[发明专利]一种以废弃矿井为储能容器的地下抽水蓄能系统及方法

权利要求书

1.一种以废弃矿井为储能容器的地下抽水蓄能系统，其特征在于，包括废弃矿井、地上水库（8）、第一水泵机组（4）、第一水轮机机组（5）、第二水泵机组（6）和第二水轮机机组（7）；所述废弃矿井作为地下抽水蓄能系统的储能容器；

所述废弃矿井包括地下回水库（1）、水平巷道（2）和地下采空区（3）；地上水库（8）的入水口通过第一水泵机组（4）连通地下回水库（1）的出水口，地下回水库（1）的入水口通过第一水轮机机组（5）连通地上水库（8）出水口；

所述水平巷道（2）设置在地下回水库（1）和地下采空区（3）之间；所述地下回水库（1）低于地下采空区（3），水平巷道（2）连通地下回水库（1）和地下采空区（3）；

所述第二水泵机组（6）和第二水轮机机组（7）设置在水平巷道（2）内部，地下回水库（1）的入水口通过第二水轮机机组（7）连通地下采空区（3）的出水口；地下回水库（1）的出水口通过第二水泵机组（6）连通地下采空区（3）的入水口；

所述水平巷道（2）中的流体通道呈倾斜设置，地下采空区（3）顶部设置排气井（15）与地面连通；

所述水平巷道（2）通过井筒（10）与地面连通，水平巷道（2）与井筒（10）的连接部位设置有中央机房（11），所述第一水泵机组（4）、第二水泵机组（6）、第一水轮机机组（5）和第二水轮机机组（7）均设置在中央机房（11）中，通过井筒（10）设置与地面连通的管道；

所述中央机房（11）与水平巷道（2）之间设置封堵墙（12）；所述封堵墙（12）上设置控制阀门；

抽水阶段：通过第一水泵机组（4）将废弃矿井中的水抽入地上水库（8）进行储能；在第一水泵机组（4）将地下回水库中的水抽入地上水库（8）进行储能的同时，地下采空区（3）中的水经过第二水轮机机组（7）流入地下回水库（1），带动第二水轮机机组（7）进行释能发电，将整个废弃矿井中的水均抽入地上水库（8）中进行储能；

充水阶段：地上水库（8）中的水在重力作用下流入第一水轮机机组（5）进行释能发电；在地上水库（8）中的水流入第一水轮机机组（5）进行释能发电时，第二水泵机组（6）将地下回水库（1）中的水抽到地下采空区（3）中进行储能，使整个废弃矿井中均充满水。

2.根据权利要求1所述的一种以废弃矿井为储能容器的地下抽水蓄能系统，其特征在于，所述井筒（10）内部设置通风井（14）和检修井（13），通风井（14）和检修井（13）均与地面连通。

3.根据权利要求1所述的一种以废弃矿井为储能容器的地下抽水蓄能系统，其特征在于，所述地下回水库（1）和水平巷道（2）中设置有潜水泵。

4.一种以废弃矿井为储能容器的地下抽水蓄能方法，其特征在于，基于权利要求1-3任意一项所述的一种以废弃矿井为储能容器的地下抽水蓄能系统，所述第一水轮机机组（5）的最大水头不小于地上水库（8）与地下回水库（1）的高度差产生的压力；

所述第二水轮机机组（7）的最大水头不小于水平巷道（2）和地下采空区（3）的最大高度差产生的压力。