一种导流隧洞型分布式抽水蓄能电站及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种导流隧洞型分布式抽水蓄能电站。它包括导流隧洞、支撑平台、紧固件、压力钢管、新增水泵机组、导流隧洞内原有发电机组；支撑平台、紧固件、压力钢管、新增水泵机组群、导流隧洞内原有发电机组均设置在导流隧洞内；支撑平台设置在导流隧洞底部；压力钢管通过紧固件安装在支撑平台上；导流隧洞内原有发电机组位于大坝的下游侧；新增水泵机组群安装在导流隧洞的下流出口处、且位于导流隧洞内原有发电机组下游侧。本发明专利技术具有改造效率高、改造成本低的优点。本发明专利技术还公开了导流隧洞型分布式抽水蓄能电站的施工方法。分布式抽水蓄能电站的施工方法。分布式抽水蓄能电站的施工方法。

【技术实现步骤摘要】
一种导流隧洞型分布式抽水蓄能电站及其施工方法


[0001]本专利技术涉及一种导流隧洞型分布式抽水蓄能电站。本专利技术还涉及导流隧洞型分布式抽水蓄能电站的施工方法。

技术介绍

[0002]风能、太阳能等发电方式受自然因素影响较大，具有明显的随机性和波动性。
[0003]风电和光伏等可再生发电系统的运行特点是受自然因素影响较大、发电量具有随机波动特性，这种随机波动既是气候条件等各种外部条件影响的结果，也是电力系统供需关系不稳定的结果，大比例的可再生能源并网运行将对电力系统造成影响。对于电力决策部门而言，一方面，风电和光伏出力的波动将会对电力系统的安全稳定运行有负面影响；另一方面，当遇到电力过剩时，风电和光伏往往是电力决策部门首先被弃电的对象，从而又造成了风电和光伏项目开发企业的收益损失。若想彻底解决可再生能源随机波动给电力系统带来的，保障可再生能源开发企业的经济利益，就必须选定合适的储能技术与可再生发电系统相集成。
[0004]抽水蓄能电站在调节负荷、推广并网清洁能源、维护电力系统安全稳定等方面发挥着重要作用。当前国内抽水蓄能的装机占比已经偏低，今后风电和光伏电站将继续大幅增加，国内电力市场急需增加抽水蓄能的装机规模，甚至是找到一种将常规水电站快速改造为抽水蓄能电站的办法。
[0005]水电站的基坑施工前需要在上下游修筑临时围堰挡住水流，同时利用事先已挖掘的导流隧洞引导水流，使河水不经过施工基坑而流向下游。导流隧洞作为一种临时性的水工建筑物，在水电站竣工后通常被封堵并废弃。
[0006]当前国内电力市场急需增加抽水蓄能的装机规模。现有规划都对我国抽水蓄能的装机规模定下了发展目标，然而目前完成的抽水蓄能的装机规模仅占全国电源总装机的1.43％，占比偏低。与此同时，在这十年时间内，中国风电和光伏的装机规模都经历了快速发展，风电装机占比从3.06％增长到了12.79％，光伏装机占比更是从0.03％增长到了11.52％。显然，我国抽水蓄能电站的建设严重滞后了，急需找到一种高效地、低成本地的增加抽水蓄能电站的方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的第一目的是为了提供一种导流隧洞型分布式抽水蓄能电站，能高效、低成本地利用水电站的导流隧洞，并将其改建为抽水蓄能电站。
[0008]本专利技术的第二目的是为了提供所述的导流隧洞型分布式抽水蓄能电站的施工方法，为一种将常规水电站快速地、低成本地改造为抽水蓄能电站的方法。
[0009]为了实现上述本专利技术的第一目的，本专利技术的技术方案为：一种导流隧洞型分布式抽水蓄能电站，其特征在于：包括导流隧洞、支撑平台、紧固件、压力钢管、新增水泵机组、导流隧洞内原有发电机组；
[0010]支撑平台、紧固件、压力钢管、导流隧洞内原有发电机组均设置在导流隧洞内；
[0011]新增水泵机组安装在导流隧洞的下流出口处、且位于导流隧洞内原有发电机组下游侧；新增水泵机组作为抽水蓄能电站的电动机，同时，原有发电机组作为抽水蓄能电站的发电机；
[0012]支撑平台设置在导流隧洞底部；抽水蓄能电站的抽水压力钢管通过紧固件安装在支撑平台上；
[0013]导流隧洞内原有发电机组位于大坝的下游侧。
[0014]在上述技术方案中，多个新增水泵机组组成水泵机组群；
[0015]水泵机组群包括单个大型导流隧洞的水泵机组群和多个小型导流隧洞的水泵机组群两种布置型式；
[0016]当导流隧洞型分布式抽水蓄能电站采用单个大型导流隧洞的水泵机组群布置型式时，支撑平台设置在一个导流隧洞底部，水泵机组群的压力钢管逐个布置于支撑平台上，在抽水蓄能电站运营时，根据风电、光伏的出力情况，依次逐个启用上述导水的压力钢管；
[0017]当导流隧洞型分布式抽水蓄能电站采用多个小型导流隧洞的水泵机组群布置型式时，导流隧洞有多个，每个导流隧洞内设置一根压力钢管；
[0018]在每个导流隧道的底部分别布置支撑平台和紧固件，水泵机组群的压力钢管通过紧固件固定在支撑平台上；在抽水蓄能电站运营时，根据风电、光伏的出力情况，在左右岸依序启用导水的压力钢管。
[0019]在上述技术方案中，压力钢管的安装采用拼接法，从下游隧洞出口逐级拼接到上游隧道入口处。
[0020]为了实现上述本专利技术的第二目的，本专利技术的技术方案为：所述的导流隧洞型分布式抽水蓄能电站的施工方法，其特征在于：包括如下步骤，
[0021]步骤1：遴选符合改造条件的常规水电站；
[0022]在需要增加抽水蓄能电站的区域内，选择导流隧洞已建成的常规水电站，并且该水电站还具备一定的富余库容；
[0023]步骤2：对常规水电站的改造；
[0024]利用水电站施工临时使用、施工结束后废弃的导流隧洞，并在导流隧洞底部放置支撑平台和紧固件，将抽水蓄能电站的抽水压力钢管通过紧固件固定于支撑平台上；
[0025]在导流隧洞的下流出口处安装水泵机组，作为抽水蓄能电站的电动机，同时，水电站原有的发电机组作为抽水蓄能电站的发电机；
[0026]步骤3：改造后的抽水蓄能电站的运行；
[0027]风电、光伏的出力不稳定，因此在很多时候其出力达不到水泵单机大机组的启动功率要求，而且定速水泵机组不具有调节功率的能力；本专利技术利用导流隧洞已先期建成、无新增工期和成本的优势，将抽水蓄能水泵单机大机组方案改为水泵机组群的方案，使得改造后的抽水蓄能电站更适合与风电、光伏电站互补发电；
[0028]水泵机组群包括单个大型导流隧洞的水泵机组群和多个小型导流隧洞的水泵机组群两种布置型式；
[0029]单个大型导流隧洞的水泵机组群的方案为在隧道的底部安装支撑平台，再将水泵机组群的压力钢管逐个布置于支撑平台上；在抽水蓄能电站运营时，根据风电、光伏的出力
情况，依次逐个启用上述导水的压力钢管；
[0030]多个小型导流隧洞的水泵机组群的方案，为在每个导流隧道的底部分别布置紧固件，然后再固定水泵机组的压力钢管；在抽水蓄能电站运营时，根据风电、光伏的出力情况，在左右岸依序启用导水的压力钢管；
[0031]具体布置型式和运行方式根据水电站前期建设的情况而定。
[0032]在上述技术方案中，在步骤2中，压力钢管的安装采用拼接法，从下游隧洞出口逐级拼接到上游隧道入口处。
[0033]本专利技术具有如下优点：
[0034](1)本专利技术在需要增加储能电站的区域内选择符合改造条件的常规水电站，具有如下优势：第一是要求该水电站的导流隧洞已建成，第二是要求拟选改造的水电站需要具有一定的富余库容，即须具有蓄水发电的能力，第三是改造后的混合式抽水蓄能电站的电力送出通道畅通，也即可以发挥抽水蓄能电站的效益；
[0035](2)本专利技术的改造方案是利用水电站施工临时使用的、施工结束后废弃的导流隧洞，并在导流隧洞底部放置支撑平台和紧固件，将抽水蓄能电站的抽水压力钢管固定于其上，压力钢管的安装采用拼接法，从下游隧洞出口逐级拼接到上游隧道入口处，在导流隧洞的下流出口处安装水泵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导流隧洞型分布式抽水蓄能电站，其特征在于：包括导流隧洞、支撑平台(1)、紧固件(2)、压力钢管(3)、新增水泵机组(4)、导流隧洞内原有发电机组(5)；支撑平台(1)、紧固件(2)、压力钢管(3)、导流隧洞内原有发电机组(5)均设置在导流隧洞内；新增水泵机组(4)安装在导流隧洞的下流出口处、且位于导流隧洞内原有发电机组(5)下游侧；支撑平台(1)设置在导流隧洞底部；抽水蓄能电站的抽水压力钢管(3)通过紧固件(2)安装在支撑平台(1)上；导流隧洞内原有发电机组(5)位于大坝的下游侧。2.根据权利要求1所述的导流隧洞型分布式抽水蓄能电站，其特征在于：多个新增水泵机组(4)组成水泵机组群；水泵机组群包括单个大型导流隧洞的水泵机组群和多个小型导流隧洞的水泵机组群两种布置型式；当导流隧洞型分布式抽水蓄能电站采用单个大型导流隧洞的水泵机组群布置型式时，支撑平台(1)设置在一个导流隧洞底部，水泵机组群的压力钢管(3)逐个布置于支撑平台(1)上；当导流隧洞型分布式抽水蓄能电站采用多个小型导流隧洞的水泵机组群布置型式时，导流隧洞有多个，每个导流隧洞内设置一根压力钢管(3)；每个导流隧道的底部分别布置支撑平台(1)和紧固件(2)，水泵机组群的压力钢管(3)通过紧固件(2)固定在支撑平台(1)上。3.根据权利要求1或2的导流隧洞型分布式抽水蓄能电站，其特征在于：压力钢管(3)通过拼接连接，压力钢管(3)从下游隧洞出口逐级拼接到上游隧道入口处。4.据权利要求1至3中任一项权利要求所述的导流隧洞型分布式抽水蓄能电站的施工方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昕，喻飞，陶铁铃，张鹏，甘乐，张涛，张旭，曹龙，金乾，张宇，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：