[发明专利]基于废弃煤矿矿洞资源的双重再利用储能供电系统

说明书

提供一种基于废弃煤矿矿洞资源的双重再利用储能供电系统，包括废弃煤矿矿洞，还包括矿洞积水储能供电系统和矿洞压缩空气储能供电系统；矿洞积水储能供电系统将废弃煤矿矿洞中的积水抽取进行高位储存并将高位水水位差转换成电能使用；矿洞压缩空气储能供电系统将空气压缩至高压并储存至废弃煤矿矿洞中，压缩空气储能供电系统在废弃煤矿矿洞内压缩空气释放过程中将空气压力能转换成电能。本方案开发废弃矿洞利用价值，实现抽水蓄能储能和压缩空气储能，对电力供应进行储能调节，提升电网灵活性和安全性，让废弃矿洞变成宝贵的资源，实现“变废为宝”。

技术领域

本发明属于储能发电技术领域，具体涉及一种基于废弃煤矿矿洞资源的双重再利用储能供电系统。

背景技术

2021年4月，《国家发展改革委国家能源局关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》正式公开征求意见。意见稿指出充分发挥大规模新型储能的作用，积极推动电网侧储能合理化布局，建设电网侧储能或风光储电站，提升大规模高比例新能源及大容量直流接入后系统灵活调节能力和安全稳定水平。我国计划2060年实现碳中和，不断降低高碳排放的煤在一次能源中的占比是大势所趋，因此大量存在多数矿洞处于关闭闲置状态的情况。废弃煤矿矿洞容易积水，需持续抽水，抽水量大，这为抽水蓄能储能提供了天然的使用条件。而且矿洞容积大，储存容积有保证，不用开挖创造储气系统，为压缩空气储能提供了天然的使用条件。因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种基于废弃煤矿矿洞资源的双重再利用储能供电系统，本发明开发废弃矿洞利用价值，实现抽水蓄能储能和压缩空气储能，对电力供应进行储能调节，利用弃风弃光和低谷电力转化成水位高差和压缩空气的压力能进行储能，在需要时进行释放，做功产生电力，提升电网灵活性和安全性，让废弃矿洞变成宝贵的资源，实现“变废为宝”。

本发明采用的技术方案：基于废弃煤矿矿洞资源的双重再利用储能供电系统，包括废弃煤矿矿洞，还包括矿洞积水储能供电系统和矿洞压缩空气储能供电系统；所述矿洞积水储能供电系统将废弃煤矿矿洞中的积水抽取进行高位储存并将高位水水位差转换成电能使用；所述矿洞压缩空气储能供电系统将空气压缩至高压并储存至废弃煤矿矿洞中，所述矿洞压缩空气储能供电系统在废弃煤矿矿洞内压缩空气释放过程中将空气压力能转换成电能。

对上述技术方案的进一步限定，所述矿洞积水储能供电系统包括水泵、高位水箱和发电机组，所述水泵入水口通向废弃煤矿矿洞中的积水中，所述水泵出水口连接高位水箱入水口，所述高位水箱出水口连接发电机组，所述发电机组利用水位差能额冲击进行电力输出。

对上述技术方案的进一步限定，所述矿洞压缩空气储能供电系统包括压缩机、节流阀和膨胀机，所述压缩机的空气出口通向废弃煤矿矿洞中，所述节流阀的进气口通入废弃煤矿矿洞中，所述节流阀的出气口与膨胀机的进气口连接；所述废弃煤矿矿洞的压缩空气释放通过节流阀将压力降至膨胀机进口压力，所述膨胀机通过多级透平膨胀做功输出电力。。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本方案开发废弃矿洞利用价值，实现抽水蓄能储能和压缩空气储能，对电力供应进行储能调节，利用弃风弃光和低谷电力转化成水位高差和压缩空气的压力能进行储能，在需要时进行释放，做功产生电力，提升电网灵活性和安全性，让废弃矿洞变成宝贵的资源，实现“变废为宝”；

2、对于多数处于关闭闲置状态下的矿洞，依托矿洞资源建设先进储能系统，可对闲置矿洞进行治理、修复；相比电储能方式，降低储能成本；依托矿洞资源还可以节省压缩空气储能的储气空间，可以充分利用矿洞天然的积水量，将矿洞抽水的无用功变成水位压力，避免无用的抽水耗电量。

3、本方案通过大规模废弃煤矿矿洞资源再利用储能系统作为调节手段，实现小时级、日级、月级时间尺度的“源”、“荷”互动系统，可以根据风电、光伏日级的出力特性，改变运行方式，调整运行策略，实现小时级、日级的“源”、“荷”互动，具有启停灵活、负荷可调、控制方便等优点。

附图说明