[发明专利]风力提沙蓄能循环发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力提沙蓄能循环发电系统。

背景技术

风，取之不尽，用之不竭，而风能作为太阳能的一种转换形式，是一种理想的绿色环保自然资源。风能利用的主要形式是风力发电，自20世纪八十年代以来，世界风力发电技术取得了突飞猛进的发展，设计制造技术越来越趋向成熟，已经逐渐使风力发电技术市场化，产业规模化。功率等级也从几十千瓦发展到兆瓦级，发电成本逐渐下降，风电近年来在我国得到快速发展。

但是随着风力发电单机功率及风力发电规模的增大，潜在的问题也日益显现，由于风力分布在时间上的不稳定性，以及风力强弱不稳，具有很强的随意性、间歇性的特点，造成风电的持续性差，有时电网负荷大时由于无风不能发电，有时电网负荷过剩时有风发电，只能关停其他电厂来调节；因此，风力发电与常规发电方法不同，具有很强的随意性、间歇性的特点，可调性、稳定性较差，常规风电场难以输出稳定的电能。只能用于常规发电方法的补充，不能作为主力能源。另外，风力发电机组用于涉及并网，控制装置复杂，单机成本高，提高了发电成本，风电企业要靠国家补贴，不利于推广。

而水力发电作为电网的优质调峰能源，在电网中的重要作用越来越突出。在水资源匮乏的地区，只能选择修建抽水蓄能电站。抽水蓄能电站电力的生产和消费是同时完成的。通常的水力发电，在负荷低谷时，发电厂的发电量可能超过了用户的需要，电力系统有剩余电能；而在负荷高峰时，又可能出现发电满足不了用户需要的情况。建设抽水蓄能电站能够较好地解决这个问题。抽水蓄能电站有一个建在高处的上池(或称上水库)和一个建在电站下游（低处）的下池。抽水蓄能电站的机组能起到作为一般水轮机的发电的作用和作为水泵将下池的水抽到上池的作用。在电力系统的低谷负荷时，抽水蓄能电站的部分机组作为水泵运行，在上池蓄水；在高峰负荷时，作为发电机组运行，利用上池的蓄水发电，送到电网。

抽水蓄能电站的关键设备是水泵、水轮机、电动发电机组。

初期的水力发电机组是水泵与水轮机分开的组合式水泵水轮机组。以后才发展为可逆水泵水轮机，把水泵与水轮机合为一台机器。正转是水轮机，反转即是水泵。电动发电机也是一台特殊的电机，受电时是电动机驱动水泵抽水，为上池注水；水泵变为水轮机时，电动发电机也就成为发电机。

抽水蓄能电站能提高电力系统高峰负荷时段的电力(功率)。抽水蓄能电站的效益除峰谷电价差之外，更重要的是改善了电网的供电质量，提高了火电机组，特别是核电机组的负荷率，降低了这些机组的发电成本。但它抽水和发电都有损耗，俗称用4kwh换3kwh，即低谷时段如以4kWh的电量去抽水，换来高峰时段放水发电只有3kWh，因此，其并未对能源进行有效和充分的利用。抽水蓄能电站一般建在水资源比较丰富的地区，不适合建在北方缺水的山区。

因此，需要开发一种能结合风力发电和抽水蓄能电站二者优点同时能克服各自缺陷的发电系统。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种风力提沙蓄能循环发电系统，以解决现有技术的风力发电系统不稳定，有很强随意性、间歇性，造成电网持续性差、不可靠，经济效益不好的技术问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种风力提沙蓄能循环发电系统，包括：风力收集设备，用以收集风力，并利用风力将空气压缩为高压空气并存储；低位料仓，存储有循环介质；高位料仓，与所述低位料仓之间具有高度差；气力输送系统，借助所述高压空气，将所述循环介质由所述低位料仓沿连接于所述低位料仓与所述高位料仓之间的上行管道提升至所述高位料仓；水力发电机组，具有连接所述低位料仓以供经过所述水力发电机组的所述循环介质流回所述低位料仓的尾流管；下行管道，连接于所述高位料仓与所述水力发电机组之间，供所述高位料仓中的所述循环介质下泄以推动所述水力发电机组发电。

本发明的风力提沙蓄能循环发电系统，优选地，所述高位料仓与所述低位料仓之间还设置有中位料仓，或者所述高位料仓与所述低位料仓之间还设置有中上料仓和中下料仓；所述气力输送系统为二级气力输送系统或三级气力输送系统；所述二级气力输送系统包括把所述循环介质从低位料仓提升至中位料仓的一级气力输送装置和把所述循环介质从中位料仓提升至高位料仓的二级气力输送装置；所述三级气力输送系统包括把所述循环介质从低位料仓提升至中下料仓的一级气力输送装置、把所述循环介质从中下料仓提升至中上料仓的二级气力输送装置和把所述循环介质从中上料仓提升至高位料仓的三级气力输送装置。