[发明专利]一种利用地下矿洞空间的三级水库抽水蓄能系统

说明书

一种利用地下矿洞空间的三级水库抽水蓄能系统，包括高位水库、中位水库和低位水库，其中，中位水库的排水侧通过中高位升压水泵连接高位水库，低位水库的排水侧通过低高位升压水泵连接高位水库，且在低位水库和中位水库之间设置低中位升压水泵；另外，高位水库中的水通过低背压水轮发电机组做功后排至低位水库，高位水库中的水通过高背压水轮发电机组做功后排至中位水库。本发明利用高中低位三个储水空间，通过水在三个储水空间的转移，实现水的重力势能和电能的灵活转换，达到灵活调节储能的功能。既适用于有坝水库的抽水蓄能，也适用于地下矿洞、巷道作为储水抽水蓄能空间的。

技术领域

本发明属于电力系统储能技术领域，本发明涉及一种利用地下矿洞空间的三级水库抽水蓄能系统。

背景技术

目前，“促进储能技术和产业发展”作为实现我国从能源大国向能源强国转变和经济提质增效的技术支撑、产业保障，强力提振市场信心。随着碳达峰碳中和的推进，能源结构由化石能源向可再生能源调整步伐加快，因此，需要实现大容量储能装备国产化，解决可再生能源并网瓶颈。

发明内容

本发明的目的是：提供一种利用地下矿洞空间的三级水库抽水蓄能系统，可以充分广泛利用地上地下高差较大的废弃煤矿、废弃金属矿等地下巷道空间实现抽水蓄能，极大的扩展了抽水蓄能的利用场所。

本发明的技术方案具体为：

一种利用地下矿洞空间的三级水库抽水蓄能系统，设置高中低位三个储水空间，三个储水空间的水通过升压泵和水轮发电机组以及相关管道阀门连接，将水的重力势能和电能之间进行转换，实现两级抽水蓄能功能；具体包括高位水库、中位水库和低位水库，其中，中位水库的排水侧通过中高位升压水泵连接高位水库，低位水库的排水侧通过低高位升压水泵连接高位水库，且在低位水库和中位水库之间设置低中位升压水泵；另外，高位水库中的水通过低背压水轮发电机组做功后排至低位水库，高位水库中的水通过高背压水轮发电机组做功后排至中位水库。

中位水库的排水侧依次通过中高位升压水泵入口阀门、中高位升压水泵、中高位升压水泵出口阀门、高位水库蓄水阀门连接高位水库，由此构成中高位水库储能系统；

低位水库的排水侧依次通过低位水库出水阀门、低高位升压水泵入口阀门、低高位升压水泵、低高位升压水泵出口阀门、高位水库蓄水阀门连接高位水库，由此构成低高位水库储能系统。

在低高位升压水泵入口处的低高位升压水泵入口阀门之前设置管道，管道连接至中压水库，并在管道上设置第一关断阀。

低位水库的排水侧依次通过低中位升压水泵入口阀门、低中位升压水泵、低中位升压水泵出口阀门连接至中位水库，由此构成低中位水库储能系统，将低位水库的水提升至中位水库。

高位水库的水依次通过高位水库出水阀门、低背压水轮发电机组入口阀门、低背压水轮发电机组、低背压水轮发电机组出口阀门进入低位水库，由此构成高低位水库泄水释能发电系统；

高位水库的水依次通过高背压水轮发电机组入口阀门、高背压水轮发电机组入口阀门、中位水库蓄水阀门进入中位水库，由此构成高中位水库泄水释能发电系统。

在中高位升压水泵和低高位升压水泵后，高位水库前设置高位余压水轮发电机组，高位余压水轮发电机组进出口分别设置进口关断阀和出口关断阀；高位余压水轮发电机组进出口管道的旁路上设置有旁路阀。

高位余压水轮发电机组布置在高位水库标高位置，中高位升压水泵、低高位升压水泵、低中位升压水泵、低背压水轮发电机组、高背压水轮发电机组布置在低位水库标高位置。

高位水库设置溢流管路，并在溢流管路上设置高位水库溢流阀门。

在高背压水轮发电机组后设置管道接至低位水库，并在管路上设置第二关断阀。