利用既有水库的抽水蓄能电站下水库布置结构

摘要

本发明涉及一种利用既有水库的抽水蓄能电站下水库布置结构，属于水电工程技术领域。本发明包括输水发电系统的进出水口、既有水库和位于既有水库上游侧的支沟，在支沟内设置有挡水坝，在挡水坝的上游侧形成第二水库，第二水库和既有水库通过水平设置的过水通道相连通，过水通道内设置有闸门，输水发电系统的进出水口布置于第二水库内。本发明在既有水库的支沟内筑坝挡水形成第二水库，可利用既有水库解决第二水库初期蓄水问题。运行期间，在既有水库水位较高时与第二水库联合运行，可增大发电水头；在既有水库水位较低时亦可独立运行，满足工程需求。同时，利用既有水库水位较低期间采用常规的施工方案即可，施工方便可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用既有水库的抽水蓄能电站下水库布置结构，属于水电工程技术领域。

背景技术

随着风电、光伏等新能源大规模发展，逐步构建以新能源为主体的新型电力系统，这对灵活性调节电源的需求更加迫切。抽水蓄能电站具有调峰、调频等作用，能够保障电力系统安全、促进系能源大规模发展和消纳。

抽水蓄能电站一般包括上水库、下水库、输水系统、发电厂房等。上水库、下水库一般需要约几百万或上千万立方米的库容，电站运行分为抽水工况和发电工况,用电低谷时把多余的电力用可逆式泵水发电两用机组来抽水，把下水库的水抽到上水库，用电高峰时再放水发电。在进行抽水蓄能电站布置时，往往会受到地形地质条件及环保、移民等因素的影响。下水库一般会优选既有水库，因无需另外修筑挡水及泄水建筑物，可减少工程投资。然而，受到既有水库运行调度影响，其库水位消落深度可能会达到数十米，这使得新建抽水蓄能电站的进出水口要求干地施工面临极大的挑战，常规的填筑围堰挡水或者预留岩塞等方式均受到一定的制约。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用既有水库的抽水蓄能电站下水库布置结构，既能有效利用既有水库、又便于施工。

为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：利用既有水库的抽水蓄能电站下水库布置结构，包括输水发电系统的进出水口、既有水库和位于既有水库上游侧的支沟，在支沟内设置有挡水坝，在挡水坝的上游侧形成第二水库，第二水库和既有水库通过水平设置的过水通道相连通，过水通道内设置有闸门，输水发电系统的进出水口布置于第二水库内。

进一步的是：过水通道为设置于挡水坝内的通水孔。

进一步的是：过水通道为设置于支沟沿岸的连接隧洞。

进一步的是：第二水库的死水位高于既有水库的死水位，闸门底坎高程低于第二水库的死水位。

本发明的有益效果是：施工期，当既有水库水位接近死水位时，可修建挡水坝及进出水口等永久建筑物(或者修建施工挡水围堰，在围堰的围护下修建挡水坝及进出水口等永久建筑物)，避免了在既有水库死水位以下修建进出水口(施工难度较大)。

运行期，当既有水库水位高于第二水库死水位时，打开过水通道内的闸门，第二水库与既有水库连通，此时，第二水库与既有水库联合为抽水蓄能电站运行服务，第二水库水位低于第二水库正常蓄水位，可利用发电水头增大，发电效益增加。当既有水库水位接近于(仍高于)第二水库死水位时，在抽水工况完毕后，关闭过水通道内的闸门，第二水库与既有水库不连通，此时，第二水库为抽水蓄能电站独立的下水库，能够满足工程需求。

本发明在既有水库的支沟内筑坝挡水形成第二水库，可利用既有水库解决第二水库初期蓄水问题。运行期间，在既有水库水位较高时与第二水库联合运行，可增大发电水头；在既有水库水位较低时亦可独立运行，满足工程需求。同时，利用既有水库水位较低期间采用常规的施工方案即可，施工方便可靠。

附图说明

图1为本发明第一种实施例的平面示意图。

图2为本发明第一种实施例的立面示意图。

图3为本发明第二种实施例的平面示意图。

图4为本发明第二种实施例的立面示意图。

图中标记：1-既有水库、2-支沟、3-挡水坝、4-第二水库、5-通水孔、6-连接隧洞、7-闸门、8-输水发电系统、9-进出水口、10-地面线、101-既有水库死水位、102-既有水库正常蓄水位、103-第二水库正常蓄水位、104-第二水库死水位。

具体实施方式

为便于理解和实施本发明，选本发明的优选实施例结合附图作进一步说明。

如图1至图4所示，本发明包括输水发电系统8的进出水口9、既有水库1和位于既有水库1上游侧的支沟2，在支沟2内设置有挡水坝3，在挡水坝3的上游侧形成第二水库4，第二水库4有效库容能够满足工程需要，第二水库4和既有水库1通过水平设置的过水通道相连通，过水通道内设置有闸门7，输水发电系统8的进出水口9布置于第二水库4内。根根实际地形，过水通道可以为设置于挡水坝3内的通水孔5(见图1和图2)，也可为设置于支沟2沿岸的连接隧洞6(见图3和图4)。

实施时，根据两个水库运行特性、降雨及洪水特性等综合考虑，第二水库4及既有水库1分别有相应的正常蓄水位和死水位。优选地，第二水库正常蓄水位103高于既有水库正常蓄水位102(因为抽水蓄能电站需要一定的有效库容，在支沟2范围内、既有水库正常蓄水位102以下有效库容可能不够)，第二水库死水位104高于既有水库死水位101(因为第二水库4是在支沟2里修建的，其地面高程相比既有水库1要高一些，在该情形下，由于第二水库死水位104高于既有水库死水位101，连接隧洞6还具有放空冲沙的功能)。为便于控制库水位，闸门7底坎高程应低于第二水库4的死水位(即图中所示的第二水库死水位104)，具体低多少，可根据水力学计算，保证具有足够的引用流量即可。

施工期，当既有水库1水位接近死水位时，可修建挡水坝3及进出水口9等永久建筑物(在不具备直接施工的条件下，可修建施工挡水围堰，在围堰的围护下修建挡水坝3及进出水口9等永久建筑物)，避免了在既有水库死水位101以下修建进出水口9(施工难度较大)。

运行期，当既有水库1水位高于第二水库死水位104时，打开过水通道内的闸门7，第二水库4与既有水库1连通，此时，第二水库4与既有水库1联合为抽水蓄能电站运行服务，第二水库实际水位低于第二水库正常蓄水位103，可利用发电水头增大，发电效益增加。当既有水库1水位接近于(仍高于)第二水库死水位104时，在抽水工况完毕后，关闭过水通道内的闸门7，第二水库4与既有水库1不连通，此时，第二水库4为抽水蓄能电站独立的下水库，能够满足工程需求。