一种抽水加重力块储能系统的制作方法

本发明涉及储能发电，具体为一种抽水加重力块储能系统。

背景技术：

1、目前新能源快速发展，对储能提出了很高的需求。因为新能源发电存在随机性+间歇性+波动性等缺陷，新能源快速发展，必须要求配套的储能系统介入调节，否则新能源发电无法进入电网，这也是目前弃风弃光的主要原因。国家提出储能比例为10-15％，但是大多数新能源项目达不到该要求。主要原因是储能方式的限制。目前储能方式主要有抽水储能电站，化学储能，即电池储能，压缩空气储能，飞轮储能；抽水储能目前是主流，抽水储能发电技术是在用电低谷时，消耗电力储存水势能，在用电高峰时，利用水势能通过水轮机发电，具有储能规模大、储存周期长、对环境污染小等优点，是最有发展前景的大规模电力储能技术之一，而现有的抽水储能成本高，容易地理条件限制等，导致很多地区不具备建设抽水蓄能电站，制约了抽水蓄能电站的建设和发展，因此亟需一种抽水加重力块储能系统来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种抽水加重力块储能系统，能使水在重力块的加压状态下发电，提高发电效率，且减少对地理条件的要求，解决上述现有技术中存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抽水加重力块储能系统，包括抽水机、若干储水单元和至少一个重力单元，以及排水发电单元，其中：

3、若干所述储水单元至少在蓄水状态下成阶梯态分布，且相邻两个所述储水单元之间通过低阶流向高阶方向的单向阀连通；

4、所述抽水机抽取水源并由最低阶储水单元逐个输送至各储水单元内，其中在各储水单元蓄水过程中，重力单元同步向高处移动获取势能；

5、所述排水发电单元包括与各个储水单元相连的排水管，以及位于排水管排水末端的水力发电装置。

6、优选的，每个所述储水单元底部均通过支管与所述排水管相连，且每个所述支管上均安装有阀门。

7、优选的，每个所述储水单元内均安装有活塞，所述活塞在所述储水单元蓄水或排水时，受浮力作用同步进行向上滑动或向下滑动。

8、优选的，所述重力单元包括设置在每个所述活塞内的重力块，各所述重力块随活塞上下同步滑动。

9、优选的，所述重力单元包括至少一个重力块，所述重力单元位于最低阶储水单元的活塞顶端，随低阶储水单元蓄水使活塞向上滑动至与上一阶储水单元的活塞共面；

10、其中，各所述储水单元的活塞顶端均设有引导结构，并在相邻两个所述活塞共面时，该所述引导结构用于引导重力块在两个活塞之间平移。

11、优选的，所述引导结构包括活动板和活塞杆，所述活动板设于所述活塞顶端，所述活塞杆一端于所述活动板相连，另一端伸入所述储水单元内，并在活塞向上滑动至储水单元顶端开口时，活塞杆通过行程大小控制活动板朝高于该储水单元一阶的储水单元方向倾斜，或这活塞向下滑动至最低端时，活塞杆控制活动板朝低于该储水单元一阶的储水单元方向倾斜。

12、优选的，相邻两个所述储水单元之间均设有托板，该所述托板一端与低一阶所述储水单元的活塞相连，另一端与另一所述储水单元底部相连，随低一阶所述储水单元蓄水，活塞向上滑动，同步通过托板带动高一阶的储水单元向上移动，直至各储水单元形成阶梯态分布。

13、优选的，至少最高阶所述储水单元一侧安装有伸缩架，所述伸缩架随该储水单元同步进行伸缩；

14、其中，所述伸缩架上安装有电子锁紧件，该所述储水单元内设有浮力开关，该所述电子锁紧件受该浮力开关控制，对伸缩架状态进行锁紧或解锁。

15、优选的，每个所述储水单元相对面分别设有第一连接管和第二连接管，随低一阶所述储水单元内活塞向上滑动至该储水单元顶端开口时，高一阶的储水单元的第二连接管与低一阶储水单元的第一连接管拼接，其中，第一连接管和第二连接管内均设有单向阀，最低阶储水单元的第一连接管与抽水机连通。

16、优选的，各所述第一连接管上均同轴安装套管，且第一连接管一侧安装有联动结构，该所述联动结构与该所述套管相连，该联动结构用于控制该所述套管沿第一连接管轴线方向移动，各所述第二连接管一侧设有触发结构，随高一阶的储水单元的第二连接管移动至低一阶储水单元的第一连接管时，触发结构控制联动结构工作，使该套管朝向第二连接管移动，实现第一连接管与第二连接管拼接。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果：

18、本发明中，通过多个储水单元进行阶梯式蓄水，配合排水发电单元，利用水力进行储能和稳定供能，并通过重力单元使用，能实现重力单元加压，提高蓄能强度，同时也能使水需求大幅减少，其中，通过引导结构的作用，能在储能时将重力单元由最低阶移动至最高阶储水单元，最大程度进行加压储能，在供能时，又能引导重力单元进行返回，进行最大程度的释放能力，另外，重力单元可设置成箱体结构，又能实现物体的高低位运输工作。

19、本发明中，通过活塞、托板和伸缩架的设置，即能使得多个储水单元收缩处于共面形态，又能在储水过程中，利用浮力自动将各储水单元形成阶梯状态，在此过程中，高阶的储水单元即提高了势能，又能充当重力单元进行加压储能，提高储存效果，且不用受地理条件限制，便于运输和多种环境使用，使用灵活便捷，制造成本低，维护方便。

技术特征：

1.一种抽水加重力块储能系统，其特征在于，包括抽水机、若干储水单元和至少一个重力单元，以及排水发电单元，其中：

2.根据权利要求1所述的一种抽水加重力块储能系统，其特征在于：每个所述储水单元底部均通过支管与所述排水管相连，且每个所述支管上均安装有阀门。

3.根据权利要求1所述的一种抽水加重力块储能系统，其特征在于：每个所述储水单元内均安装有活塞，所述活塞在所述储水单元蓄水或排水时，受浮力作用同步进行向上滑动或向下滑动。

4.根据权利要求3所述的一种抽水加重力块储能系统，其特征在于：所述重力单元包括设置在每个所述活塞内的重力块，各所述重力块随活塞上下同步滑动。

5.根据权利要求3所述的一种抽水加重力块储能系统，其特征在于：所述重力单元包括至少一个重力块，所述重力单元位于最低阶储水单元的活塞顶端，随低阶储水单元蓄水使活塞向上滑动至与上一阶储水单元的活塞共面；

6.根据权利要求5所述的一种抽水加重力块储能系统，其特征在于：所述引导结构包括活动板和活塞杆，所述活动板设于所述活塞顶端，所述活塞杆一端于所述活动板相连，另一端伸入所述储水单元内，并在活塞向上滑动至储水单元顶端开口时，活塞杆通过行程大小控制活动板朝高于该储水单元一阶的储水单元方向倾斜，或这活塞向下滑动至最低端时，活塞杆控制活动板朝低于该储水单元一阶的储水单元方向倾斜。

7.根据权利要求3或4所述的一种抽水加重力块储能系统，其特征在于：相邻两个所述储水单元之间均设有托板，该所述托板一端与低一阶所述储水单元的活塞相连，另一端与另一所述储水单元底部相连，随低一阶所述储水单元蓄水，活塞向上滑动，同步通过托板带动高一阶的储水单元向上移动，直至各储水单元形成阶梯态分布。

8.根据权利要求7所述的一种抽水加重力块储能系统，其特征在于：至少最高阶所述储水单元一侧安装有伸缩架，所述伸缩架随该储水单元同步进行伸缩；

9.根据权利要求7所述的一种抽水加重力块储能系统，其特征在于：每个所述储水单元相对面分别设有第一连接管和第二连接管，随低一阶所述储水单元内活塞向上滑动至该储水单元顶端开口时，高一阶的储水单元的第二连接管与低一阶储水单元的第一连接管拼接，其中，第一连接管和第二连接管内均设有单向阀，最低阶储水单元的第二连接管与抽水机连通。

10.根据权利要求9所述的一种抽水加重力块储能系统，其特征在于：各所述第一连接管上均同轴安装套管，且第一连接管一侧安装有联动结构，该所述联动结构与该所述套管相连，该联动结构用于控制该所述套管沿第一连接管轴线方向移动，各所述第二连接管一侧设有触发结构，随高一阶的储水单元的第二连接管移动至低一阶储水单元的第一连接管时，触发结构控制联动结构工作，使该套管朝向第二连接管移动，实现第一连接管与第二连接管拼接。

技术总结
本发明公开了一种抽水加重力块储能系统，包括抽水机、若干储水单元和至少一个重力单元，以及排水发电单元，其中,若干储水单元至少在蓄水状态下成阶梯态分布，且相邻两个储水单元之间通过低阶流向高阶方向的单向阀连通；抽水机抽取水源并由最低阶储水单元逐个输送至各储水单元内，其中在各储水单元蓄水过程中，重力单元同步向高处移动获取势能,能实现重力单元加压，提高蓄能强度，同时也能使水需求大幅减少；排水发电单元包括与各个储水单元相连的排水管，以及位于排水管排水末端的水力发电装置，实现利用水力进行储能和稳定供能。

技术研发人员：曹树军,任登辉,程学良
受保护的技术使用者：程学良
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13