[发明专利]侧斜坝水力发电系统、多级联系统、新能源系统、电力方法

说明书

本发明提供一种侧斜坝水力发电系统、多级联系统、新能源系统、电力方法，涉及新能源发电领域，包括：侧斜坝，所述侧斜坝两端连接河道两岸，所述侧斜坝的与河道一侧岸形成锐角；一组以上自动引水闸单元，位于侧斜坝下游端对应的河道一侧，每一所述自动引水闸单元；一组以上水力发电单元，每一水力发电单元位于每一引水闸后端，并独立连接，每一水力发电单元包括水轮机和一级以上发电机，所述水轮机连接所述发电机，所述水轮机的转轴与水流方向垂直。解决大流域面积径流水量大的河道中建设蓄水坝蓄水和安全泄洪的技术问题，以及低水位、大流量水力流速慢的技术问题。

技术领域

本发明属于水力发电技术领域，尤其涉及中、小流域的水力发电系统。

背景技术

有很多的中、小流域主干径流基本上一年四季多有水流，但由于沿河道二侧居民集中，河道较小、考虑雨季泄洪要求，采用蓄水坝形式难度大、成本高，基本为原生态未开发状态。

现在对这种流域径流河道主要的利用方式仅是适当的保水利用，对这些中、小流域的溪流河道，存在自然的坡度，不利于保水，为考虑农田灌溉和生活用水的稳定给以蓄水，这种保水必须做一些蓄水坝，而这些常规蓄水坝全为选择在溪流河道较窄处的横坝，巨大的水流对横坝形成巨大的冲击力，根据流体动力学方程，流体流动速度减小，流体的静压将增加，特别是考虑洪水的冲击力，这个横坝必须有相当的工程强度，对于“现代”以水泥浇筑为基础的坝基材料，大流量冲击水流很容易损坏坝基形成坝体损坏，需要花费大额修复费用，在这些而普通建设的横坝建设成本高、使用维护成本高。

应该说，溪流河道上、下游的水平面坡度差越小，洪水的冲击力越小，河道护堤越安全，水坝高度，可使坝体上游河道的水平面坡度差变小，增加河道上游蓄水能力，如何使的这些径流水力综合利用价值最大化。

传统适用于低水头的发电机系统有轴流式和贯流式，其中轴流式的转轴是垂直于水面，发电机是垂直设置的，这种模式的发电机，出水和转轮的尺寸面积应和水头(坝高)无关，但常规的进水方式是采用圆形进水口孔和圆形蜗管压水方式，这种方式的进水量(流量)取决于圆形空直径，而这个直径会受到水头和坝高的影响，因此间接变为和水头(坝高)有关；贯流式的的转轴是水平于水面，发电机是水平设置，这种模式的发电机，出水和转轮的尺寸面积和水头(坝高)直接有关，这种方式的进水量(流量)取决于转轮的圆形空直径，而这个直径会受到水头和坝高的制约。

另一个低水头重要技术问题是水流的流速低，造成的直接后果是转轮的转速低，如采用传统的三相异步发电机直接并网发电，必须用变速箱提速，变速箱投入成本很高，对贯流式可增设增速齿轮箱解决；而对轴流式的发电机，无法通过增设增速齿轮箱的方法解决，只有通过大转子的专用发电机解决，建设成本会很高，无法发挥大流量的发电效果。

传统蓄水坝发电，上游水流的流速动能全部被坝体消纳为提高水头，发电的利用主要为静压重力流速，为提高水力发电效益，用部分蓄水加引流渠的方法，提高水头的静压流速，造成坝体下游河道长距离的干河情况，影响河道的生态环境，在现代环境保护的政策下，这种形式的水流资源应用基本没有可能。

根据这个传统的水力发电的做法，现存的那些大流域河道坡度小、距离长、径流水量大的水力资源就不能很好的利用，造成大量的水资源的浪费。

绿色减碳是地球人类能源发展的永恒目标，水能、风能、太阳能作为地球三大基础绿色能源，其中风电、太阳能多具有输出电能不稳定的缺点，特别是风能，单独一项风能、太阳能输出、或风光互补输出都不能提供有计划的稳定电能并网输出，水能具有一定时间稳定输出电能的优势，如何利用创新水能利用技术，用流域可利用水能直接作为并网稳定输出绿色电能的调节手段，把一定区域的不稳定绿色能源给以全部利用，特别是对山、水相连的大、中、下流域区域，基础水能利用技术的创新突破，具有巨大的经济和社和效益。

发明内容

(一)为了解决大流域面积的径流水量大的中小河道中建设蓄水坝蓄水和安全泄洪的技术问题，以及低水位、大流量水力流速慢的技术问题；