排水蓄能电站制造技术

一种排水蓄能电站，其在水湾设有拦水坝，该拦水坝将水域分隔开而与水湾边缘围合成水坝水库，在拦水坝的底部设有水轮发电机组及可将水坝水库中的水排至拦水坝外水域以使水坝水库的水位低于拦水坝外水域水位的排水泵，该排水泵在电网用电低谷时依靠待蓄能发电站提供的电力工作，其将待蓄能发电站过剩的电能以水坝水库与拦水坝外水域的水位差形式转化成势能进行储存，使得在用电高峰时，两者之间的水位差可驱动水轮发电机组发电以回馈至电网中。本实用新型专利技术利用自然水域作为拦水坝外部水域，因此无需占用耕地，不会破坏生态系统，且由于水坝水库与拦水坝外水域之间仅间隔一座拦水坝，其排水管道距离较短，因而可减少施工难度，易于实施。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本技术涉及水力发电系统，特别涉及一种依靠排水蓄能而对常规水力发电站、风力发电站、火力发电站过剩的电能进行蓄能，以调节电网用电平衡的排水蓄能电站。【
技术介绍
】电力的生产、输送和使用是同时发生的，一般情况下无法储存。而实际中，电力负荷的需求却瞬息万变，一天之间，白天和前半夜的电力需求较高，而下半夜电力需求大大降低，有时在低谷时的电力需求只及高峰时的电力需求的一半或更少。基于此，发电机组在负荷高峰时段要满发，而在低谷时段要压低出力，甚至暂时关闭，因此，发电站需采取一系列的措施来使相关发电设备按电力实际需求协调使用，以调节低谷时段与高峰时段的用电平衡。抽水蓄能电站(又称蓄能式水电站)是一种为了解决电网高峰、低谷时段供需矛盾，可以间接储存电能的电站。抽水蓄能电站利用下半夜过剩的电力驱动水泵，将水从下水库抽到上水库储存起来，然后在次日白天和前半夜将水放出发电，并流入下水库。在整个运作过程中，虽然有部分能量会在转化时流失，但相比之下，使用抽水蓄能电站仍然比增建煤电发电设备来满足高峰用电而在低谷时压荷、停机这种情况来得经济，更有效益。除此以夕卜，抽水蓄能电站还能担负调频、调相和事故备用等动态功能。因而抽水蓄能电站既是电源点，又是电力用户，并成为电网运行管理的重要工具，是确保电网安全、经济、稳定生产的支柱。如附图1所示，抽水蓄能电站主要由上水库、引水系统、水电厂和下水库组成。在水电厂的上游和下游建有蓄水库，在电力系统高峰负荷时期，利用上水库的水通过引水系统闸门、管道和调压井等设施，将上水库中水的位能转变成动能推动水轮机旋转，带动与水轮机同轴的发电机发电；在低谷负荷时期，将下水库的水再通过引水系统闸门、管道和调压井等设施抽回上水库蓄积起来，此时发电机转变为电动机，水轮机转变成水泵。对于抽水蓄能电站，由于其需建设上、下两个水库，因此其会对生态环境会造成一定的影响，有些甚至会对生态环境造成严重影响和破坏:影响地质环境、屁话植被和河流的生态系统、淹没大量耕地，造成耕地资源的浪费，并会涉及移民问题。随着世界能源日益紧缺和全球变暖趋势增强，作为节能减排的重要手段之一，世界风力发电发展迅速，技术不断进步。与其他可再生能源相比，风力发电相对便宜，是我国重要的能源资源。但是风力发电受地域环境影响比较大，自然风存在随机性和不稳定等特点，大比重风电直接输入电网可能对电网安全稳定、经济运行带来潜在风险，难以满足电网对于电能质量的要求。为了保证电网按照要求安全、稳定和优质的运行，在将波动的风能引入到电网时必须采取适当的控制方法。在许多情况下，为了保证每年风力发电量电网中比较高的份额都需要采用蓄能系统。风电蓄能技术通过风电的转换储存，不仅可以向电网提供高品质的电能，而且也可以增加风电的运行效益，从而提高风电在能源市场的竞争力。目前，储存风能的模型有很多种，其中抽水蓄能是当前最经济、最成熟的大规模储能装置。它可以直接平衡风力发电厂输出电力的波动。但是对于风能发电的抽水蓄能电站，其同样需要淹没大量耕地，且很难在沿海寻找合适场址。总而言之，对于各种发电方式，为使相关发电设备按电力实际需求协调使用，其需设置储能电站，而现有的抽水储能电站则存在一定缺陷，容易对周边生态环境造成负面影响。【
技术实现思路
】本技术旨在解决上述问题，而提供一种架构简单、实施方便、可大大减少对生态环境造成不良影响的排水蓄能电站。为实现上述目的，本技术提供了一种排水蓄能电站，该电站在水湾设有拦水坝，所述拦水坝将所述水湾与拦水坝外水域分隔开而与水湾边缘围合出一水坝水库，所述拦水坝设有用于利用水能发电的水轮发电机组和用于将所述水坝水库中的水排至拦水坝外水域以使所述水坝水库的水位低于拦水坝外水域的水位的排水泵，所述排水泵用于在电网用电低谷时将待蓄能发电站过剩的电能以水坝水库与拦水坝外水域的水位差形式转化成势能进行储存，使得在所述电网用电高峰时，所述水坝水库与拦水坝外水域之间的水位差可驱动所述水轮发电机组发电并回馈至所述电网。该方案中，所述水轮发电机组设于所述拦水坝的底部，所述排水泵设于所述水坝水库与所述拦水坝外水域之间。该方案中，所述排水泵设于所述拦水坝的顶部。该方案中，所述排水泵设于所述拦水坝的底部，所述排水泵与所述水轮发电机组间隔设置。该方案中，所述排水泵通过待蓄能发电站的电力进行驱动或通过待蓄能的风力发电站的变速齿轮箱进行驱动。该方案中，所述待蓄能发电站包括水力发电站、风力发电站、火力发电站、太阳能发电站、核电发电站。该方案中，所述拦水坝的高度大于10米，所述水轮发电机组包括水轮机和发电机组，所述水轮机的转轴与所述发电机组的转子连接。此外，本技术还提供一种新方案，该方案在水湾设有拦水坝，所述拦水坝将所述水湾与拦水坝外水域分隔开而与水湾边缘围合出一水坝水库，所述拦水坝设有用于将所述水坝水库中的水排至拦水坝外水域以使所述水坝水库的水位低于拦水坝外水域水位并可利用水能发电的可逆式水泵水轮机，该可逆式水泵水轮机在电网用电低谷将待蓄能发电站过剩的电能以水坝水库与拦水坝外水域的水位差形式转化成势能进行储存，使得在所述电网用电高峰时，所述水坝水库与拦水坝外水域之间的水位差可驱动所述可逆式水泵水轮机发电并回馈至所述电网。该方案中，所述可逆式水泵水轮机设于所述拦水坝的底部，其通过待蓄能发电站的电力进行驱动或通过待蓄能的风力发电站的变速齿轮箱进行驱动。该方案中，所述待蓄能发电站包括水力发电站、风力发电站、火力发电站、太阳能发电站、核电发电站。本技术的有益贡献在于，其有效解决了上述问题。本技术通过在水湾附近建设拦水坝，利用拦水坝在水湾构造出水坝水库，通过水坝水库与拦水坝外水域的水位差形成工作水头，从而驱动设置在拦水坝底部的水轮发电机组发电。相比于现有技术，本技术的排水蓄能电站具有以下优点:1、本技术利用自然海洋作为拦水坝外水域，其功能相当于现有的抽水蓄能电站中的上水库，但本技术的拦水坝外水域自然天成，无需占用耕地，不会破坏生态系统。2、本技术的水坝水库建造于海湾附近，其不会像现有的抽水蓄能电站一样占用耕地，也不需安排周边居民移民等，其实施更方便，而且还可以围海造田，增加耕地，造福周边居民。3、现有的抽水蓄能电站的上水库和下水库距离较远，引水系统较长，建筑费用高，且引水管道沿程阻力损失较大。而本技术的排水蓄能电站的水坝水库与外部水域仅隔一座拦水坝，其排水管道距离短，管道建筑费用少，可大大降低经济成本，同时因沿程阻力损失增加的泵功也非常小，更易实施。 4、现有的抽水蓄能电站的上水库容量有限，其水位变化时对电站的发电量有很大影响，而本技术的排水蓄能电站由于依靠拦水坝外水域，而拦水坝外水域水量无穷，因此其不会制约电站的发电能力，从而使得本技术的排水蓄能电站发电量更大且更稳定。5、本技术的排水蓄能电站可方便与现有的待蓄能电站，如海上风电站匹配，方便蓄能，而不需像现有技术一样需在沿海等地建造上水库，从而使得本技术可不受地形、环保因素的影响，方便选址和施工。【【附图说明】】图1是
技术介绍
中抽水蓄能电站的结构示意图；图2是实施例1的平面结构示意图；图3是实施例1的剖面结构示意图；图4是实施例2的剖面结构示意图。【本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排水蓄能电站，其特征在于，其在水湾设有拦水坝(1)，所述拦水坝(1)将所述水湾与拦水坝外水域(5)分隔开而与水湾边缘围合出一水坝水库(2)，所述拦水坝(1)设有用于利用水能发电的水轮发电机组(3)和用于将所述水坝水库(2)中的水排至拦水坝外水域(5)以使所述水坝水库(2)的水位低于拦水坝外水域(5)的水位的排水泵(4)，所述排水泵(4)用于在电网用电低谷时将待蓄能发电站过剩的电能以水坝水库(2)与拦水坝外水域(5)的水位差形式转化成势能进行储存，使得在所述电网用电高峰时，所述水坝水库(2)与拦水坝外水域(5)之间的水位差可驱动所述水轮发电机组(3)发电并回馈至所述电网。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯平利，
申请(专利权)人：深圳中广核工程设计有限公司，中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44