[實用新型]排水蓄能電站

有效

• 申請號: 201520043551.6
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN204626355U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 侯平利
• 申請（專利權）人: 深圳中廣核工程設計有限公司;中廣核工程有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: E02B9/00
• 分類號: E02B9/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 蔡曉紅

【技術領域】

本實用新型涉及水力發電系統，特別涉及一種依靠排水蓄能而對常規水力發電站、風力發電站、火力發電站過剩的電能進行蓄能，以調節電網用電平衡的排水蓄能電站。

【背景技術】

電力的生產、輸送和使用是同時發生的，一般情況下無法儲存。而實際中，電力負荷的需求卻瞬息萬變，一天之間，白天和前半夜的電力需求較高，而下半夜電力需求大大降低，有時在低谷時的電力需求只及高峰時的電力需求的一半或更少?；诖?，發電機組在負荷高峰時段要滿發，而在低谷時段要壓低出力，甚至暫時關閉，因此，發電站需采取一系列的措施來使相關發電設備按電力實際需求協調使用，以調節低谷時段與高峰時段的用電平衡。

抽水蓄能電站(又稱蓄能式水電站)是一種為了解決電網高峰、低谷時段供需矛盾，可以間接儲存電能的電站。抽水蓄能電站利用下半夜過剩的電力驅動水泵，將水從下水庫抽到上水庫儲存起來，然后在次日白天和前半夜將水放出發電，并流入下水庫。在整個運作過程中，雖然有部分能量會在轉化時流失，但相比之下，使用抽水蓄能電站仍然比增建煤電發電設備來滿足高峰用電而在低谷時壓荷、停機這種情況來得經濟，更有效益。除此以外，抽水蓄能電站還能擔負調頻、調相和事故備用等動態功能。因而抽水蓄能電站既是電源點，又是電力用戶，并成為電網運行管理的重要工具，是確保電網安全、經濟、穩定生產的支柱。如附圖1所示，抽水蓄能電站主要由上水庫、引水系統、水電廠和下水庫組成。在水電廠的上游和下游建有蓄水庫，在電力系統高峰負荷時期，利用上水庫的水通過引水系統閘門、管道和調壓井等設施，將上水庫中水的位能轉變成動能推動水輪機旋轉，帶動與水輪機同軸的發電機發電；在低谷負荷時期，將下水庫的水再通過引水系統閘門、管道和調壓井等設施抽回上水庫蓄積起來，此時發電機轉變為電動機，水輪機轉變成水泵。對于抽水蓄能電站，由于其需建設上、下兩個水庫，因此其會對生態環境會造成一定的影響，有些甚至會對生態環境造成嚴重影響和破壞：影響地質環境、屁話植被和河流的生態系統、淹沒大量耕地，造成耕地資源的浪費，并會涉及移民問題。

隨著世界能源日益緊缺和全球變暖趨勢增強，作為節能減排的重要手段之一，世界風力發電發展迅速，技術不斷進步。與其他可再生能源相比，風力發電相對便宜，是我國重要的能源資源。但是風力發電受地域環境影響比較大，自然風存在隨機性和不穩定等特點，大比重風電直接輸入電網可能對電網安全穩定、經濟運行帶來潛在風險，難以滿足電網對于電能質量的要求。為了保證電網按照要求安全、穩定和優質的運行，在將波動的風能引入到電網時必須采取適當的控制方法。在許多情況下，為了保證每年風力發電量電網中比較高的份額都需要采用蓄能系統。風電蓄能技術通過風電的轉換儲存，不僅可以向電網提供高品質的電能，而且也可以增加風電的運行效益，從而提高風電在能源市場的競爭力。目前，儲存風能的模型有很多種，其中抽水蓄能是當前最經濟、最成熟的大規模儲能裝置。它可以直接平衡風力發電廠輸出電力的波動。但是對于風能發電的抽水蓄能電站，其同樣需要淹沒大量耕地，且很難在沿海尋找合適場址。

總而言之，對于各種發電方式，為使相關發電設備按電力實際需求協調使用，其需設置儲能電站，而現有的抽水儲能電站則存在一定缺陷，容易對周邊生態環境造成負面影響。

【實用新型內容】

本實用新型旨在解決上述問題，而提供一種架構簡單、實施方便、可大大減少對生態環境造成不良影響的排水蓄能電站。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種排水蓄能電站，該電站在水灣設有攔水壩，所述攔水壩將所述水灣與攔水壩外水域分隔開而與水灣邊緣圍合出一水壩水庫，所述攔水壩設有用于利用水能發電的水輪發電機組和用于將所述水壩水庫中的水排至攔水壩外水域以使所述水壩水庫的水位低于攔水壩外水域的水位的排水泵，所述排水泵用于在電網用電低谷時將待蓄能發電站過剩的電能以水壩水庫與攔水壩外水域的水位差形式轉化成勢能進行儲存，使得在所述電網用電高峰時，所述水壩水庫與攔水壩外水域之間的水位差可驅動所述水輪發電機組發電并回饋至所述電網。

該方案中，所述水輪發電機組設于所述攔水壩的底部，所述排水泵設于所述水壩水庫與所述攔水壩外水域之間。

該方案中，所述排水泵設于所述攔水壩的頂部。

該方案中，所述排水泵設于所述攔水壩的底部，所述排水泵與所述水輪發電機組間隔設置。

該方案中，所述排水泵通過待蓄能發電站的電力進行驅動或通過待蓄能的風力發電站的變速齒輪箱進行驅動。

該方案中，所述待蓄能發電站包括水力發電站、風力發電站、火力發電站、太陽能發電站、核電發電站。