本發(fā)明涉及一種節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)，尤其是涉及一種利用城市防澇地下蓄水庫和隧道的蓄能發(fā)電系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
隨著我們城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，城市內(nèi)房屋、道路、地面等設(shè)施大量增長，導(dǎo)致城市下墊面硬化，當(dāng)短時間內(nèi)降雨較大，徑流來不及通過地下排水管道排出城市時，將導(dǎo)致城市“內(nèi)澇”的發(fā)生，造成生命財產(chǎn)的損失。為了減小“內(nèi)澇”對城市發(fā)展的影響，不少城市已經(jīng)建成或開始著手建造防澇地下蓄水庫和隧道。但是大部分時期，地下蓄水庫和隧道都處于閑置狀態(tài)，未能得到綜合開發(fā)利用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種經(jīng)濟效益和綜合利用率高的利用城市防澇地下蓄水庫和隧道的蓄能發(fā)電系統(tǒng)及方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種利用城市防澇地下蓄水庫和隧道的抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括地下蓄水庫、可逆水輪機、閘門和控制器，所述的地下蓄水庫通過隧道與城市河道連通，所述的可逆水輪機和閘門設(shè)置在隧道上，分別與控制器連接，所述的可逆水輪機為抽水、發(fā)電兩用的水輪機，并與城市電網(wǎng)連接。
所述的地下蓄水庫與城市河道的水頭差為50m～100m。
一種使用所述的抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)進行發(fā)電的方法，包括：在非汛期，控制器控制可逆水輪機和閘門動作，在谷電時段將水從地下蓄水庫和隧道抽至城市河道，在峰電時段將城市河道的徑流水下泄到地下蓄水庫和隧道，利用水頭差發(fā)電，并供給城市電網(wǎng)。
所述的谷電時段為每日22時-次日6時，所述的峰電時段為每日6時-22時。
所述的方法還包括：控制器控制可逆水輪機和閘門動作，在汛期暴雨來臨之前，將水從地下蓄水庫和隧道抽至城市河道，在暴雨到來之時，將城市河道的徑流水下泄到地下蓄水庫和隧道，利用水頭差發(fā)電，并供給城市電網(wǎng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
(1)將若干年才起用一次城市防澇設(shè)施的地下蓄水庫和隧道，平時用作抽水蓄能電站的下庫進行綜合利用來發(fā)電，在取得經(jīng)濟效益的同時達到節(jié)能減排的目的，并對電網(wǎng)起到一定的削峰填谷作用。
(2)相比僅用于防澇的地下蓄水庫和隧道，抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)能充分利用非汛期閑置的地下蓄水庫和隧道。目前，落差型地下蓄能設(shè)施的技術(shù)原理已經(jīng)比較成熟，其能量轉(zhuǎn)化率能達到80％左右，本發(fā)明的系統(tǒng)可利用用電峰時段、用電谷時段的電價差價，實現(xiàn)盈利，并改善城市用電峰時段電量不足、用電谷時段電量結(jié)余的現(xiàn)狀。
(3)相比僅用于防澇的地下蓄水庫和隧道，抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)時刻監(jiān)測著地下蓄水庫和隧道的健康狀況，有利于地下蓄水庫和隧道的日常維護。
(4)地下蓄水庫與城市河道的水頭差為50m～100m，滿足發(fā)電需要，也可以保證在可控時間內(nèi)及時進行水資源轉(zhuǎn)移。
附圖說明
圖1為本發(fā)明抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
實施例
如圖1速所示，種利用城市防澇地下蓄水庫和隧道的抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括地下蓄水庫2、可逆水輪機3、閘門4和控制器，地下蓄水庫2通過隧道5與城市河道1連通，可逆水輪機3和閘門4設(shè)置在隧道5上，分別與控制器連接，可逆水輪機3為抽水、發(fā)電兩用的水輪機，并與城市電網(wǎng)連接。
地下蓄水庫2與城市河道1的水頭差為50m～100m。
系統(tǒng)有兩種運行模式：第一種運行模式為汛期蓄水模式，汛期作為地下蓄水池使用；第一種運行模式為非汛期抽水蓄能發(fā)電模式，非汛期作為蓄能發(fā)電站使用，在用電峰時段蓄水發(fā)電，并將所發(fā)電量輸送至電網(wǎng)，在用電谷時段，通過可逆水輪機3將地下蓄水庫2和隧道5內(nèi)的抽送到水城市河道內(nèi)。
一種使用所述的抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)進行發(fā)電的方法，包括：在非汛期，控制器控制可逆水輪機3和閘門4動作，在谷電時段將水從地下蓄水庫2和隧道5抽至城市河道1，此時將電能轉(zhuǎn)化為水的重力勢能，目的在于排空地下蓄水庫2和隧道5內(nèi)的河水，為下一個抽水蓄能發(fā)電循環(huán)做準(zhǔn)備；在峰電時段將城市河道1的徑流水下泄到地下蓄水庫2和隧道5，利用水頭差發(fā)電，并供給城市電網(wǎng)，以此緩解用電高峰時電量不足的困境。谷電時段為每日22時-次日6時，峰電時段為每日6時-22時。
利用天氣預(yù)報系統(tǒng)，在汛期暴雨來臨之前，將水從地下蓄水庫2和隧道5抽至城市河道1，在暴雨到來之時，將城市河道1的徑流水下泄到地下蓄水庫2和隧道5，利用水頭差發(fā)電，并供給城市電網(wǎng)。
本實施例利用地下蓄水庫和隧道與城市河道形成的高差，可進行抽水蓄能發(fā)電技術(shù)，把地下蓄水庫和隧道作為抽水蓄能電站的下庫、城市河道作為上庫，在用電谷時段(22時-次日6時)將水從地下蓄水庫和隧道抽到城市河道，在用電峰時段(6時-22時)將城市河道的徑流水下泄到深隧，利用水頭差進行發(fā)電，給電網(wǎng)供電，用谷時段與峰時段的用電差價取得經(jīng)濟效益。