一种多洞库循环式抽水蓄能系统技术方案

一种多洞库循环式抽水蓄能系统，由地下厂房和多洞室构成，其中地下厂房包含水泵和主水轮机，多洞室由上、中、下洞室组成，所述上、中、下洞室分别对应布置有上、中、下洞库，以及配套设有水轮机，且洞室之间由导洞连接，导洞中设有输水管道，流量或流速由球阀控制，此外上、中、下洞库中流体互为补充形成水源循环，中、下洞室发电解决附近工业及居民用电，多余输送至外部电网储存，地下厂房发电除供机组用电外，其余输送至外部电网储存，进而形成能源整合及资源合理分配，其储存电能也为紧急情况或高峰用电提供保障，上、中、下洞库分层灵活布置，可分层解决居民或工业用电，减短输送电距离，提高发电利用效率，减少输送损耗。减少输送损耗。减少输送损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种多洞库循环式抽水蓄能系统


[0001]本专利技术涉及抽水蓄能电站系统设计
，尤其涉及一种多洞库循环式抽水蓄能系统。

技术介绍

[0002]现今能源短缺及能源整合仍是严峻问题，抽水蓄能发电作为一种新兴可再生能源，弥补了电网供电短缺，但普遍存在发电效率低及输电利用困难等问题，故设计新型抽蓄系统，因地制宜解决厂房发电范围内工业用电及居民用电、减少输送电距离、降低电能损耗、提高发电及利用效率就显得很有必要。
[0003]现有技术中，如公开号为CN112523918A的专利申请公开了一种抽水蓄能发电系统，该系统在功能上既可利用上库的水能发电，又能利用电网的电能将下库的水抽到上库中进行储能，将原水电站的仅可发电的单功能系统改造为既可发电又可储能的双功能系统。又如，公告号为CN217999775U的专利公开了一种采用地下洞库进行抽水蓄能的系统，包括洞库组件和电能转换组件。洞库组件包括第一洞库单元、第二洞库单元、第三洞库单元和连接导洞，第一洞库单元设置于山体内，第二洞库单元设置于地下，且第一洞库单元和第二洞库单元之间具有高度差，连接导洞分别与第一洞库单元和第二洞库单元相互流体连通。电能转换组件包括水泵、水轮机和变电站，水泵和水轮机均与变电站电性连接，且水泵用于将流体从第二洞库单元通过连接导洞传递到第一洞库单元，水轮机用于发电。
[0004]现有抽蓄技术由上库和下库构成，发电厂房设置于上水库及下水库之间，上库一般布置在山体顶部，下库一般利用现有水库或新建，在发电及送电过程中存在输送电管线过长、电能损耗过大、可利用率降低，进而需要对抽蓄系统进行新型设计，以方便、快捷、高效、低耗为原则，适应地形，综合布置，就近满足居民或工业用电。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是提出一种多洞库循环式抽水蓄能系统，旨在解决上述技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提出一种多洞库循环式抽水蓄能系统，包括上洞室和地下厂房，在上洞室内设置有上洞库；在地下厂房内设置有水泵和主水轮机，在高程方向上，在上洞室的下方设置有多个中部洞室，中部洞室的下方设置有多个下部洞室，一个中部洞室对应一个下部洞室；每个中部洞室内部设置有中部洞库和水轮机；每个下部洞室内部设置有下部洞库和水轮机；上洞室与多个中部洞室之间分别通过上部导洞连通，在上部导洞内设置有上部输水管用于连通上洞库和中部洞库，中部洞室内的水轮机设置在上部输水管上；每个中部洞室与相对于的下部洞室之间通过中部导洞连通，在中部导洞内设置有中部输水管用于连通中部洞库和下部洞库，下部洞室内的水轮机设置在中部输水管上；地下厂房与多个下部洞室之间分别通过下部导洞连通，在下部导洞内设置有下部输水管和回水管；在上洞室与地下厂房之间通过主导洞连通，在主导洞内设置有主回流管和主输水管；下
部洞室内的下部洞库通过回水管连接至地下厂房内的水泵，水泵通过主回流管连接至上洞库；上洞库通过主输水管引流至主水轮机；下部输水管用于将流经主水轮机的水流输送至下部洞库内。
[0007]优选的，在上部输水管、中部输水管、以及下部输水管上均设置有球阀。
[0008]优选的，在中部洞室处设置有第一变电站，用于将中部洞室内水轮机产生电能为中部居民或工业供电；中部洞室的水轮机产生的电能还输入外部电网存储。
[0009]优选的，在下部洞室处设置有第二变电站，用于将下部洞室内水轮机产生电能为下部居民或工业供电；下部洞室的水轮机产生的电能还输入外部电网存储。
[0010]优选的，在地下厂房处设置有第三变电站，用于将主水轮机产生的电能供给地下厂房，主水轮机产生的电能还输入外部电网储存。
[0011]优选的，所述中部洞室的数量为两个，分别为中部左洞室和中部右洞室；所述下部洞室的数量为两个，分别为下部左洞室和下部右洞室；在中部左洞室内设置有中部左洞库，在中部右洞室内设置有中部右洞库；在下部左洞室内设置有下部左洞库，在下部右洞室内设置有下部右洞库；上洞库库容等于下部左洞库库容与下部右洞库库容之和。
[0012]优选的，上洞库、中部左洞库、中部右洞库、下部左洞库及下部右洞库的动态流动库容分别为W1、W2、W3、W4、W5，其中W2＝W3＝W4＝W5，且W1＝2W2＝2W3＝2W4＝2W5。
[0013]优选的，上洞库与中部左洞库通过第一输水管连通；上洞库与中部右洞库通过第二输水管连通；中部左洞库与下部左洞库通过第三输水管连通；中部右洞库与下部右洞库通过第四输水管连通；下部左洞库通过第一回水管连接至地下厂房内的水泵；下部右洞库通过第二回水管连接至地下厂房内的水泵。
[0014]优选的，上洞室与中部洞室的高差≧200m；中部洞室与下部洞室的高差≧200m。
[0015]优选的，相邻两个中部洞室之间的水平距离≧5倍洞室宽度；下部洞室与地下厂房的水平距离≧5倍洞室宽度；相邻两个下部洞室之间的水平距离≧5倍洞室宽度。
[0016]由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果如下：
[0017](1)本专利技术所提供的抽水蓄能系统，由多个洞库组成，且洞库按照上、中、下位置布置，可分层分区解决居民或工业用电，实现供电方便、高效。
[0018](2)本专利技术所提供的抽水蓄能系统，由于分层布置抽蓄系统，降低了输送电距离，提高了发电及利用效率，减少能耗损失，并且设计简单，施工较为常规，不需要配备大规模专业队伍。
[0019](3)本专利技术所提供的抽水蓄能系统布置灵活，中层左右洞室、下部左右洞室均可依据山体实际情况布置，可不成对称结构，只需保证具有一定高差即可。
[0020](4)本专利技术所提供的抽水蓄能系统从发电到用电均是闭合循环，水从泵送到发电也是闭路循环，实现了资源整合及综合利用，其中球阀的设置，实现了水量及水速的有效控制，而变电站的设置，保证了电能的有效利用。
[0021](5)本专利技术所提供的一种多洞库循环式抽水蓄能系统，由地下厂房和多洞室构成，其中地下厂房包含水泵和主水轮机，多洞室由上、中、下洞室组成，所述上、中、下洞室分别对应布置有上、中、下洞库，以及配套设有水轮机，且洞室之间由导洞连接，导洞中设有输水管道，流量或流速由球阀控制，此外上、中、下洞库中流体互为补充形成水源循环，中、下洞室发电解决附近工业及居民用电，多余输送至外部电网储存，地下厂房发电除供机组用电
外，其余输送至外部电网储存，进而形成能源整合及资源合理分配，其储存电能也为紧急情况或高峰用电提供保障，上、中、下洞库分层灵活布置，可分层解决居民或工业用电，减短输送电距离，提高发电利用效率，减少输送损耗。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0023]图1是一种多洞库循环式抽水蓄能系统整体布置示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多洞库循环式抽水蓄能系统，包括上洞室(1)和地下厂房(6)，在上洞室(1)内设置有上洞库(9)；在地下厂房(6)内设置有水泵(7)和主水轮机(8)，其特征在于：在高程方向上，在上洞室(1)的下方设置有多个中部洞室，中部洞室的下方设置有多个下部洞室，一个中部洞室对应一个下部洞室；每个中部洞室内部设置有中部洞库和水轮机；每个下部洞室内部设置有下部洞库和水轮机；上洞室(1)与多个中部洞室之间分别通过上部导洞连通，在上部导洞内设置有上部输水管用于连通上洞库(9)和中部洞库，中部洞室内的水轮机设置在上部输水管上；每个中部洞室与相对于的下部洞室之间通过中部导洞连通，在中部导洞内设置有中部输水管用于连通中部洞库和下部洞库，下部洞室内的水轮机设置在中部输水管上；地下厂房(6)与多个下部洞室之间分别通过下部导洞连通，在下部导洞内设置有下部输水管和回水管；在上洞室(1)与地下厂房(6)之间通过主导洞(20)连通，在主导洞(20)内设置有主回流管(29)和主输水管(30)；下部洞室内的下部洞库通过回水管连接至地下厂房(6)内的水泵(7)，水泵(7)通过主回流管(29)连接至上洞库(9)；上洞库(9)通过主输水管(30)引流至主水轮机(8)；下部输水管用于将流经主水轮机(8)的水流输送至下部洞库内。2.如权利要求1所述的一种多洞库循环式抽水蓄能系统，其特征在于：在上部输水管、中部输水管、以及下部输水管上均设置有球阀(31)。3.如权利要求1所述的一种多洞库循环式抽水蓄能系统，其特征在于：在中部洞室处设置有第一变电站(39)，用于将中部洞室内水轮机产生电能为中部居民或工业供电；中部洞室的水轮机产生的电能还输入外部电网存储。4.如权利要求1所述的一种多洞库循环式抽水蓄能系统，其特征在于：在下部洞室处设置有第二变电站(40)，用于将下部洞室内水轮机产生电能为下部居民或工业供电；下部洞室的水轮机产生的电能还输入外部电网存储。5.如权利要求1所述的一种多洞库循环式抽水蓄能系统，其特征在于：在地下厂房...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶永虎，陈建新，申林辉，吴强，黄帮有，
申请(专利权)人：中国水利水电建设工程咨询贵阳有限公司，
类型：发明
国别省市：