[发明专利]多源耦合的废弃矿井抽水蓄能系统

说明书

本申请涉及地下水抽水蓄能技术领域，尤其涉及一种多源耦合的废弃矿井抽水蓄能系统，该多源耦合的废弃矿井抽水蓄能系统包括上位水库、下位水库和井下机房，上位水库设置于废弃矿井中；下位水库设置于废弃矿井中，且下位水库的水平面位于上位水库所在水平面的下方；井下机房内设置有水泵水轮机及与水泵水轮机电连接的发电机，上位水库与下位水库通过水泵水轮机连通；其中，上位水库、下位水库和井下机房内分别设置有防水加固组件以及用于监测防水加固组件的监控组件，该多源耦合的废弃矿井抽水蓄能系统可以利用废弃矿井资源进行抽水蓄能，同时可以有效避免矿井内部因水流冲刷和长期浸泡而引发地质灾害的情况，提高安全性。

技术领域

本申请涉及地下水抽水蓄能技术领域，尤其涉及一种多源耦合的废弃矿井抽水蓄能系统。

背景技术

随着我国“碳达峰，碳中和”目标的提出，煤炭在一次能源消费结构中的比例逐步下降，关停矿井数量逐年增多。直接关闭或废弃矿井不仅造成巨大的资源浪费，还极有可能诱发一系列的安全、环境等问题。

在“双碳”目标的背景下，随着能源结构调整，可再生能源占比逐年增加，尤其是风能和太阳能。但风能和太阳能具有随机性、波动性、反调峰性、间歇性、季节性和地域性等特点，能源供应的持续性和稳定性差，大规模并入电网会对电网造成严重冲击。为了减缓风能、太阳能等可再生能源大规模并网引起的对电网冲击，需要规模化的储能装置。抽水蓄能电站具有调峰、填谷、调频、调相、平移功率、事故备用等多种功能,是建设以新能源为主的新型电力系统最为理想的储能方式之一。然而,常规抽水蓄能以山体落差为基础,对于建设选址的要求严格,且也有一定环保方面的考虑,因此适合建设常规抽水储能的选址也是有限的。矿井在井工开采过程中形成的巨大的、高落差地下空间，可以利用存在一定高差的两个巷道空间建立上下水库，通过太阳能、风能等可再生清洁能源发电，经水泵与水轮机将电能与水体位势能之间进行转换，实现电能的转换、储存与释放。但是废弃矿井在用于抽水蓄能时，由于矿井内部需要经受水的冲刷和长期浸泡，容易引发地质问题使得矿井内部塌陷的问题，存在一定的安全隐患。

发明内容

本申请的目的在于提供一种多源耦合的废弃矿井抽水蓄能系统，该多源耦合的废弃矿井抽水蓄能系统可以利用废弃矿井资源进行抽水蓄能，同时可以有效避免矿井内部因水流冲刷和长期浸泡而引发地质灾害的情况，提高安全性。

为此，本申请实施例提供了一种多源耦合的废弃矿井抽水蓄能系统，包括：上位水库，设置于废弃矿井中；下位水库，设置于所述废弃矿井中，且所述下位水库的水平面位于所述上位水库所在水平面的下方；井下机房，设置于所述废弃矿井中且位于所述上位水库和所述下位水库之间，所述井下机房内设置有水泵水轮机及与所述水泵水轮机电连接的发电机，所述上位水库与所述下位水库通过所述水泵水轮机连通；其中，所述上位水库、下位水库和所述井下机房内分别设置有防水加固组件以及用于监测所述防水加固组件的监控组件。

在一种可能的实现方式中，所述防水加固组件包括封堵墙、设置于所述封堵墙内表面的防水层、以及用于固定所述防水层的支护件；所述监控组件包括设置于所述支护件上的监测模块以及与所述监测模块电连接的中控模块。

在一种可能的实现方式中，所述支护件包括：锚杆，贯穿所述防水层和所述封堵墙，且所述锚杆的端部设置有安装板；连接板，两端连接设置于两个所述锚杆的安装板上；顶紧螺杆，与所述连接板通过螺纹连接，且所述顶紧螺杆的端部设置有顶紧板，所述顶紧板与所述防水层远离所述封堵墙的一侧抵接。

在一种可能的实现方式中，所述连接板上沿自身长度方向设置有条形孔，所述条形孔处滑动设置有滑动块，所述滑动块上设置有与所述顶紧螺杆螺纹配合的螺纹孔。

在一种可能的实现方式中，所述监测模块设置于所述顶紧板上且与所述防水层抵接，所述监测模块包括应力监测模块和位移监测模块。