655331A (zh) | 2012-09-05 |
Family
ID=46730895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012101160812A Pending CN102655331A (zh) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | 一种水面太阳能水力联合发电方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102655331A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103117555A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-05-22 | 东南大学 | 一种新型太阳能辅助火电站一体化装置 |
| CN103956962A (zh) * | 2014-05-15 | 2014-07-30 | 无锡同春新能源科技有限公司 | 水库中建太阳能光伏电站与水力发电站成一体的供电装置 |
| CN106300437A (zh) * | 2015-05-13 | 2017-01-04 | 云南大唐国际那兰水电开发有限公司 | 水电站水力光伏联合发电方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110023296A (ko) * | 2009-08-31 | 2011-03-08 | 하태안 | 생활 가전기능을 구비한 발전시스템 학습교재 |
| CN201844350U (zh) * | 2010-10-15 | 2011-05-25 | 江西开昂新能源科技有限公司 | 一种太阳能风能并网式集中供电的路灯系统 |
| CN201865851U (zh) * | 2010-11-29 | 2011-06-15 | 山东省电力学校 | 一种多能源发电系统 |
| CN202168008U (zh) * | 2011-07-26 | 2012-03-14 | 杜荣熠 | 模块式漂浮于水面的太阳能光伏发电装置 |
-
2012
- 2012-04-19 CN CN2012101160812A patent/CN102655331A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110023296A (ko) * | 2009-08-31 | 2011-03-08 | 하태안 | 생활 가전기능을 구비한 발전시스템 학습교재 |
| CN201844350U (zh) * | 2010-10-15 | 2011-05-25 | 江西开昂新能源科技有限公司 | 一种太阳能风能并网式集中供电的路灯系统 |
| CN201865851U (zh) * | 2010-11-29 | 2011-06-15 | 山东省电力学校 | 一种多能源发电系统 |
| CN202168008U (zh) * | 2011-07-26 | 2012-03-14 | 杜荣熠 | 模块式漂浮于水面的太阳能光伏发电装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103117555A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-05-22 | 东南大学 | 一种新型太阳能辅助火电站一体化装置 |
| CN103956962A (zh) * | 2014-05-15 | 2014-07-30 | 无锡同春新能源科技有限公司 | 水库中建太阳能光伏电站与水力发电站成一体的供电装置 |
| CN106300437A (zh) * | 2015-05-13 | 2017-01-04 | 云南大唐国际那兰水电开发有限公司 | 水电站水力光伏联合发电方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114142791B (zh) | 一种多能互补的船舶用全天候淡-热-电联供系统 | |
| CN205356219U (zh) | 一种风光气储互补的热电联产系统 | |
| CN102562504B (zh) | 一种风能太阳能联合蓄能发电系统 | |
| Sanaye et al. | Cleaner production of combined cooling, heating, power and water for isolated buildings with an innovative hybrid (solar, wind and LPG fuel) system | |
| CN102935880B (zh) | 可移动新能源海上产业公共平台 | |
| CN111900806A (zh) | 一种利用厂用氢的风光储氢一体化可再生能源系统 | |
| CN102926955A (zh) | 一种独立分布式可再生能源综合利用系统 | |
| CN207010252U (zh) | 一种基于多种能源互补的分布式发电装置 | |
| CN202935550U (zh) | 可移动新能源海上产业公共平台 | |
| CN107337289A (zh) | 一种集风能光能和海水蓄能于一体的反渗透海水淡化装置 | |
| CN107026471A (zh) | 一种基于多种可再生能源耦合的分布式发电系统 | |
| CN114512997B (zh) | 一种基于风光电能源的综合能源系统的调控方法 | |
| CN101852193A (zh) | 聚光太阳能发电系统 | |
| CN202645871U (zh) | 一种具有抽水储能功能的海上风力发电系统 | |
| AU2014101380A4 (en) | SC-MH (The solar cube for micro-grid hub) | |
| CN108757289A (zh) | 一种综合使用海上可再生能源的集成发电装置 | |
| CN103288285A (zh) | 塔式聚光太阳能光热储能发电海水淡化制盐滩涂养殖系统 | |
| CN203360202U (zh) | 塔式聚光太阳能光热储能发电海水淡化制盐滩涂养殖系统 | |
| CN209627043U (zh) | 一种风光水多能互补综合利用装置 | |
| CN102655331A (zh) | 一种水面太阳能水力联合发电方法 | |
| CN106300437A (zh) | 水电站水力光伏联合发电方法 | |
| CN103061885B (zh) | 一种互补式绿色能源供给系统 | |
| CN206486306U (zh) | 一种利用风能和太阳能的水电联产系统 | |
| CN201661433U (zh) | 聚光太阳能发电系统 | |
| CN201246193Y (zh) | 利用太阳能及空气热能提取技术蓄热发电的装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120905 |