一种新型节能抽水蓄能发电系统的制作方法

本发明涉及水力发电蓄能，具体涉及一种新型节能抽水蓄能发电系统。

背景技术：

1、随着我国电网快速发展，国内电网电源点的发电形式也趋于多样性，近年来随着新能源发电、水资源发电形式的跨越式发展，在电网中的占比也在逐渐增加，部分地区新能源装机接近或超过火电装机容量。发电形式已经更趋于节能、环保方面。

2、新能源发电对电网安全性、可靠性带来的影响值得我们去关注及研究。我国的电网用户是：工业用电+民用电+农用电相互结合，用电的峰、平、谷之间差值较大，是我国电网的特有现象，这就要求我国电网有充足的旋转备用容量或储能电源以确保其安全性、可靠性、稳定性。

3、当前现有电网储能仍然是当今电网架构的短板，目前采用储能主要是：化学电池储能和抽水蓄能。但他们也存在一定的不利之处，具体如下：

4、1、化学电池储能：在安全方面、环境保护、废旧处理都存在不可忽视的问题；

5、2、抽水蓄能：从当前抽水蓄能分析，存在如下不足之处：

6、（1）经济性差，从现有情况分析，当前抽水蓄能系统每消耗4 kwh电能，可以对电网提供3~3.1 kwh电能，经济性能较低；

7、（2）电站选址困难，目前选址受地理位置限制，多依赖山区地势兼有河流的地区；

8、（3）水资源控制、利用及保护问题，目前很多抽水蓄能储水、蓄水需要依靠地表水，这对下游水资源分配造成一定影响；而目前部分城市中水的利用率并不高，出现城市中水积存量过大，出现通过洒水车加排现象；

9、（4）噪音污染问题，放水发电时在排水口附近100 m范围噪音超过70分贝，造成一定的噪音污染。。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明专利提供了一种新型节能抽水蓄能发电系统，节约了能源，提高了抽水蓄能的的经济性，增加了电站选址的选择性，充分利用和保护水资源，以及降低了噪音污染。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种新型节能抽水蓄能发电系统，包括低位水池、上水泵、高位水池、水轮发电机组，所述低位水池内设有半封闭的低位集水仓，所述高位水池内部设有半封闭的高位水仓，所述低位水池与高位水仓通过第一上水管道连通，所述第一上水管道上设有上水泵，所述高位水池通过第一管道与低位集水仓连通，所述第一管道上设有水轮发电机组；

3、所述低位水池通过第二上水管道与低位上水池连通，所述低位上水池通过第三上水管道与中间提升仓连通，所述第三上水管道顶部设有第一进水阀，所述中间提升仓顶部通过第一抽空气阀与第一空气管道连通，中间提升仓顶部还设有第一放空气阀，所述中间提升仓通过第四上水管道与高位上水仓连通，所述第四上水管道顶部设有第二进水阀，所述高位上水仓顶部通过第二抽空气阀与第一空气管道连通，高位上水仓顶部还设有第二放空气阀，所述高位上水仓底部通过第五上水管道与高位水仓连通，所述第五上水管道上设有第三进水阀，所述第一空气管道与抽真空集管连通。

4、优选的，所述低位集水仓顶部与第二空气管道连通，低位集水仓的顶部还设有第三放空气阀，所述高位水仓顶部与第二空气管道连通，高位水仓的顶部还设有第四放空气阀，所述第二空气管道另一端与集风筒连通。

5、优选的，所述上水泵出水口末端设有第一射水抽气器，所述第一射水抽气器通过第三抽空气阀与第一空气管道连通，所述水轮发电机组出水口的末端设有第二射水抽气器，所述第二射水抽气器通过第四抽空气阀与第一空气管道连通。

6、优选的，所述低位上水池水面与中间提升仓顶端距离≤8.5 m，所述第三上水管道下方伸到低位上水池底部，所述中间提升仓水面与高位上水仓顶端距离≤8.5 m，所述第四上水管道下方伸到中间提升仓底部。

7、优选的，所述第一管道为倒u形，所述第一管道的顶部与高位水池的水面距离为4-6 m，所述第一管道末端设有单向逆止阀，所述第一管道倒u形顶部还设有注水阀，所述第一管道倒u形顶部通过第五抽空气阀与第一空气管道连通，所述高位水池低水位处通过第二管道与第一管道连通，所述第二管道上设有第四进水阀。

8、优选的，所述高位水池底部设有若干弹簧装置仓，所述弹簧装置仓内部设有若干弹簧，所述弹簧顶端与承压平面固定连接，弹簧底端与高位水池固定连接，所述弹簧两端还设有纠偏装置，所述弹簧装置仓之间通过装置隔板分隔，所述弹簧装置仓通过呼吸管道与第三空气管道连通，所述第三空气管道的一端设有单向进气阀，第三空气管道的另一端与第二空气管道连通。

9、优选的，所述集风筒上方设有导风筒，所述导风筒的高度为150-250 m，所述导风筒内设有风力发电机。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果为 ：

11、1、利用大气压力作用，将低位水提升为高位水，达到了节约能源的效果；

12、2、通过加装射水抽气器，利用低位集水仓和高位水仓半封闭的特点，将射水抽气器排气收集到了集风筒中，通过弹簧装置仓底部的呼吸管道，将弹簧储能时的排气收集到了集风筒中，集风筒的空气定向流动通过导风筒内安装的风力发电机，做功后排向大气，实现了风力发电，有效减少抽水蓄能系统中风吹水损失的同时，在电网系统需要发电时，提高了向电网输出电能的能力，增加了储能效果，提高了电站运行经济性；

13、3、选址更加有选择性，本发明的选址可以选在城市郊区，可以充分利用城市中水作为工质补充，这样不仅可以解决城市中水利用率不高的问题，还有利于保护水资源，同时还可以提高电网的安全性、可靠性和经济性；

14、4、降低了噪音，通过导风筒高度的设置，有效降低了周边的噪音污染。

技术特征：

1.一种新型节能抽水蓄能发电系统，包括低位水池（1）、上水泵（11）、高位水池（7）、水轮发电机组（13），其特征在于，所述低位水池（1）内设有半封闭的低位集水仓（2），所述高位水池（7）内部设有半封闭的高位水仓（6），所述低位水池（1）与高位水仓（6）通过第一上水管道（16）连通，所述第一上水管道（16）上设有上水泵（11），所述高位水池（7）通过第一管道（21）与低位集水仓（2）连通，所述第一管道（21）上设有水轮发电机组（13）；

2.根据权利要求1所述的新型节能抽水蓄能发电系统，其特征在于，所述低位集水仓（2）顶部与第二空气管道（24）连通，低位集水仓（2）的顶部还设有第三放空气阀（39），所述高位水仓（6）顶部与第二空气管道（24）连通，高位水仓（6）的顶部还设有第四放空气阀（40），所述第二空气管道（24）另一端与集风筒（9）连通。

3.根据权利要求2所述的新型节能抽水蓄能发电系统，其特征在于，所述上水泵（11）出水口末端设有第一射水抽气器（12），所述第一射水抽气器（12）通过第三抽空气阀（34）与第一空气管道（23）连通，所述水轮发电机组（13）出水口的末端设有第二射水抽气器（14），所述第二射水抽气器（14）通过第四抽空气阀（35）与第一空气管道（23）连通。

4.根据权利要求3所述的新型节能抽水蓄能发电系统，其特征在于，所述低位上水池（3）水面与中间提升仓（4）顶端距离≤8.5 m，所述第三上水管道（18）下方伸到低位上水池（3）底部，所述中间提升仓（4）水面与高位上水仓（5）顶端距离≤8.5 m，所述第四上水管道（19）下方伸到中间提升仓（4）底部。

5.根据权利要求4所述的新型节能抽水蓄能发电系统，其特征在于，所述第一管道（21）为倒u形，所述第一管道（21）的顶部与高位水池（7）的水面距离为4-6 m，所述第一管道（21）末端设有单向逆止阀（30），所述第一管道（21）倒u形顶部还设有注水阀（31），所述第一管道（21）倒u形顶部通过第五抽空气阀（36）与第一空气管道（23）连通，所述高位水池（7）低水位处通过第二管道（22）与第一管道（21）连通，所述第二管道（22）上设有第四进水阀（29）。

6.根据权利要求5所述的新型节能抽水蓄能发电系统，其特征在于，所述高位水池（7）底部设有若干弹簧装置仓（15），所述弹簧装置仓（15）内部设有若干弹簧（42），所述弹簧（42）顶端与承压平面（45）固定连接，弹簧（42）底端与高位水池（7）固定连接，所述弹簧（42）两端还设有纠偏装置（44），所述弹簧装置仓（15）之间通过装置隔板（43）分隔，所述弹簧装置仓（15）通过呼吸管道（46）与第三空气管道（25）连通，所述第三空气管道（25）的一端设有单向进气阀（41），第三空气管道（25）的另一端与第二空气管道（24）连通。

7.根据权利要求6所述的新型节能抽水蓄能发电系统，其特征在于，所述集风筒（9）上方设有导风筒（10），所述导风筒（10）的高度为150-250 m，所述导风筒（10）内设有风力发电机（47）。

技术总结本发明涉及水力发电蓄能技术领域，具体涉及一种新型节能抽水蓄能发电系统，通过上水泵上水和大气压上水相结合，将低位水提升为高位水，节约了能源；通过加装射水抽气器，利用低位集水仓和高位水仓半封闭的特点，将射水抽气器排气收集到了集风筒中，通过弹簧装置仓底部的呼吸管道，将弹簧储能时的排气收集到了集风筒中，集风筒的空气定向流动通过导风筒内安装的风力发电机，做功后排向大气，实现了风力发电，有效减少抽水蓄能系统中风吹水损失的同时，在电网系统需要发电时，提高了向电网输出电能的能力，增加了储能效果，提高了电站运行经济性；通过导风筒的设置，实现可控风能资源利用的同时，有效降低了周边的噪音污染。技术研发人员：王金龙,赵寄龙,赵磊,王贤,武瑞香,王婧,牛晋斌,卢蔚蔚,张改红,王世邦,赵育龙,赵玉斌,曹三文,龚红辉,武立志,武立旺,刘春华,付晋明,张艳刚受保护的技术使用者：武瑞香技术研发日：技术公布日：2024/7/9