CN214304150U - 废弃矿井抽水蓄能系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种废弃矿井抽水蓄能系统，所述废弃矿井抽水蓄能系统包括：高位水库(11)；低位水库(13)；抽水机(8)，通过抽水管道(17)连接在高位水库(11)和低位水库(13)之间；水力发电机(9)，分别通过放水通道(16)连接高位水库(11)和低位水库(13)；第一地面变电所(18)，连接水力发电机(9)；第二地面变电所(19)；风能发电装置(7)，位于地面之上，连接第二地面变电所(19)；太阳能发电装置(6)，位于地面之上，连接第二地面变电所(19)；显示器(4)，位于地面上，分别连接水位监测装置(1)、风能发电监测装置(2)、和电网功率监测装置(3)。本实用新型能实现太阳能、风能的能量的转化，达到电网调峰的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种废弃矿井抽水蓄能系统。
背景技术
废弃矿井抽水蓄能电站是通过煤炭开采在地下形成的巨大空间资源，在不同埋深的煤矿采空区内，布置分布式矿井地下水库和抽水发电相关设施。然而，目前，废弃矿井抽水蓄能侧重于水利蓄能发电，与其他资源的利用没有形成有效配合。
综上所述，现有技术中存在以下问题：如何有效利用废弃矿井资源，实现水库水量与其他资源的综合利用。
实用新型内容
本实用新型提供一种废弃矿井抽水蓄能系统，以有效利用废弃矿井资源，实现水库水量与其他资源的综合利用。
为此，本实用新型提出一种废弃矿井抽水蓄能系统，所述废弃矿井抽水蓄能系统包括：
高位水库11；位于废弃矿井中；
低位水库12，位于废弃矿井中并位于高位水库11下方；
抽水机8，位于废弃矿井中，通过抽水管道17连接在高位水库11和低位水库12之间；
水力发电机9，位于低位水库12之下，通过放水通道16连接高位水库11，通过放水通道22连接低位水库12；
第一地面变电所18，位于地面之上，并连接水力发电机9；
第二地面变电所19，位于地面之上；
风能发电装置7，位于地面之上，连接第二地面变电所19；
太阳能发电装置6，位于地面之上，连接第二地面变电所19；
所述第二地面变电所19连接所述抽水机8；
水位监测装置1，数目为多个，分别位于所述高位水库11和低位水库12中；
风能发电监测装置2，连接所述风能发电装置7；
太阳能发电监测装置5，连接所述太阳能发电装置6；
电网功率监测装置3，连接第一地面变电所18；
显示器4，位于地面上，分别连接水位监测装置1、风能发电监测装置2、和电网功率监测装置3。
进一步地，所述水位监测装置1采用隔离型扩散硅敏感元件。
进一步地，所述水位监测装置1采用陶瓷电容压力敏感传感器。
进一步地，所述第一放水通道上设有水位控制阀。
进一步地，所述太阳能发电装置6通过无线传输与显示器4连接。
进一步地，所述第一地面变电所18与外部电网连接。
本实用新型将地面的太阳能、风能产生的不稳定电能转换为稳定的势能，利用该势能通过调节位于不同高度采空区的水库水量，产生稳定的水力发电的电能，并且能实现电网的洪峰进行调节的目的。
进而，本实用新型针对废弃矿井的地质条件复杂的情况下，可以达到电站可视化的效果；并对废弃矿井抽水蓄能的工况进行实时的监测与反馈，为进一步水位的调节与控制方案提供基础信息。进而有助于调节位于不同高度采空区的水库水量进行发电达到调节电网洪峰的目的。
附图说明
图1为本实用新型的废弃矿井抽水蓄能系统结构示意图。
附图标号说明：
1、水位监测装置；2、风能发电监测装置；3、电网功率监测装置；4、显示器；5、太阳能发电监测装置；6、太阳能发电装置；7、风能发电装置；8、抽水机；9、水力发电机；10、水位控制阀；11、高位水库；12、低位水库；13、机房；14、变电所线路；15、电网；16、第一放水通道；17、抽水管道；18、第一地面变电所；19、第二地面变电所；20、地面；21、输出电缆；22、第二放水通道。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本实用新型。
如图1所示，本实用新型提供一种废弃矿井抽水蓄能系统，所述废弃矿井抽水蓄能系统包括：
高位水库11；位于废弃矿井中；
低位水库12，位于废弃矿井中并位于高位水库11下方；
抽水机8，位于废弃矿井中，通过抽水管道17连接在高位水库11和低位水库12之间；
水力发电机9，位于低位水库12之下的机房13内，并通过第一放水通道16连接高位水库11，通过第二放水通道22连接低位水库12；
第一地面变电所18，位于地面20之上，并通过变电所线路14连接水力发电机9；
第二地面变电所19，位于地面20之上；
风能发电装置7，采用风机叶片，位于地面之上，连接第二地面变电所19；
太阳能发电装置6，采用光伏板，位于地面之上，连接第二地面变电所19；
所述第二地面变电所19通过输出电缆21连接所述抽水机8，向抽水机8通过电力；
水位监测装置1，数目为多个，分别位于所述高位水库11和低位水库12中；
风能发电监测装置2，连接所述风能发电装置7；
太阳能发电监测装置5，连接所述太阳能发电装置6；
电网功率监测装置3，连接第一地面变电所18；
显示器4，位于地面上，分别通过有线或无线连接水位监测装置1、风能发电监测装置2、和电网功率监测装置3。显示器将所测得的水位，太阳能、风能发电量以及电网功率信息集中显示反馈。控制人员根据水位，太阳能、风能发电量以及电网功率信息可以调控高位水库11和低位水库12是否发电，调控是否需要从低位水库12向高位水库11抽水。
通过调节位于不同高度采空区的水库水量，将地面的太阳能、风能产生的不稳定电能转换为稳定的势能，也能实现电网的洪峰进行调节的目的。当低位水库12的水量充足时，可以利用风能发电装置7和太阳能发电装置6产生的不稳定电能，将低位水库12的水量抽送到高位水库11中，以实现高位水库11的蓄能，而且能够充分利用风能发电装置7和太阳能发电装置6产生的不稳定电能，这样，实现了多种能源的综合利用，扬长避短。
另外，由于煤层的复杂地质环境，现有技术无法对不同采空区之间的水未可视化，对整个抽水蓄能电站工况无法进行实时监测，进而无法实现水库之间的水量的调节来实现太阳能、风能的能量的转化，达到电网调峰的目的。
进一步地，所述水位监测装置1采用隔离型扩散硅敏感元件。进一步地，所述水位监测装置1采用陶瓷电容压力敏感传感器。水位监测装置可以采用现有的各种产品，例如是由投入分体式液位传感器组成，基于所测静压与该液体的高度成比例的原理，采用隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号；并用线缆与装置显示器连接，进行实时的信息记录与传输。这样，性能稳定，数据准确。
电网功率监测装置是利用在矿井电网布置电网功率传感器，对地面设施所需的电量功率进行实时的监测，并传输到地面显示器之中。电网功率监测装置全面采用SMT器件，使产品具有体积小，功耗小，重量轻的优点。风能发电监测装置可以由发电传感器与电路运算处理将风能发电量传输到地面显示器。风能发电监测装置还可以采用AGP风力发电测量保护模块。
进一步地，所述第一放水通道16上设有水位控制阀10，用来控制高位水库11放水发电。
太阳能发电监测装置例如包括转换电路、控制电路、显示电路和稳压电路，转换电路和显示电路连接控制电路，控制电路通过稳压电路连接蓄电池上由蓄电池提供驱动电压，转换电路连接在太阳能电板上实时采集太阳能电池电板的电量信号，太阳能发电产生的电量信号经控制电路内部运算处理得太阳能发电量，其结果通过电缆传输到地面显示器中。太阳能发电监测装置例如采用专利号为ZL2019201503881，名称为：一种无线太阳能发电检测模块。这种太阳能发电监测装置在不破坏原有线路基础的情况下，能在各种恶劣的的环境下快速安装，准确、有效的检测当前太阳能板的工作状态。
进一步地，所述太阳能发电装置6通过无线传输与显示器4连接，以实现废弃矿井处的无线网络的应用，减少有线传输所需的成本。
进一步地，所述第一地面变电所18与外部电网15连接，以实现电网调峰的目的。
本实用新型针对废弃矿井的地质条件复杂的情况下，可以达到电站可视化的效果；并对废弃矿井抽水蓄能的工况进行实时的监测与反馈，为进一步水位的调节与控制方案提供基础信息。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。为本实用新型的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
Claims (6)
1.一种废弃矿井抽水蓄能系统，其特征在于，所述废弃矿井抽水蓄能系统包括：
高位水库(11)；位于废弃矿井中；
低位水库(13)，位于废弃矿井中并位于高位水库(11)下方；
抽水机(8)，位于废弃矿井中，通过抽水管道(17)连接在高位水库(11)和低位水库(13)之间；
水力发电机(9)，位于低位水库(13)之下，通过第一放水通道(16)连接高位水库(11)，通过第二放水通道(22)低位水库(13)；
第一地面变电所(18)，位于地面之上，并连接水力发电机(9)；
第二地面变电所(19)，位于地面之上；
风能发电装置(7)，位于地面之上，连接第二地面变电所(19)；
太阳能发电装置(6)，位于地面之上，连接第二地面变电所(19)；
所述第二地面变电所(19)连接所述抽水机(8)；
水位监测装置(1)，数目为多个，分别位于所述高位水库(11)和低位水库(13)中；
风能发电监测装置(2)，连接所述风能发电装置(7)；
太阳能发电监测装置(5)，连接所述太阳能发电装置(6)；
电网功率监测装置(3)，连接第一地面变电所(18)；
显示器(4)，位于地面上，分别连接水位监测装置(1)、风能发电监测装置(2)、和电网功率监测装置(3)。
2.如权利要求1所述的废弃矿井抽水蓄能系统，其特征在于，所述水位监测装置(1)采用隔离型扩散硅敏感元件。
3.如权利要求1所述的废弃矿井抽水蓄能系统，其特征在于，所述水位监测装置(1)采用陶瓷电容压力敏感传感器。
4.如权利要求1所述的废弃矿井抽水蓄能系统，其特征在于，所述第一放水通道(16)上设有水位控制阀。
5.如权利要求1所述的废弃矿井抽水蓄能系统，其特征在于，所述太阳能发电装置(6)通过无线传输与显示器(4)连接。
6.如权利要求1所述的废弃矿井抽水蓄能系统，其特征在于，所述第一地面变电所(18)与外部电网连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115611295A (zh) * | 2022-11-04 | 2023-01-17 | 中节能工业节能有限公司 | 一种矿井资源化利用系统 |
| CN116641834A (zh) * | 2023-04-23 | 2023-08-25 | 中国矿业大学 | 一种基于矿井涌水循环的地热利用及抽蓄发电系统 |
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