基于地下坑道群的抽水蓄能电站
阅读说明：本技术 基于地下坑道群的抽水蓄能电站 (Pumped storage power station based on underground tunnel group ) 是由 成志东 刘吉臻 曾军英 于 2021-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于地下坑道群的抽水蓄能电站,包括在地表的上部水库和设置在地底的地下储水库,地下储水库与上部水库之间分别设置有引水通道和抽水通道,引水通道的一端连接至上部水库,另一端连接至地下储水库的上部；抽水通道的一端连接至上部水库,另一端连接至地下储水库的底部；引水通道中设置有发电装置,地下储水库中设置有抽水装置,抽水装置与抽水通道连通。在用电低谷期时将地下储水库的水抽至上部水库中,即将电能转换为重力势能进行存储；在用电高峰期时再将上部水库的水输入地下储水库进行发电从而输入电网以供使用。本申请中的抽水蓄能电站,在平地上也能够建成,摆脱了相关技术中水电站对高山地势的严重依赖。(The invention discloses a pumped storage power station based on an underground tunnel group, which comprises an upper reservoir on the ground surface and an underground storage reservoir arranged on the ground bottom, wherein a water diversion channel and a pumped passage are respectively arranged between the underground storage reservoir and the upper reservoir, one end of the water diversion channel is connected to the upper reservoir, and the other end of the water diversion channel is connected to the upper part of the underground storage reservoir; one end of the water pumping channel is connected to the upper reservoir, and the other end of the water pumping channel is connected to the bottom of the underground reservoir; the power generation device is arranged in the water diversion channel, the water pumping device is arranged in the underground reservoir, and the water pumping device is communicated with the water pumping channel. Pumping water in the underground reservoir to an upper reservoir in a power consumption valley period, namely converting electric energy into gravitational potential energy for storage; and in the electricity utilization peak period, the water in the upper reservoir is input into the underground reservoir for power generation so as to be input into a power grid for use. The pumped storage power station can be built on the flat ground, and the serious dependence of the hydropower station on the mountain terrain in the related technology is eliminated.)
技术领域
本发明涉及水利蓄能
技术领域
，特别涉及一种基于地下坑道群的抽水蓄能电站。背景技术
现如今，水电站越来越常见。抽水蓄能是一种重要的储能方式，其原理是在用电低谷期时将水从下池水库抽到上池水库，将电能转化成重力势能储存起来，在用电高峰期将水从上水池释放到下水池发电。具有存储电能大、存储时间长、响应速度快、运行成本低等优点，但由于其对地势依赖严重，因此选址较为困难。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于地下坑道群的抽水蓄能电站，能够在现有的地下坑道群或在平地上向下挖掘坑道的基础上，进行抽蓄电站的设置，进而实现抽水蓄能的效果。
本发明提出了一种基于地下坑道群的抽水蓄能电站，包括:
上部水库，设置在地面上；
地下储水库，设置在上部水库下方的地下岩土层中，所述地下储水库与所述上部水库之间分别设置有引水通道和抽水通道，所述引水通道的一端连接至所述上部水库，另一端连接至所述地下储水库的上部；所述抽水通道的一端连接至所述上部水库，另一端连接至所述地下储水库的底部；所述引水通道中设置有发电装置，所述地下储水库中设置有抽水装置，所述抽水装置与所述抽水通道连通。
根据本发明实施例的基于地下坑道群的抽水蓄能电站，至少具有如下有益效果：在地面上设置有上部水库，在上部水库下方的岩土层中设置有地下储水库，上部水库与地下储水库之间存在地势差。地下储水库与上部水库之间分别连接有引水通道和抽水通道，通过引水通道将上部水库的水输入地下储水库中，通过抽水通道能够将地下储水库的水抽至上部水库。在用电低谷期时将地下储水库的水抽至上部水库中，即将电能转换为重力势能进行存储；在用电高峰期时再将上部水库的水输入地下储水库进行发电，即将重力势能转换为电能，从而输入电网以供使用。本申请中的基于地下坑道群的抽水蓄能电站，在平地上也能够建成，摆脱了相关技术中水电站对高山地势的严重依赖。
根据本发明的一些实施例，所述引水通道中邻近所述上部水库的一端设置有电控水闸。电控水闸的设置，使得能够根据实际的用电情况来控制上部水库输入至地下储水库的水流量，不造成浪费。
根据本发明的一些实施例，所述上部水库包括第一上库和第二上库，所述引水通道与所述第一上库连接，所述抽水通道连通至所述第二上库。将引水通道和抽水通道分别接通第一上库和第二上库，从而对发电和抽水两个过程分开管理，使得管理更方便。
根据本发明的一些实施例，所述抽水通道中设有抽水管道，所述抽水管道的一端与所述抽水装置连接，另一端沿着所述抽水通道向上延伸，并连通至所述第二上库的上方。抽水管道接通至第二上库的上方，避免直接将抽水通道连接至第二上库中部或底部时，由于水压原因导致无法抽水的问题。
根据本发明的一些实施例，所述抽水装置设置在所述地下储水库的底部。将抽水装置安装在地下储水库的底部，使得在地下储水库中更容易地将水抽至上部水库。
根据本发明的一些实施例，所述抽水装置为高扬程潜水泵。
根据本发明的一些实施例，所述发电装置为水轮机。
根据本发明的一些实施例，所述水轮机设置在所述引水通道中邻近所述地下储水库的一端。将水轮机设置在这个位置，使得水轮机能够接收到最大的重力势能，并将其转换为电能来使用。
根据本发明的一些实施例，所述引水通道和所述抽水通道内均设置有结构稳固件。由于引水通道与抽水通道均设置在地下，因此在通道中设置结构稳固件，加强通道侧壁的稳定性。
根据本发明的一些实施例，所述地下储水库中设置有多个间隔层，多个所述间隔层用于加强所述地下储水库的结构强度。在地下储水库中设置多个间隔层，起到了加强地下储水库结构强度的作用。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
本发明的附加方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例提出的基于地下坑道群的抽水蓄能电站的示意图；
图2是本发明实施例提出的基于地下坑道群的抽水蓄能电站中地下储水库的俯视图。
附图标记如下：第一上库111；第二上库112；地下储水库120；间隔层121；连通口122；引水通道130；电控水闸131；水轮机132；抽水通道140；抽水管道141；潜水泵142。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
如图1所示，图1是本发明实施例提出的基于地下坑道群的抽水蓄能电站的示意图。可以理解的是，本发明提出了一种基于地下坑道群的抽水蓄能电站，包括上部水库和地下储水库120，上部水库设置在地面上，地下储水库120设置在上部水库下方的地下岩土层中。地下储水库120与上部水库之间分别设置有引水通道130和抽水通道140，引水通道130的一端连接至上部水库，另一端连接至地下储水库120的上部；抽水通道140的一端连接至上部水库，另一端连接至地下储水库120的底部。引水通道130中设置有发电装置，地下储水库120中设置有抽水装置，抽水装置与抽水通道140连通。在地面上设置有上部水库，在上部水库下方的岩土层中设置有地下储水库120，上部水库与地下储水库120之间存在地势差。地下储水库120与上部水库之间分别连接有引水通道130和抽水通道140，通过引水通道130将上部水库的水输入地下储水库120中，通过抽水通道140能够将地下储水库120的水抽至上部水库。在用电低谷期时将地下储水库120的水抽至上部水库中，即将电能转换为重力势能进行存储；在用电高峰期时再将上部水库的水输入地下储水库120进行发电，即将重力势能转换为电能，从而输入电网以供使用。本申请中的基于地下坑道群的抽水蓄能电站，在平地上也能够建成，摆脱了相关技术中水电站对高山地势的严重依赖。
需要说明的是，本发明中提出的基于地下坑道群的抽水蓄能电站，可以在现有的地下矿洞群的基础上进行改造，也可以自行使用盾构机进行地下储水库120的挖掘，本发明不对此作具体限制。
可以理解的是，引水通道130中靠近上部水库的一端设置有电控水闸131，电控水闸131的设置，使得能够根据实际的用电需求来控制上部水库输入至地下储水库120中用于发电的水流量，不造成电能的浪费。
需要说明的是，在一些实施例中，上部水库包括第一上库111和第二上库112，引水通道130与第一上库111连接，抽水通道140连通至第二上库112。将引水通道130和抽水通道140分别接通第一上库111和第二上库112，从而对发电和抽水两个过程分开管理，使得管理更方便。
参照图1，需要说明的是，抽水通道140至还设置有抽水管道141。抽水管道141的一端与抽水装置连接，另一端沿着抽水通道140向上延伸，并连通至第二上库112的上方。抽水管道141接通至第二上库112的上方，避免了直接将抽水通道140连接至第二上库112中部或底部时，由于水压原因导致无法抽水的问题。
可以理解的是，抽水装置设置在地下储水库120的底部。在将地下储水库120建立在现有的地下坑道群的基础上时，由于地下坑道群可能并不是规则的形状，因此将抽水装置设置在地下储水库120的底部，使得在地下储水库120中还存储有水的情况下，使用抽水装置均能够将水抽至上部水库。需要说明的是，在一些实施例中，使用高扬程的潜水泵142作为抽水装置，以及使用水轮机132来作为发电装置。
可以理解的是，一些实施例中将水轮机132设置在引水通道130中靠近地下储水库120的一端。因此，在上部水库中的水经过引水通道130来到水轮机132时，能使得水轮机132接收到最大的重力势能，并将其转换为电能。将水轮机132设置在引水通道130中任意位置，只需使得水轮机132能够受到上部水库的水的冲击即可实现将重力势能转换为电能的效果，本发明不对此作具体限制。
需要说明的是，引水通道130和抽水通道140内均设置有结构稳固件。由于引水通道130与抽水通道140均设置在地下，因此在通道中设置结构稳固件，加强通道侧壁的稳定性。具体的，一些实施例中通过在引水通道130和抽水通道140中设置嵌入侧壁的钢结构，从而加强引水通道130和抽水通道140的结构强度。
如图2所示，图2是本发明实施例提出的基于地下坑道群的抽水蓄能电站中地下储水库120的俯视图。可以理解的是，在地下储水库120中设置有多个间隔层121，这些间隔层121用于加强地下储水库120的结构强度。间隔层121用于储水，多个间隔层121之间通过连通口122连接，进而实现水路相通。多个间隔层121分别连接至地下储水库120的侧壁上，加强了地下储水库120的结构强度。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下，作出各种变化。
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