一种抽水蓄能系统及其施工方法与流程

本发明涉及抽水蓄能型电站或机组，特别是涉及一种抽水蓄能系统及其施工方法。

背景技术：

1、抽水蓄能，是一种储能技术，即利用水作为储能介质，通过电能与势能相互转化，实现电能的储存和管理。利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电。可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能。适用于调频、调相，稳定电力系统的周波和电压，还可提高系统中火电站和核电站的效率。

2、现有的抽水蓄能电站在用电低谷期利用电能将水抽取输送到上水库存储，电能转化为上水库的水的重力势能暂时存储起来；在用电高峰期，上水库放水，水的重力势能转化为动能，水的动能驱动水轮机转动，水轮机的主轴与发电机连接，进而实现发电以满足高峰用电所需。上水库和下水库的高度差通常称为水头，为存储足够的重力势能用于发电，通常对水头高度有一定的要求，通常要求水头高度为300～600米，这一要求使得抽水蓄能电站受自然地形条件限制，适用性低。

技术实现思路

1、本发明的目的是：提供一种抽水蓄能系统及其施工方法，有效解决现有抽水蓄能技术受地形条件限制导致的适用性低的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种抽水蓄能系统，其包括：蓄水区、设备间、水轮机组、水泵、电动机、控制器、引水管、排水管和储水室；

3、所述设备间固设在所述蓄水区的底部；

4、所述水轮机组设置于设备间的下部，所述水轮机组包括水轮机和发电机，所述水轮机的主轴与所述发电机连接，所述水轮机的出水口与所述蓄水区连接；

5、所述水泵设于所述蓄水区的底部，且与所述电动机电连接，所述水泵的进水口与所述蓄水区连接；

6、所述储水室位于蓄水区的上方，所述储水室的周壁具有弹性，且所述储水室的外壁上部固设有若干配重块，所述配重块不与地面接触；

7、所述储水室设有第一进水口和第一出水口，且所述第一进水口和第一出水口上均设置有阀门；

8、所述引水管的一端连接所述第一进水口，另一端连接所述水泵的出水口；

9、所述排水管的一端连接所述第一出水口，另一端连接所述水轮机的进水口；

10、所述控制器分别与所述水轮机、发电机、水泵、电动机和阀门电连接。

11、进一步地，所述蓄水区的横截面为圆形。

12、进一步地，所述储水室为环状结构，且所述储水室的中心与蓄水区的中心同心设置。

13、进一步地，所述第一进水口和第一出水口均设置于所述储水室的底部。

14、进一步地，所述储水室的内部设有压力传感器。

15、进一步地，所述配重块与所述储水室的外壁相接的一侧形状与储水室的外壁形状相贴合，所述配重块为钢块。

16、进一步地，所述水轮机组还包括调速器、冷却器和电气控制器，所述控制器分别与所述调速器、冷却器和电气控制器电连接；

17、所述调速器还与所述水轮机电连接；

18、所述冷却器与所述水轮机连接，用于使所述水轮机散热；

19、所述电气控制器还与所述发电机电连接。

20、本发明还提供了一种抽水蓄能系统的施工方法，用于上述抽水蓄能系统，其包括：

21、s1、开挖蓄水区；

22、s2、将储水室固定安装于蓄水区的上方；

23、s3、在所述蓄水区的底部形成基座，并在蓄水区内形成设备间，将设备间与基座连接；

24、s4、将水轮机组布置于所述设备间内，并将水泵布置于所述蓄水区的底部；

25、s5、将引水管的一端连接至水泵的出水口且另一端连接至所述第一进水口，并将排水管的一端连接至水轮机的进水口且另一端连接至所述第一出水口。

26、本发明提供的一种抽水蓄能系统与现有技术相比，其有益效果在于：

27、本发明通过水泵将蓄水区中的水经由引水管输送至储水室进行储水，在满足储水所需的同时，因其位于所述蓄水区的上方，使得所述储水室的水存储了重力势能；储水室区别于现有抽水蓄能电站的上水库，因所述储水室的周壁具有弹性，周壁在水压的作用下发生弹性形变，周壁存储弹性势能，此外，由于所述储水室外壁上方固设有配重块，在储水室中的水在自身压力作用下将储水室涨大后，配重块随之升高，配重块也储存了重力势能；继而在发电时，打开所述储水室的第一出水口的阀门，水的重力势能、配重块的重力势能和储水室的弹性势能均转化为水的动能，经由所述排水管进入水轮机并驱动水轮机转动进而带动发电机完成发电；通过储水室的弹性特性及其外壁上方固设的配重块，将电能暂存为储水室的弹性势能和配重块的重力势能，加上水的重力势能即可满足发电所需，进而对水头高度不再进行要求，即不受限于自然地形条件，可适用于多种地形。

技术特征：

1.一种抽水蓄能系统，其特征在于，包括：蓄水区、设备间、水轮机组、水泵、电动机、控制器、引水管、排水管和储水室；

2.如权利要求1所述的抽水蓄能系统，其特征在于，所述蓄水区的横截面为圆形。

3.如权利要求2所述的抽水蓄能系统，其特征在于，所述储水室为环状结构，且所述储水室的中心与蓄水区的中心同心设置。

4.如权利要求1所述的抽水蓄能系统，其特征在于，所述第一进水口和第一出水口均设置于所述储水室的底部。

5.如权利要求1所述的抽水蓄能系统，其特征在于，所述储水室的内部设有压力传感器。

6.如权利要求1所述的抽水蓄能系统，其特征在于，所述配重块与所述储水室的外壁相接的一侧形状与储水室的外壁形状相贴合，所述配重块为钢块。

7.如权利要求1所述的抽水蓄能系统，其特征在于，所述水轮机组还包括调速器、冷却器和电气控制器，所述控制器分别与所述调速器、冷却器和电气控制器电连接；

8.一种抽水蓄能系统的施工方法，适用于权利要求1-7任一项所述的抽水蓄能系统，其特征在于：

技术总结本发明涉及抽水蓄能型电站或机组技术领域，特别是涉及一种抽水蓄能系统，其包括蓄水区、设备间、水轮机组、水泵、电动机、控制器、引水管、排水管和储水室，所述储水室的周壁具有弹性且其外壁上部固设有若干配重块，所述储水室还设有第一进水口和第一出水口，并在第一进水口和第一出水口上均设置有阀门，第一进水口通过引水管连接水泵，第一出水口通过排水管连接水轮机，控制器与水轮机组、水泵、电动机和阀门电连接。本发明还提供一种抽水蓄能系统的施工方法。本发明的储水室在储水及存储水的重力势能的同时，存储配重块的重力势能和储水室的弹性势能，减少对水的重力势能的需求，免除对上下库高度差的限制，提高抽水蓄能系统的适用性。技术研发人员：范少涛,陈晶,庄杰敏,任灏,马兆荣,张绍欣受保护的技术使用者：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15