一种水坝用抽水蓄能储电系统

摘要

一种水坝用抽水蓄能储电系统，它涉及一种蓄能储电系统。它包含上水库，上水库的出口端上设有压力隧洞，压力隧洞上设有调压井，压力隧洞的下游段连接有水道，水道的底端上设有可逆水泵水轮机，可逆水泵水轮机的出水端连接有尾水隧洞，尾水隧洞上设有下水库，可逆水泵水轮机的出水端上设有旁通过流通道，旁通过流通道上设有调压阀，调压阀的出口端与尾水隧洞连通。本发明通过在上水库的出口段上设置调压井和在可逆水泵水轮机的出口旁路通道上设置调压阀，通过调压井与调压阀的联调防护，有效降低了可逆水泵水轮机末端的水流压力和其转速上升率。

说明书

技术领域

本发明涉及节能发电技术领域，具体涉及一种水坝用抽水蓄能储电系统。

背景技术

蓄能储电系统已成为当今世界各国公认的最合理、 最经济和最可靠的调峰电源。建设蓄能储电电站是满足电网调峰需求增长和消耗电网剩余电能的可靠措施，是改善电网结构、运行条件和降低运行成本的需要，是增强电网紧急事故备用能力的需要，是配合核电站和风电等运行的需要， 建设抽水蓄能电站具有较大的生态和环境效益， 建设抽水蓄能电站工程投资较少、 工期较短。

在蓄能储电系统在其运行过程中产生的水锤成为该系统安全运行的主要因素，当前应用与该系统的工程中，多采用调压井的方式作为对系统管路的调节保护措施，然而采用调压井方案不可避免得存在存在着投资大、工期长等因素，使其越来越无法满足当前建设节能电站的要求，同时对于一些引水系统较长的中小型水电站，单独设置调压井进行防护时也无法满足调保要求，而如果仅仅采用以调压阀替代调压井的方案，其引水系统的小波动工况难以稳定且机组之间水力干扰现象严重，无法保证机组的安全运行。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种水坝用抽水蓄能储电系统，它通过在上水库的出口段上设置调压井和在可逆水泵水轮机的出口旁路通道上设置调压阀，通过调压井与调压阀的联调防护，有效降低了可逆水泵水轮机末端的水流压力和其转速上升率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：一种水坝用抽水蓄能储电系统，它包含上水库1，上水库1的出口端上设有压力隧洞2，压力隧洞2上设有调压井3，压力隧洞2的下游段连接有水道4，水道4的底端上设有可逆水泵水轮机5，可逆水泵水轮机5的出水端连接有尾水隧洞7，尾水隧洞7上设有下水库8，可逆水泵水轮机5的出水端上设有旁通过流通道，所述的旁通过流通道上设有调压阀6，调压阀6的出口端与尾水隧洞7连通，所述的调压井3包含调压井体31、节流口32和导流块33，所述的压力隧洞2通过节流口32与调压井体31连通，所述的导流块33设置在节流口32的顶部周围，且导流块33的内侧面为弧形凹面。

进一步的，所述的可逆水泵水轮机5上设有调速器，所述的调速器控制可逆水泵水轮机5的导叶和调压阀6。

进一步的，所述的调压阀6的直径为0.8～1.0m。

进一步的，所述的下水库8与上水库1的水头差为60m～100m。

本发明的工作原理：

本发明在水坝的上游处设置上水库1，在水坝上安装可逆水泵水轮机5，在上水库1的水流出口段上设置调压井3，在用电高峰时利用了水坝上的水在重力作用下通过压力隧洞2冲下位于其下游的可逆水泵水轮机5，此时可逆水泵水轮机5作为发电装置，而当位于用电低谷时，利用可逆水泵水轮机5产生的多余电能带动其水泵运行，降水从下水库8抽到上水库1储存起来，然后在次日白天将上水库1的水放出发电。

本发明中调压阀6受可逆水泵水轮机5上的调速器控制，通过调速器使得调压阀6与可逆水泵水轮机5中的导叶为联动关系，使得当可逆水泵水轮机5的负荷发生变化时，在其导叶关闭的同时，调压阀6迅速打开，使得减小系统内总流量的减少。

采用上述技术方案后，本发明有益效果为：

1、本发明通过在上水库的出口段上设置调压井和在可逆水泵水轮机的出口旁路通道上设置调压阀，通过调压井与调压阀的联调防护，有效降低了可逆水泵水轮机末端的水流压力和其转速上升率；

2、本发明在压力隧洞上设置的调压井采用阻抗式调压井，通过在节流口处的导流块装置，进一步使得水流进入调压进时产生的水位波动振幅较小，波动衰减较快。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的系统示意图。

图2是本发明中调压井3的结构示意图。

附图标记说明：上水库1、压力隧洞2、调压井3、调压井体31、节流口32、导流块33、水道4、可逆水泵水轮机5、调压阀6、尾水隧洞7、下水库8。

具体实施方式

参看图1-图2所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含上水库1，上水库1的出口端上设有压力隧洞2，压力隧洞2上设有调压井3，压力隧洞2的下游段连接有水道4，水道4的底端上设有可逆水泵水轮机5，可逆水泵水轮机5的出水端连接有尾水隧洞7，尾水隧洞7上设有下水库8，可逆水泵水轮机5的出水端上设有旁通过流通道，所述的旁通过流通道上设有调压阀6，调压阀6的出口端与尾水隧洞7连通，所述的调压井3包含调压井体31、节流口32和导流块33，所述的压力隧洞2通过节流口32与调压井体31连通，所述的导流块33设置在节流口32的顶部周围，且导流块33的内侧面弧形凹面。

所述的可逆水泵水轮机5上设有调速器，所述的调速器控制可逆水泵水轮机5的导叶和调压阀6，调压阀6采用全油压控制。

所述的调压阀6的直径为1.0m，使得可逆水泵水轮机5的导叶在快速关闭时，保证机组转速上升和压力上升均满足调节保证要求。

所述的下水库8与上水库1的水头差为100m。

本实施例在水坝的上游处设置上水库1，在水坝上安装可逆水泵水轮机5，在上水库1的水流出口段上设置调压井3，在用电高峰时利用了水坝上的水在重力作用下通过压力隧洞2冲下位于其下游的可逆水泵水轮机5，此时可逆水泵水轮机5作为发电装置，发电装置经变压器转换后送至输电线路，而当位于用电低谷时，利用可逆水泵水轮机5产生的多余电能带动其水泵运行，降水从下水库8抽到上水库1储存起来，然后在次日白天将上水库1的水放出发电。

本实施例中调压阀6受可逆水泵水轮机5上的调速器控制，通过调速器使得调压阀6与可逆水泵水轮机5中的导叶为联动关系，使得当可逆水泵水轮机5的负荷发生变化时，在其导叶关闭的同时，调压阀6迅速打开，使得减小系统内总流量的减少。

采用上述技术方案后，本实施例有益效果为：

1、本实施例通过在上水库的出口段上设置调压井和在可逆水泵水轮机的出口旁路通道上设置调压阀，通过调压井与调压阀的联调防护，有效降低了可逆水泵水轮机末端的水流压力和其转速上升率；

2、本实施例在压力隧洞上设置的调压井采用阻抗式调压井，通过在节流口处的导流块装置，进一步使得水流进入调压进时产生的水位波动振幅较小，波动衰减较快。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。