一种抽水蓄能电站制造技术

利用城市周边河道靠近城市用电负荷中心和电网负荷中心、河道空间又是大规模蓄水最佳选址地的优势，把低落差河道利用起来建设阶梯式抽水蓄能发电站，为抽水蓄能发电站找到一种可行选址地资源，如果与内河航道建设结合，可谓蓄水、蓄能、航运和养殖各得其所，蓄水改善当地生态环境，蓄能解决抽水蓄能电站选址难题，航运带动当地港口和造船等各行各业社会经济发展，养殖增加效益。养殖增加效益。养殖增加效益。

【技术实现步骤摘要】
一种抽水蓄能电站


[0001]本专利技术涉及一种抽水蓄能电站


技术介绍

[0002]我国抽水蓄能电站建设起步较晚，但发展很快，近年建设的几座大型抽水蓄能电站技术已处于世界先进水平。目前，全国在运行的抽水蓄能电站装机容量约3000万千瓦，按国家能源局2021年9月发布的《抽水蓄能中长期发展规划(2021
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2035)》(以下简称“规划”)，2025年将达到6200万千瓦，2035年达到1.2亿千瓦。
[0003]为扩大风能、光伏、核能发电，需要更多的调峰容量，抽水蓄能电站是目前最好最经济的蓄能技术，在我国构建以新能源为主体的新型电力系统中，抽水蓄能逐渐成为调节电源的主体，促进新能源快速发展。“规划”前，全国抽水蓄能电站项目储备仅3000万千瓦，“规划”计划在全国范围普查筛选抽水蓄能电站，建立4.21亿千瓦重点项目库和3.05亿千瓦可滚动调整为重点项目的项目库，可见国家发展抽水蓄能电站的决心和力度之大。
[0004]抽水蓄能电站选址主要是上下水库建设选址，要求具有一定规模的场地和较好的自然蓄水地势，上水库要尽量高于下水库，形成一定的水头落差，同时其作为调峰调频调相稳定电网运行的重要措施，其建设地点最好靠近两个中心，一是靠近用电负荷中心，二是靠近电网负荷中心。这些条件，大大限制了抽水蓄能电站选址范围，往往是自然地势好，但远离两个中心，或者靠近两个中心，自然地势条件又不好，建设难度大。比如某山区水库，其附近山上非常适合建设上水库，与该水库配合，是一个很好的抽水蓄能电站选址位置，但距离城市用电负荷中心和电网负荷中心很远，远距离输送电力消耗较大，因此难以作为抽水蓄能电站选址。
[0005]国家规划需求与项目可能的选址数量之间存在巨大的差距，应广开渠道，找到更多适合抽水蓄能电站的选址，完成国家规划任务。
[0006]2020年7月20日，中国专利局公布了“一种防洪及抽水蓄能电站的建造方法”(CN202010699228.x)专利技术专利，该专利技术对现有废弃矿山进行改造形成抽水蓄能发电功能。2021年3月19日，中国专利局公布了“一种抽水蓄能发电系统”(CN202110114999.2)专利技术专利，该专利技术对现有水库进行改造形成抽水蓄能发电功能。上述两专利积极探索利用现有水库和废弃矿山资源开展抽水蓄能发电，使国家蓄能电站选址有了更多的可选择利用资源，值得赞许，其缺点是所依托的水库和废弃矿山往往远离城市用电负荷中心和电网负荷中心，蓄能电站的作用大打折扣。

技术实现思路

[0007]为有效地解决上述问题，本专利技术的目的是：城市周边河道靠近用电负荷中心和电网负荷中心，河道空间又是蓄水的最佳选址地，但这些河道往往比降较小，落差不足，很难发电，为此可在河道上建设阶梯水库，形成阶梯落差，落差不大但水量很大，为抽水蓄能发电站创造条件；或者结合内河航道建设，在各个航运枢纽上增加抽水蓄能发电站设施；或者
在已有阶梯水库的河道上的各个航运枢纽上改造增加抽水蓄能发电功能，在每两个相邻水库之间形成抽水蓄能子发电站，由这些子发电站整合形成一定规模的阶梯式抽水蓄能发电站。
[0008]为达到上述目的，本专利技术的具体技术方案为：
[0009]一种抽水蓄能发电站，包括上水库、下水库、发电电动机、水泵水轮机、输水管线，在上水库和下水库之间设置一个或多个中间水库，与上水库和下水库共同组成阶梯水库，其中任意两个相邻水库形成一个抽水蓄能子发电站，这些抽水蓄能子发电站共同组成整个阶梯水库的阶梯式抽水蓄能发电站。
[0010]上述阶梯式抽水蓄能发电站宜设置在河道上，或结合内河航道建设，在内河航运枢纽中增加抽水蓄能发电设施，或在已有阶梯水库的河道上的各个航运枢纽上改造增加抽水蓄能发电功能，从而在每两个相邻水库之间形成抽水蓄能子发电站，由这些子发电站整合形成一定规模的阶梯式抽水蓄能发电站。
[0011]按上述方式建设的阶梯式抽水蓄能发电站的发电水头由上水库和下水库之间水头差决定，与若干中间水库大小和数量多少无关；如果按上述方式建设的抽水蓄能发电站的上水库和下水库之间没有其它河流水流量注入，则抽水蓄能发电站的发电流量由上水库水量和下水库水量决定，与若干中间水库库容无关，抽水蓄能发电站工作时，若干中间水库库内水量不受影响，从而不影响航道水深，不影响船舶航行，不影响水面养殖等水上活动。
[0012]抽水蓄能子发电站的发电抽水设施与航道的航运枢纽设计成整体航道建设结构或各自独立设置。
[0013]本专利技术的优点与积极效果为：利用城市周边河道靠近城市用电负荷中心和电网负荷中心、河道空间又是大规模蓄水最佳选址地的优势，把低落差河道利用起来建设阶梯式抽水蓄能发电站，为抽水蓄能发电站找到一种可行选址地资源，如果与内河航道建设结合，可谓蓄水、蓄能、航运和养殖各得其所，蓄水改善当地生态环境，蓄能解决抽水蓄能电站选址难题，航运带动当地港口和造船等各行各业社会经济发展，养殖增加效益。
附图说明
[0014]图1为自然河道、航道、五级阶梯水库和抽水蓄能电站纵剖面图。
[0015]图2为抽水蓄能子发电站局部放大图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本专利技术作进一步说明：
[0017]图1显示自然河道10、航道11、上水库1、下水库2、发电电动机3、水泵水轮机4、连接管线5、五级阶梯水库6、阶梯水库7、各抽水蓄能子发电站8、阶梯式抽水蓄能发电站9、发电抽水设施12、航运枢纽13和航电枢纽14剖面图。纵轴为距离海面高程，单位为米，横轴为距离航道11起点公里数，单位为公里，图中曲线部分为自然河道10剖面线，在设计航道11底部线之上部分为挖掉部分，设计航道11底部线在通航水位下一定深度处，抽水蓄能发电站9的各个子发电站8分别设置在每个航运枢纽13建筑中，形成航电枢纽14，五个子发电站8构成整个阶梯式抽水蓄能发电站9。发电电动机3、水泵水轮机4、连接管线5的放大图见图2。
[0018]水流发电功率等于重力加速度、水头、流量和效率的乘积，图中可见单个子发电站
水头不是很大，3
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5米，整个阶梯式抽水蓄能发电站9水头也只有45米左右，通常普通河道具备这个水头，可通过设计上水库1和下水库2库容，加大水流量，从而达到提高发电功率的目的。抽水时下水库2水位下降，上水库1水位上升，放水发电时，上水库1水位下降，下水库2水位上升，两种生产过程中，上下水库之间的各个水库6水量和水位均保持不变，因此只要在设计时，让上水库1和下水库2库容足够大，就可以大大提高发电功率的目的。可见，整个系统能产生的功率大小由上水库1和下水库2容量控制，与其它水库6库容无关(在上水库1和下水库2之间没有其它河流等水量注入的情况下)，因此只要适当设计上水库1和下水库2库容，就可以取得需要的设计水量，从而达到设计规模的阶梯式抽水蓄能发电站9。各个阶梯水库6的航道11水深也不会降低，不影响船舶航行。这是利用河道10阶梯水库7建设抽水蓄能发电站9的最奇妙之处。
[0019]图2为抽水蓄能子发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抽水蓄能电站，包括上水库(1)、下水库(2)、发电电动机(3)、水泵水轮机(4)、输水管线(5)，其特征在于：在上水库(1)和下水库(2)之间设置一个或多个中间水库(6)，与上水库(1)和下水库(2)共同组成阶梯水库(7)，其中任意两个相邻水库之间设置一个抽水蓄能子发电站(8)，这些抽水蓄能子发电站(8)共同组成整个阶梯水库(7)的阶梯式抽水蓄能电站(9)。2.按权利要求1所述抽水蓄能电站，其特征在于：抽水蓄能发电站(9)设置在河道(10)或航道(11)上。3.按权利要求1所述抽水蓄能电站，其特征在于：抽水蓄能发电站(9)的发电水头由上...

【专利技术属性】
技术研发人员：游勇，
申请(专利权)人：游勇，
类型：发明
国别省市：