CN106979118A - 利用城市防涝地下蓄水库和隧道的蓄能发电***及方法 - Google Patents

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夏才初
刘宇鹏
徐晨
周瑜
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    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/06—Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
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Abstract

本发明涉及一种利用城市防涝地下蓄水库和隧道的抽水蓄能发电***，包括地下蓄水库(2)、可逆水轮机(3)、闸门(4)和控制器，所述的地下蓄水库(2)通过隧道(5)与城市河道(1)连通，所述的可逆水轮机(3)和闸门(4)设置在隧道(5)上，分别与控制器连接，所述的可逆水轮机(3)为抽水、发电两用的水轮机，并与城市电网连接。与现有技术相比，本发明将若干年才起用一次城市防涝设施的地下蓄水库和隧道，平时用作抽水蓄能电站的下库进行综合利用来发电，在取得经济效益的同时达到节能减排的目的，并对电网起到一定的削峰填谷作用。

Description

利用城市防涝地下蓄水库和隧道的蓄能发电***及方法
技术领域
本发明涉及一种节能发电***，尤其是涉及一种利用城市防涝地下蓄水库和隧道的蓄能发电***及方法。
背景技术
随着我们城镇化的快速发展，城市内房屋、道路、地面等设施大量增长，导致城市下垫面硬化，当短时间内降雨较大，径流来不及通过地下排水管道排出城市时，将导致城市“内涝”的发生，造成生命财产的损失。为了减小“内涝”对城市发展的影响，不少城市已经建成或开始着手建造防涝地下蓄水库和隧道。但是大部分时期，地下蓄水库和隧道都处于闲置状态，未能得到综合开发利用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种经济效益和综合利用率高的利用城市防涝地下蓄水库和隧道的蓄能发电***及方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种利用城市防涝地下蓄水库和隧道的抽水蓄能发电***，其特征在于，包括地下蓄水库、可逆水轮机、闸门和控制器，所述的地下蓄水库通过隧道与城市河道连通，所述的可逆水轮机和闸门设置在隧道上，分别与控制器连接，所述的可逆水轮机为抽水、发电两用的水轮机，并与城市电网连接。
所述的地下蓄水库与城市河道的水头差为50m～100m。
一种使用所述的抽水蓄能发电***进行发电的方法，包括：在非汛期，控制器控制可逆水轮机和闸门动作，在谷电时段将水从地下蓄水库和隧道抽至城市河道，在峰电时段将城市河道的径流水下泄到地下蓄水库和隧道，利用水头差发电，并供给城市电网。
所述的谷电时段为每日22时-次日6时，所述的峰电时段为每日6时-22时。
所述的方法还包括：控制器控制可逆水轮机和闸门动作，在汛期暴雨来临之前，将水从地下蓄水库和隧道抽至城市河道，在暴雨到来之时，将城市河道的径流水下泄到地下蓄水库和隧道，利用水头差发电，并供给城市电网。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)将若干年才起用一次城市防涝设施的地下蓄水库和隧道，平时用作抽水蓄能电站的下库进行综合利用来发电，在取得经济效益的同时达到节能减排的目的，并对电网起到一定的削峰填谷作用。
(2)相比仅用于防涝的地下蓄水库和隧道，抽水蓄能发电***能充分利用非汛期闲置的地下蓄水库和隧道。目前，落差型地下蓄能设施的技术原理已经比较成熟，其能量转化率能达到80％左右，本发明的***可利用用电峰时段、用电谷时段的电价差价，实现盈利，并改善城市用电峰时段电量不足、用电谷时段电量结余的现状。
(3)相比仅用于防涝的地下蓄水库和隧道，抽水蓄能发电***时刻监测着地下蓄水库和隧道的健康状况，有利于地下蓄水库和隧道的日常维护。
(4)地下蓄水库与城市河道的水头差为50m～100m，满足发电需要，也可以保证在可控时间内及时进行水资源转移。
附图说明
图1为本发明抽水蓄能发电***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1速所示，种利用城市防涝地下蓄水库和隧道的抽水蓄能发电***，其特征在于，包括地下蓄水库2、可逆水轮机3、闸门4和控制器，地下蓄水库2通过隧道5与城市河道1连通，可逆水轮机3和闸门4设置在隧道5上，分别与控制器连接，可逆水轮机3为抽水、发电两用的水轮机，并与城市电网连接。
地下蓄水库2与城市河道1的水头差为50m～100m。
***有两种运行模式：第一种运行模式为汛期蓄水模式，汛期作为地下蓄水池使用；第一种运行模式为非汛期抽水蓄能发电模式，非汛期作为蓄能发电站使用，在用电峰时段蓄水发电，并将所发电量输送至电网，在用电谷时段，通过可逆水轮机3将地下蓄水库2和隧道5内的抽送到水城市河道内。
一种使用所述的抽水蓄能发电***进行发电的方法，包括：在非汛期，控制器控制可逆水轮机3和闸门4动作，在谷电时段将水从地下蓄水库2和隧道5抽至城市河道1，此时将电能转化为水的重力势能，目的在于排空地下蓄水库2和隧道5内的河水，为下一个抽水蓄能发电循环做准备；在峰电时段将城市河道1的径流水下泄到地下蓄水库2和隧道5，利用水头差发电，并供给城市电网，以此缓解用电高峰时电量不足的困境。谷电时段为每日22时-次日6时，峰电时段为每日6时-22时。
利用天气预报***，在汛期暴雨来临之前，将水从地下蓄水库2和隧道5抽至城市河道1，在暴雨到来之时，将城市河道1的径流水下泄到地下蓄水库2和隧道5，利用水头差发电，并供给城市电网。
本实施例利用地下蓄水库和隧道与城市河道形成的高差，可进行抽水蓄能发电技术，把地下蓄水库和隧道作为抽水蓄能电站的下库、城市河道作为上库，在用电谷时段(22时-次日6时)将水从地下蓄水库和隧道抽到城市河道，在用电峰时段(6时-22时)将城市河道的径流水下泄到深隧，利用水头差进行发电，给电网供电，用谷时段与峰时段的用电差价取得经济效益。

Claims (5)

1.一种利用城市防涝地下蓄水库和隧道的抽水蓄能发电***，其特征在于，包括地下蓄水库(2)、可逆水轮机(3)、闸门(4)和控制器，所述的地下蓄水库(2)通过隧道(5)与城市河道(1)连通，所述的可逆水轮机(3)和闸门(4)设置在隧道(5)上，分别与控制器连接，所述的可逆水轮机(3)为抽水、发电两用的水轮机，并与城市电网连接。
2.根据权利要求1所述的利用城市防涝地下蓄水库和隧道的抽水蓄能发电***，其特征在于，所述的地下蓄水库(2)与城市河道(1)的水头差为50m～100m。
3.一种使用如权利要求1或2所述的抽水蓄能发电***进行发电的方法，其特征在于，所述的方法包括：在非汛期，控制器控制可逆水轮机(3)和闸门(4)动作，在谷电时段将水从地下蓄水库(2)和隧道(5)抽至城市河道(1)，在峰电时段将城市河道(1)的径流水下泄到地下蓄水库(2)和隧道(5)，利用水头差发电，并供给城市电网。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的谷电时段为每日22时-次日6时，所述的峰电时段为每日6时-22时。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：控制器控制可逆水轮机(3)和闸门(4)动作，在汛期暴雨来临之前，将水从地下蓄水库(2)和隧道(5)抽至城市河道(1)，在暴雨到来之时，将城市河道(1)的径流水下泄到地下蓄水库(2)和隧道(5)，利用水头差发电，并供给城市电网。
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