CN103032253A - 一种循环抽水储能电站节电和提高发电效率的新方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种循环抽水储能电站节电和提高发电效率的新方法及其装置。电站包括原有电站技术改造节电提效和新建抽水节电、放水发电又提高发电量的新型循环抽水储能电站两种技术方案，其利用高分子减阻材料来实现减小抽水和发电的输水管道与水流之间的沾滞摩擦阻力达到80％，从而达到节电和增加发电量达30％以上的目的，非常适合原有和新建抽水储能电站推广采用。

Description

一种循环抽水储能电站节电和提高发电效率的新方法及其装置

技术领域：一种用电抽水上高山水库储水用水发电的储能电站的节电提效技术，尤其是涉及到一种循环抽水储能电站节电和提高发电效率的新方法及其装置。

技术背景：为了解决电网削峰填谷、平衡用电问题，国内外均采用修建大规模高水头抽水储能电站来实现。即利用电网用户用电低谷时的剩余电源来驱动大型水泵抽水上高山水库储存起来，待用户用电高峰时则放水推动低处的水轮发电机组发电补充电网供用户使用。但在这一抽水上高山水库，二放水下低处发电的两次运作中，由于输水管道的摩擦阻力的存在，加上水泵和发电机组的机械摩擦损失及其他发热线损等诸多因素造成损耗达30％左右，即用一百度电抽水、储水、放水发电最终只能获得约70度电进网使用，这一损失在大型抽水储能电站来计算，是非常可观而令人痛心的损失。为了解决这一亏损难题，本发明便是为实现降低抽水储能电站抽水用电量、提高电站发电量的目的而设计的。

技术方案：为了实现抽水储能电站节电提效目的，本发明的实施方案是：采用二种实施方案，其方案一是直接利用现有抽水储能电站进行改造：在现有的抽水储能电站的抽水水泵的进水管安装一台导入减阻材料导入器，可装干粉导入器，也可装液料导入器，具体采用的减阻材料导入器的结构形状由导入管连接一个电动或手动开关，再连接一个储料桶组成，然后将导入管插入抽水泵吸水管中固定，用电动开关的还要电连接通电控开关。也可采用在市场买来的现成的消防水枪用的减阻材料导入器械配套安装使用。本发明所使用的减小抽水和放水发电的管道输水过程中的水与管道之间的沾滞摩擦阻力的减阻材料，便是采用现有的高分子量PEO减阻材料，又名聚氧乙烯、多氧素。用量为千分之零点一至零点九(0.1‰-0.9‰)，不能超过千分之零点九，一般为千分之三左右合适。本发明的要点是：采用在抽水储能电站的抽水泵的吸水管插装一台减阻材料导入器，导入器所使用的材料是高分子材料聚氧乙烯PEO，又名多氧素、长链多糖，具体导入量为0.1-0.9‰，最佳量为0.3‰左右，使用方法可用干粉，也可用浓缩液，或自配液体材料。关键注意调节开关调配好减阻剂的导入量达到预定的标准目的。方案二是在方案一的基础上再增建一个低地储水池，规模应比高山储水库略大一些，可建于地面上也可以建于地下。建地上可以养观赏鱼，当游泳池或游船池供游人使用。建地下则不占地面耕地，还可利用更换水浇地抗旱或供其他用水。修建大型低地储水池目的是循环使用经添加减阻材料聚氧乙烯高分子量PEO材料，并经过第一次发电的水，无需第二次连续再添加聚氧乙烯高分子量PEO减阻材料，从而更进一步地减少成本，获取更大的利润，这便是第二方案的最大优点。

工作原理：上述发明方案一的工作原理是：在抽水上高山水库时，由于减阻剂导入器里的高分子量PEO液体材料受抽水泵吸水管水流产生的负压作用，被吸引流入水流之中与水流充分混合后，立即产生一种混动摩擦式的流动形态，从而使水流与输水管壁之间原来产生的沾滞性摩擦阻力减小达到80％，因此便使水流阻力大为减小，流速加快，流量增多约达30％以上，所以比原来抽水储满原水库所需的时间缩短了30％，用电量当然比原来减少了30％。然后把混合含有千分之零点一至零点三之间的高分子量PEO减阻材料的水放下推动低地水轮发电机发电时，由于减阻材料仍然具有减少水与管壁之间沾滞摩擦阻力的作用，所以又增加了水对水轮机的冲击力，增大了水流量约30％，最终又获得了比原来发电量增加20％左右。这样，抽水储水减少用电30％，放水发电又可增加20％，两者相加节电费就高达50％以上了。

还有方案二的工作原理就更简单了。由于方案一所储存发电之水已经添加了减少水流与管道壁之间的摩擦阻力的高分子量PEO减阻材料，这批水被存储于地下水池之中，所含的减阻材料依然存在，经第二第三次反复循环使用一段时间，无需再添加减阻材料均可获得减阻效果。这样，方案二便是一种一本万利的最佳方案了，连续使用成本为零，利润增加，直到所储之水变质失效再更换一次又可连用。这便是本发明的工作原理。

社会效益：本发明是一种低成本高效益的节能技术方法，一经使用便是一本万利，全国推广效益可观，世界推广节能更是天文数数。对社会经济效益，尤其是环境效益更是具有重要的现实意义。

Claims (3)

1.一种循环抽水储能电站节电和提高发电效率的新方法及其装置，包括高山储水池、低处水轮发电机组、厂房、抽水电泵、输水管道、并网系统等其特征是：方案一是直接利用现有抽水储能电站进行改造：在现有的抽水储能电站的抽水水泵的进水管安装一台导入减阻材料导入器，可装干粉导入器，也可装液料导入器，具体采用的减阻材料导入器的结构形状由导入管连接一个电动或手动开关，再连接一个储料桶组成，然后将导入管插入抽水泵吸水管中固定，用电动开关的还要电连接通电控开关，也可采用在市场买来的现成的消防水枪用的减阻材料导入器械配套安装使用，本发明所使用的减小抽水和放水发电的管道输水过程中的水与管道之间的沾滞摩擦阻力的减阻材料，便是采用现有的高分子量PEO减阻材料，又名聚氧乙烯、多氧素，用量为千分之零点一至零点九(0.1‰-0.9‰)，不能超过千分之零点九，一般为千分之三左右合适，本发明的要点是：采用在抽水储能电站的抽水泵的吸水管插装一台减阻材料导入器，导入器所使用的材料是高分子材料聚氧乙烯PEO，又名多氧素、长链多糖，具体导入量为0.1-0.9‰，最佳量为0.3‰左右，使用方法可用干粉，也可用浓缩液，或自配液体材料，关键注意调节开关调配好减阻剂的导入量达到预定的标准目的。

2.根据权利要求1所述方法及装置，其特征是：方案二是在方案一的基础上再增建一个低地储水池，规模应比高山储水库略大一些，可建于地面上也可以建于地下，建地上可以养观赏鱼，当游泳池或游船池供游人使用，建地下则不占地面耕地，还可利用更换水浇地抗旱或供其他用水，修建大型低地储水池目的是循环使用经添加减阻材料聚氧乙烯高分子量PEO材料，并经过第一次发电的水，无需第二次连续再添加聚氧乙烯高分子量PEO减阻材料，从而更进一步地减少成本，获取更大的利润，这便是第二方案的最大优点。

3.根据权利要求1或2所述方法及装置，其特征是：把抽水储能电站的上下储水水库移建在用户选择合适的地方，目的是可以提高水头，便于管理或是荒芜不占农田耕地的地方建造，这样虽然输水管伸长了，但其输水阻力增加并不很大，可以综合考虑采用。