关于抽沙蓄能设备在电网调峰中的应用设想

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1、关于抽沙蓄能设备在电网调峰中的应用设想　　【摘要】本文针对北方地区电力行业发展现状和电网调峰的问题，并结合自身的地理环境和资源，设想出了抽沙蓄能这一调峰方式。抽沙蓄能的原动力是用电低谷时多余的风力发电和火力发电，既不会对环境造成污染，又避免了“弃风”现象的发生。本设备总共分为三部分：原动力部分和储能装置部分、释能部分、能源循环部分。该设备充分利用现有的资源，可以缓解火电和风电的调峰压力，具有广阔的发展前景。　　【关键词】电网调峰抽沙蓄能释能循环　　中国的经济发展日新月异，人民群众对社会生产各方面的

2、要求均有所提高，电力行业也不例外，人们不仅仅只满足于能供的上电，而且必须要供“好电”。要想把“好电”送到千家万户，这对电力企业能够长期稳定运行提出了更高的要求。而电网调峰是电力企业能否送出“好电”的关键。所以电网调峰技术的提高迫在眉睫。内蒙古是电力行业发展大省，丰富的煤矿资源进一步促进了电力的发展。火电、风电现装机容量均居全国前列。然而随着每年装机容量的不断加大，电网调峰变得更加困难。传统的调峰方式不仅经济成本高，而且频繁的启停机组，会使设备受损。本文是在内蒙古甚至整个西北地区多沙漠、较为丰富的风

3、力资源的环境特点上设想出抽沙蓄能调峰方式，用抽沙蓄能设备储存多余风能，电能，可以更加有效的利用风力资源，成本低，稳定性好，同时对电网调峰起到缓冲作用，具有一定的先进性和科学性。5　　1我国电网现阶段的主要调峰方式及存在的问题　　火电调峰：传统的火电调峰以频繁的启停大容量的机组为主，每一次的启动，都要消耗大量的助燃油，这无疑增加了电力企业的生产成本。启停过程中，机组的各部件的损害，使机组的维护次数增加，相应的维护费用随之增高。在冬季供暖期间，承担供暖任务的企业，供热机组容量又占有很大一部分，火电的调

4、峰能力被削弱。　　水电调峰：现阶段，各地电网都在利用水电进行调峰，水电调峰的成本较火电低，而且效率较高，启停迅速。还可以具有提供农业灌溉用水、带动地方的旅游业等优点。但是，由于北方地区干旱缺水，显然兴建水电站于实际不否。在加上水电站会有引发地质灾害，对当地的生物环境造成一定的影响，所以在北方地区水电调峰不是最佳的选择。　　本文所设想的抽沙蓄能调峰方式，符合当地的地理环境，生产成本较低，如果能运用到实际中，会产生可观的经济效益。　　2抽沙蓄能设备概述及工作原理5　　抽沙蓄能设备主要包含三大部分。第一

5、部分为原动力部分和储能装置部分。包括电动机、传送带以及储沙容器。当处于用电低谷时，可以利用多余的风能发电，启动电动机，带动传送带，把沙子运到高处的储沙容器中待用，实现蓄能。第二部分为释能装置，包括传送带、加速漏斗、风机和变速箱，主要是将释放的沙子通过一个加速漏斗，控制沙子的流速，将沙子的势能转化为冲击力带动叶轮旋转，再通过变速箱使转速增加，进而带动发电机发电。当风速减小至切入风速以下时，打开储沙容器开关，将细沙释放，将势能最终转化为电能送入电网，实现释能。第三部分为能源循环部分，主要包括发电机、传

6、送带，将利用后的细沙收集重新运回储沙容器，实现资源的可循环利用。本装置技术的关键是利用沙子的冲击力带动叶轮旋转，但需要控制好沙子的流速以及风轮与沙子冲击方向的夹角，才能达到最好的释能效果。还要合理的设计沙子下落过程中势能和动能的转化效率以及避免沙子对动力装置的损害。　　3设备的科学性和先进性　　设备的科学性主要体现在：风机不需要根据调峰需要频繁启停，只要在额定风速以上，即使电网不需要，也可以通过储沙的方式间接利用能源。当风速低，电网需求大时，可以通过沙的流动带动机械发电装置，实现电能供给，从而实现

7、对电网的调峰作用。　　作品的先进性主要体现在：和蓄电池储能相比，本作品可以实现环境友好，无污染。同时，本作品考虑了北方地区缺水的客观现实，充分利用沙漠地质条件，通过观察地表沙子易于流动，且流动轨迹平滑的特点，设计和抽水蓄能可比的蓄能方法，具有一定的先进性。另外，蓄能的前提是风力发电的多余电量，它不影响正常的风机并网发电，蓄能装置相当于风力机的负载，这样的设计也能够提高风力发电的低电压穿越能力，有利于控制风电机组的发电质量。　　4装置的可行性　　（1）内蒙古自治区及西北地区具有得天独厚的地理优势，沙

8、漠面积巨大，拥有优良的细沙资源。　　（2）抽沙蓄能装置可以安置在靠近风电场的地方，避免了远距离输电带来的费用问题，节省了成本。5　　（3）抽沙蓄能作为二次加工的机械能，可用于实现电网的有功控制，保持电网频率稳定。还可以作为风电厂内部的供电电源，提高系统发电收益。　　（4）抽砂蓄能电站的投运，可以促进机械，电力电子等行业发展，可以促进沙子流动过程中，固体流动形态控制，飞溅控制等诸多科学技术问题的研究，能够产生多个技术专利，具有非常好的研究前景。　　5结语　　随着内蒙古电力行业的迅猛发