[发明专利]调水储能电站

说明书

本发明公开一种用于跨流域水资源调配、打造河湖循环、同时用于电网填谷平峰、消纳多种能源的调水储能电站，包括河湖连通单元，动力机械单元，多能互补单元，调节测控单元，将水资源与水能在时间和空间耦合，连通相邻子流域、流域，连通电网、风电场、光伏电站、水电站、核电站、热电站、火电站等，构成河湖水道、河湖循环，构成调水储能系统、调水储能循环系统，不仅能够实现水资源和水能的双重利用，而且能够实现水资源和水能的双重循环利用，从而提供源源不断、疏蓄结合、调丰济枯、多能互补、填谷平峰、循环利用的生命之水、生态之水、生力之水，为高效利用水资源与水能提供一种解决途径。

技术领域

本发明属水资源与储能领域，涉及一种用于跨流域水资源调配、打造河湖循环，同时用于电网填谷平峰、消纳多种能源的调水储能电站。

背景技术

水是地球上极为重要的一种资源，不管是人类还是大自然，都离不开水的恩赐。然而，中国南方水多，汛期洪涝灾害频繁，水资源利用率普遍较低；北方尤其是西北缺水严重，累月经年持久干旱，大片国土沙漠化，雾霾沙尘弥散，生态环境脆弱。随着碳排放增加和全球气候变暖加剧，水资源与水生态变得更加严峻，水已成为影响和制约可持续发展的一个主要原因。

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，中线高度依赖自流，注重穿越而不沟通所经河流水系；东线主要依赖梯级泵站，部分利用京杭大运河水道；此外，各种西线方案层出不穷。现有调水工程的功能仍然相当狭窄，局限于水的资源属性而忽视水的能源属性，忽视上游水资源贫乏、生态及地质环境脆弱的状况，并影响其下游水资源利用。

抽水蓄能是一种有效的大规模储能方式，其能源转换效率高达75%到80%。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”。近年，风力发电、光伏发电等具有间歇性、波动性的可再生绿色能源发展迅猛，各种弃能和电网不稳定对大规模储能系统的需求有增无减。

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， 还是核电、火电及生物质热电等，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，本发明提供一种用于跨流域水资源调配、打造河湖循环、同时用于电网填谷平峰、消纳多种能源的调水储能电站，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，为高效利用水资源与水能提供一种解决途径。

用于实现目标的方案

为了实现上述目标，本发明公布一种用于跨流域水资源调配、打造河湖循环，同时用于电网填谷平峰、消纳多种能源的调水储能电站。

所述调水储能电站主要包括：河湖连通单元，可由位于两个相邻子流域的河流、水库、湖泊、隧洞、明渠及管道等组成。动力机械单元，即调水储能机组，可由位于所述河湖连通单元的水轮机、发电机、水泵、水泵水轮机等组成。多能互补单元，可由风力发电机组、光伏阵列、水电机组、抽水蓄能机组、核电机组、生物质发电机组、火电机组和电网电源等组成。调节测控单元，可由闸门、变电站、采集器、控制器、调水储能智慧监测系统、调水储能智慧调度系统等组成。

基于所述河湖连通单元，组成相连的若干河湖连通单元，构成一种跨流域的河湖连通的水道，即河湖水道。基于所述河湖水道及其调水储能电站，构成调水储能系统。基于若干河湖水道，或一系列河湖水道，可构成河湖循环。基于所述河湖循环及其调水储能系统，构成调水储能循环系统。