[發(fā)明專利]一種基于塌陷區(qū)的半地下抽水蓄能電站及其形成方法

在審

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• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109518664A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 何滿潮;孫曉明;郭平業(yè)
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學（北京）
• 主分類號: E02B9/00
• 分類號: E02B9/00;E02B9/02
• 代理公司: 北京律智知識產(chǎn)權代理有限公司 11438
• 代理人: 袁禮君;闞梓瑄

1.一種基于塌陷區(qū)的半地下抽水蓄能電站，其特征在于，包括：

高位儲水區(qū)和低位儲水區(qū)；

輸水通道，連通于高位儲水區(qū)與低位儲水區(qū)之間；以及

雙向發(fā)電機組，設置于高位儲水區(qū)與低位儲水區(qū)之間，利用所述雙向發(fā)電機組經(jīng)所述輸水通道抽水蓄能或發(fā)電；

其中，高位儲水區(qū)為所述廢棄礦井的地面塌陷區(qū)，低位儲水區(qū)為地下儲水區(qū)，所述地下儲水區(qū)位于廢棄礦井的地下空間。

2.如權利要求1所述的基于塌陷區(qū)的半地下抽水蓄能電站，其特征在于，所述廢棄礦井的地下空間包括巷道、采空區(qū)和井筒，在所述巷道內(nèi)構建地下儲水區(qū)，在所述井筒內(nèi)構建輸水通道。

3.如權利要求1所述的基于塌陷區(qū)的半地下抽水蓄能電站，其特征在于，各所述地下儲水區(qū)的至少一側設有封堵墻，所述封堵墻設有控制閥門。

4.如權利要求1-3任一項所述的基于塌陷區(qū)的半地下抽水蓄能電站，其特征在于，所述高位儲水區(qū)與低位儲水區(qū)之間的高差小于所述雙向發(fā)電機組的最高揚程。

5.如權利要求4所述的基于塌陷區(qū)的半地下抽水蓄能電站，其特征在于，所述高位儲水區(qū)與低位儲水區(qū)之間的高差為200～400m。

6.如權利要求1-3任一項所述的基于塌陷區(qū)的半地下抽水蓄能電站，其特征在于，還包括太陽能和/或風能發(fā)電裝置，所述太陽能和/或風能發(fā)電裝置與基于塌陷區(qū)的半地下抽水蓄能電站構成風光發(fā)電互補系統(tǒng)。

7.如權利要求1-3任一項所述的全地下抽水蓄能電站，其特征在于，還包括中位儲水區(qū)，所述中位儲水區(qū)位于高位儲水區(qū)與低位儲水區(qū)之間，所述輸水通道連通于高位儲水區(qū)與中位儲水區(qū)之間，及連通于中位儲水區(qū)和低位儲水區(qū)之間，所述雙向發(fā)電機組設置于高位儲水區(qū)與中位儲水區(qū)之間、及設置于中位儲水區(qū)與低位儲水區(qū)之間；其中，所述中位儲水區(qū)和所述低位儲水區(qū)為所述地下儲水區(qū)，所述地下儲水區(qū)位于廢棄礦井的地下空間。

8.一種權利要求1-7任一項所述的基于塌陷區(qū)的半地下抽水蓄能電站的形成方法，包括如下步驟：

加固廢棄礦井的地面塌陷區(qū)作為高位儲水區(qū)；

測定圍巖性質(zhì)，選擇圍巖特性穩(wěn)定的廢棄礦井巷道構建地下儲水區(qū)，并構建具有高差的至少低位儲水區(qū)作為地下儲水區(qū)；

在廢棄礦井井筒內(nèi)構建連通高位儲水區(qū)與低位儲水區(qū)的輸水通道，并在高位儲水區(qū)與低位儲水區(qū)之間設置雙向發(fā)電機組；

利用所述雙向發(fā)電機組經(jīng)輸水通道在高位儲水區(qū)與低位儲水區(qū)之間揚水或排水，以進行抽水蓄能。

9.如權利要求8所述的全地下抽水蓄能電站的形成方法，其特征在于，還包括如下步驟：

構建位于高位儲水區(qū)和低位儲水區(qū)之間的中位儲水區(qū)；

在廢棄礦井井筒內(nèi)構建連通高位儲水區(qū)與中位儲水區(qū)、及中位儲水區(qū)與低位儲水區(qū)的輸水通道，并在高位儲水區(qū)與中位儲水區(qū)之間、及中位儲水區(qū)與低位儲水區(qū)之間分別設置雙向發(fā)電機組；

利用所述雙向發(fā)電機組經(jīng)輸水通道在高位儲水區(qū)與中位儲水區(qū)、及中位儲水區(qū)與低位儲水區(qū)之間分梯次的揚水或排水，以進行梯級抽水蓄能。

10.如權利要求8所述的基于塌陷區(qū)的半地下抽水蓄能電站的形成方法，其特征在于，所述廢棄礦井的采空區(qū)為備用儲水區(qū)。