输水工程风光水互补提水系统的制作方法

本发明涉及水利、新能源领域，特别涉及一种实现风光水互补与渠道提水的系统。

背景技术：

近年来，风电、光电发展迅速，大批量的风电工程、光电工程得以规划建设。而风电、光电作为绿色可再生能源的重点，其相关技术的研发与推广也备受关注。风电作为我国新能源领域的排头兵，已发展多年。风能具有开发范围广泛，绿色无污染等特点，但风电受到风资源的间歇性影响显著。我国虽然建设了大量的风电场，但均存在不少弃风现象。光电近年来开发势头更为迅猛，2016年底并网太阳能发电装机容量7742万kw，同比增长81.6％。光电也具有开发范围广、绿色无污染等特点，但光电受到天气影响较为显著，其发电持续性直接决定于光电场的日照时间。同时，由于光照需求，光电场通常需要较大场地范围，但随着土地资源的紧缺，光电开发面临着巨大挑战。相比于风电、光电，水电为可再生能源开发的主力军已发展多年，相关技术已较为成熟，且水电作为优质电能资源可起到调峰调频等功能。由于风电、光电、水电各自特殊性，风-光-水多能互补技术的研发越来越受到普遍关注，如何将不稳定的风电、光电与稳定、灵活、优质的水电结合，如何有效调度各类用电供给，并将其推广在具体工程上都是亟待解决的问题。

调水工程作为水利工程中的重中之重，直接关乎国民经济的发展，影响城市供水能力与人民的正常生产生活。因此，调水工程的建设、运行与维护至关重要。调水工程中，必然存在着渠道与天然河道、交通干线之间的交叉与穿越，也必然存在局部高程提高的现象。而这一问题势必使得渠道具备局部提水能力。提水设备的运行需要电力供给，但目前的方法过于传统，多采用发电机或采用外界供电，而传统方法必然会使得提水成本较高。为此，有必要提出一种新的提水系统，既具备高效的提水能力也可达到能量利用的优化，提高效率。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种输水工程风光水互补提水系统，可实现风电、光伏、水能优化利用，保证了光伏发电装置与风电的优化布置，并将发电能量运用于渠道的提水作业中，实现了风光水互补。

本发明所采用的技术方案是：一种输水工程风光水互补提水系统，包括上游渠道、下游渠道，和上游渠岸、下游渠岸，所述上游渠道的高程低于所述下游渠道；所述上游渠道和所述下游渠道之间设置有拦挡水体的挡水建筑物，形成区域水源；所述上游渠道和所述下游渠道内均设置有若干块太阳能光伏板，所述上游渠岸和所述下游渠岸上交错设置有若干个风机，所述太阳能光伏板和所述风机均连接至变电站，所述变电站将电能进行转化，并将电能输送至水泵泵站，所述水泵泵站的进水口连接有抽水管路、出水口连接有排水管路，所述水泵泵站将所述上游渠道内水体抽出，并通过所述抽水管路与排水管路将水体排放至所述下游渠道。

进一步的，所述太阳能光伏板通过光伏板支撑固定在所述上游渠道/下游渠道上方。

进一步的，所述太阳能光伏板的角度与布置方向需保证良好的太阳入射角度，所述太阳能光伏板的角度通过所述光伏板支撑的长度进行调节，所述太阳能光伏板的布置方向根据渠道流向进行调节：东西流向渠道的太阳能光伏板沿水流方向布置，南北流向渠道的太阳能光伏板沿垂直水流方向布置，斜流向渠道的太阳能光伏板沿斜向布置。

进一步的，每一块所述太阳能光伏板设置有光电输出线，将发电电能输出，并通过光电汇集线输送至所述变电站。

进一步的，所述风机通过风机基础固定于所述上游渠岸/下游渠岸两侧。

进一步的，每个所述风机设置有风电输出线，将发电电能输出，并通过风电汇集线输送至所述变电站。

进一步的，对于梯级输水工程，在各渠段内设置所述太阳能光伏板和风机。

本发明的有益效果是：本发明输水工程风光水互补提水系统采用光伏发电、风力发电等新能源技术，并将其运用于渠道提水工作中。一方面实现了光电、风电的合理利用，解决了渠道内的提水工作能量需求；另一方面，可将光电、风电电能通过水电方式储存于渠道或水库内，解决了发电的风、光发电的间歇性问题，最终实现了风光水互补。

附图说明

图1：本发明输水工程风光水互补提水系统示意图。

附图标注：1、上游渠道；2、下游渠道；3、挡水建筑物；4、太阳能光伏板；5、光伏板支撑；6、光电输出线；7、光电汇集线；8、变电站；9、上游渠岸；10、风机；11、风机基础；12、风电输出线；13、风电汇集线；14、输电线；15水泵泵站；16、抽水管路；17、排水管路；18、下游渠岸。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

本发明输水工程风光水互补提水系统针对上游渠道1高程低于下游渠道2的输水工程。

如附图1所示，一种输水工程风光水互补提水系统，包括上游渠道1、下游渠道2，和上游渠岸9、下游渠岸18，所述上游渠道1的高程低于所述下游渠道2；所述上游渠道1和所述下游渠道2之间设置有挡水建筑物3拦挡水体，形成区域水源。

在所述上游渠道1和所述下游渠道2内均设置有若干块太阳能光伏板4，所述太阳能光伏板4通过光伏板支撑5固定在所述上游渠道1/下游渠道2上方；所述太阳能光伏板4的角度与布置方向始终保证良好的太阳入射角度，所述太阳能光伏板4的角度通过所述光伏板支撑5的长度进行调节，所述太阳能光伏板4的布置方向根据渠道流向进行调节：东西流向渠道的太阳能光伏板4沿水流方向布置，南北流向渠道的太阳能光伏板4沿垂直水流方向布置，斜流向渠道的太阳能光伏板4沿斜向布置。每一块所述太阳能光伏板4设置有光电输出线6，将发电电能输出，并通过光电汇集线7输送至变电站8。

在所述上游渠岸9和所述下游渠岸18上交错设置有若干个风机10，所述风机10通过风机基础11固定于所述上游渠岸9/下游渠岸18两侧。每个所述风机10设置有风电输出线12，将发电电能输出，并通过风电汇集线13输送至变电站8。

所述变电站8布设于所述上游渠岸9。所述变电站8将电能进行转化，并通过输电线14将电能输送至水泵泵站15。所述水泵泵站15的进水口连接有抽水管路16、出水口连接有排水管路17，所述水泵泵站15将所述上游渠道1内水体抽出，并通过所述抽水管路16与排水管路17将水体排放至所述下游渠道2；所述排水管路17布置于所述下游渠岸18之上。

对于梯级输水工程，在各渠段内设置所述太阳能光伏板4和风机10。

本实施例中：渠道宽70m，长度100km，其风力装置容量可达70万kw，光伏装机容量可达40万kw，对于20m的提升水位需求，其提水量可达4000m³/s。

本发明输水工程风光水互补提水系统，该系统利用渠道的天然优势，结合风光水互补技术，可极大提高提水效率，达到能量优化配置。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。