[发明专利]一种以废弃隧道或者防空洞作为储能容器的变工况无水坝抽水蓄能系统及方法

说明书

本发明提供投资成本低，建造方便，不会造成生态破坏的以废弃隧道或者防空洞作为储能容器的变工况无水坝抽水蓄能系统及方法。所述的蓄能系统，包括水源、水泵机组、储能容器、释能管路、水轮机机组和发电机；所述的水源通过管道与水泵机组的进水接管相连通，水泵机组的出水接管与储能容器相连通；所述的储能容器通过释能管路与水轮机机组的进水接管相连通，水轮机机组的输出端与发电机的输入端相连通，发电机的供电端与外部的电网并网连接；所述的水轮机机组的出水接管通过管道与水源连通；所述的水泵机组的供电端连接外部电网；所述的储能容器还设置有与其内部连通的压缩机；所述的储能容器采用密封处理后的废弃隧道或者防空洞。

技术领域

本发明涉及储能领域，具体为一种以废弃隧道或者防空洞作为储能容器的变工况无水坝抽水蓄能系统及方法。

背景技术

近年来，随着风能、太阳能等间歇能源得到迅猛发展，伴生而来的弃风、弃光问题，及间歇能源并网给现有电网的控制和安全运行带来了诸多问题。既要满足间歇能源的大规模并网需求，又要保证电网的安全运行；电网的调峰能力决定电网对间歇式能源的接纳能力。

目前，我国电网整体调峰能力不到电网负荷的2％，国外电网的调峰能力为12％～15％。当前我国电网调峰主要依靠火电机组，已经无法解决间歇式能源的并网问题，原因在于频繁增减火电机组的发电负荷，会大幅缩短机组寿命、降低机组发电效率。诸如此类问题已经严重制约了新能源产业的发展。为从根本解决问题，只有发展电能大规模储存技术。一方面，通过电能大规模储存技术在电网中的广泛应用，增强电网的调峰能力；另一方面，大规模储能技术在风电场和太阳能发电厂的应用，可以解决弃风和弃光问题，将间歇能源转化为稳定、可控的优质能源。

物理储能技术领域内抽水蓄能和压缩空气储能是当前适合大规模、超大规模电力储能技术，均已实现了商业应用。抽水蓄能系统以其结构简单、运行高效、无化学污染等特点，是目前广泛使用的储能技术。

抽水蓄能系统通常需要一个上游水库、一个下游水库、输水管路和发电机组。其主要工作原理是在电网低谷时期，利用电网内较为便宜的电能驱动电动机带动水泵机组将下游水库的水输送到上游水库存储起来；在电网处于高峰期时，利用上下游水库水的重力势能转换为流体的动能并通过输水管路引入水轮机组将水的动能转换为水轮机组的机械能并带动发电机发电。

虽然抽水蓄能系统比起其他储能系统有诸多优势，但抽水蓄能系统仍有不可避免的缺点。抽水蓄能系统需要上下游水库来储存水，抽水蓄能系统的上下游水库需要筑坝来实现，而大坝会对生态环境造成破坏，并且会影响当地的生态系统；此外，抽水蓄能系统还有投资成本高、回收期限长、经济性较差等缺点，以上特点导致抽水蓄能系统无法广泛应用于各个地方。因此需要对传统筑坝式抽水蓄能系统进行改进，并开发一种高效、经济性好的储能系统。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供投资成本低，建造方便，不会造成生态破坏，能够利用废弃洞穴等自然资源避免筑坝和高压容器所造成的经济成本过高等问题的以废弃隧道或者防空洞作为储能容器的变工况无水坝抽水蓄能系统及方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种以废弃隧道或者防空洞作为储能容器的变工况无水坝抽水蓄能系统，包括水源、水泵机组、储能容器、释能管路、水轮机机组和发电机；所述的水源通过管道与水泵机组的进水接管相连通，水泵机组的出水接管与储能容器相连通；所述的储能容器通过释能管路与水轮机机组的进水接管相连通，水轮机机组的输出端与发电机的输入端相连通，发电机的供电端与外部的电网并网连接；所述的水轮机机组的出水接管通过管道与水源连通；所述的水泵机组的供电端连接外部电网；所述的储能容器还设置有与其内部连通的压缩机；所述的储能容器采用密封处理后的废弃隧道或者防空洞。