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龙图腾网获悉中国科学院电工研究所申请的专利风机塔筒与地下含水层抽水蓄能的耦合发电系统设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116928023B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310928474.1，技术领域涉及：F03D9/00；该发明授权风机塔筒与地下含水层抽水蓄能的耦合发电系统设计方法是由叶华;肖立业;邱清泉;丁玉军;朱志芹;靖立伟设计研发完成，并于2023-07-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本风机塔筒与地下含水层抽水蓄能的耦合发电系统设计方法在说明书摘要公布了：本发明提出一种风机塔筒与地下含水层抽水蓄能的耦合发电系统设计方法，将风电机组塔筒与水塔进行结合作为抽水蓄能系统的上水库，将含水层大容量、大流量水井作为抽水蓄能的下水库，利用水势能进行抽水蓄能和发电。抽能时，采用可潜水立式涡轮机泵把水从地下水库抽到储水的风机塔筒内，进行水重力势能存储。释放储能时，将风机塔筒内储水经涡轮机排回地下含水层，此时涡轮机推动发电机发电。本发明提出风能和抽水蓄能双馈入耦合发电系统，并提出地下水井系统的改造设计方法以提高水泵涡轮机的运行效率，同时设计了耦合发电系统的控制系统功能。本发明利用抽水蓄能系统的灵活调节能力，平滑风功率的波动，提高单台风机发电量消纳水平。

本发明授权风机塔筒与地下含水层抽水蓄能的耦合发电系统设计方法在权利要求书中公布了：1.一种风机塔筒与地下含水层抽水蓄能的耦合发电系统设计方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1、设计风机的水塔筒与地下含水层结合的抽水蓄能方式，将风机的柔性钢塔与水塔结合，构建水塔筒，并将该水塔筒作为抽水蓄能的上水库，同时利用含水层大容量、大流量的深水井作为地下水库；所述深水井与含水层直接连通； 步骤2、构建无网侧换流器的变速恒频双馈风力发电系统，采用无网侧换流器的变速恒频双馈风力发电系统，并增加抽水蓄能的电动发电机的定子侧换流器，即风力发电系统采用双馈变速恒频发电机，含水层地下抽水蓄能系统采用双向永磁电动发电机；双馈变速恒频发电机定子绕组为恒频即fs＝50Hz的交流电直接与外部电网连接，其转子电路通过换流器控制，实现变速操作；功率通过转子侧换流器传送至抽水蓄能的电动发电机的定子侧换流器，功率或反向传送； 步骤3、选取地下可潜水立式涡轮机泵的效率，设计地下水井系统，使用可潜水立式涡轮机泵进行正向抽水或处于反向涡轮机工况；可潜水立式涡轮机泵包括涡轮机和水泵，其效率结果为：涡轮机工况的效率位于70%~85%，水泵工况为65~80%； 步骤4、设计风力发电抽水蓄能耦合发电系统的控制系统功能，所述转子侧换流器和定子侧换流器及其控制系统位于地表，而可潜水立式涡轮机泵以及电动发电机位于地下，在电机和定子侧换流器之间采用一个滤波器，以减弱由于电缆线路长度而出现的电压尖峰；转子侧换流器和定子侧换流器之间的直流电路安装超级电容器稳定直流母线电压，并改善暂态性能；当处于离网运行时，在转子侧换流器和定子侧换流器之间并联备用小容量电池储能。

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