露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统及储能控制方法与流程

本公开涉及露天煤矿及抽水蓄能综合利用相关，具体的说，是涉及一种露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统及储能控制方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

2、在储能装机方面，抽水蓄能一直为主导技术。抽水蓄能初期主要用于调节常规水电站发电的季节不平衡性。为适应新能源的快速发展，抽水蓄能发展迎来高峰，随着新能源产业的发展和发电比例的提升，储能对于电力系统安全性和灵活性的价值逐渐得到重视，出现了新能源开发与生态保护协同融合的发展格局，在政策引导下，各露天煤矿积极开展排土场光伏等新能源项目前期准备工作。

3、目前提出了“露天矿坑全地表模式”、“塌陷矿井半地表模式”、“废弃矿井全地下模式”等三种废弃矿井建设抽水蓄能电站模式及其技术路径，主要是利用废弃矿坑或废弃矿洞作为下水库，上水库利用周边较高地势挖库建坝，通过高低位储水区、输水管道、双向水轮发电机，实现抽水蓄能和排水发电的功能。发明人在研究中发现，目前的基于露天煤矿的储能开发主要是针对废弃后的露天煤矿，但对生产型露天煤矿建设排土场光伏配套抽水蓄能的研究还未开展。生产型露天煤矿是处于开采阶段的矿场，矿场的采矿边坡、排土场随时变化，不能提供稳定的地形结构来建设储能系统。

技术实现思路

1、本公开为了解决上述问题，提出了一种露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统及储能控制方法，提出了排土场光伏、抽水蓄能以及生态治理的综合利用模式，在生产型露天煤矿排土场光伏配套建设抽水蓄能电站，充分利用到界排土场空间减少占地面积，综合利用矿坑内的水资源，有利于拓宽抽水蓄能应用范围，使站址向负荷中心、新能源基地靠近，促进新能源电网安全稳定运行，保障煤矿开采由油采向电采快速转型，还可以促进矿区生态环境的修复治理。

2、为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

3、一个或多个实施例提供了一种露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统，包括：上水库、下水库与漂浮式双向水力发电系统，在到界顶部排土场建设地下式混凝土蓄水池作为上水库，上水库上覆设绿化层，在采掘场底部以排土场边缘为边界构建下水库，所述下水库设置漂浮式双向水力发电系统，上水库与下水库采用输水管道系统连接；根据排土场的形状变化而改变下水库的位置或深度。

4、一个或多个实施例提供了一种露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统的储能控制方法，包括如下步骤：

5、当光伏发电量大于电力负荷点需求电量而无法全部消纳时，将水通过漂浮式双向水力发电系统由下水库通过管道输送到排土场上水库中进行储能；

6、当光伏发电量小于电力负荷点需求电量时，将水由上水库在势能作用下通过输水管道输送到双向水力发电系统进行发电，实现电能补充。

7、与现有技术相比，本公开的有益效果为：

8、本公开中，通过设置漂浮式双向水力发电系统，以及随排土场变化而变化的下水库，能够实现在生产型露天煤矿建设排土场的同时实现储能系统的运行，随着排土场不断堆放排土，排土场的占地面积发生变化的同时，跟随维护下水库，能够使得下水库实现移动，同时设置的漂浮式双向水力发电系统能够移动，能够实现抽水储能系统的稳定工作。

9、本公开的优点以及附加方面的优点将在下面的具体实施例中进行详细说明。

技术特征：

1.一种露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统，其特征在于，包括：上水库、下水库与漂浮式双向水力发电系统，在到界顶部排土场建设地下式混凝土蓄水池作为上水库，上水库上覆设绿化层，在采掘场底部以排土场边缘为边界构建下水库，所述下水库设置漂浮式双向水力发电系统，上水库与下水库采用输水管道系统连接；根据排土场的形状变化而改变下水库的位置或深度。

2.如权利要求1所述的一种露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统，其特征在于：到界顶部排土场上还设置有光伏发电站。

3.如权利要求2所述的一种露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统，其特征在于：光伏发电站的光伏设备与绿化层交错设置；

4.如权利要求1所述的一种露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统，其特征在于：排土场上水库包括多个通过管道相连的地下蓄水池。

5.如权利要求1所述的一种露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统，其特征在于：在排土场上水库设置设定厚度的覆土，用于保温以及设置绿植层。

6.如权利要求1所述的一种露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统，其特征在于：根据生产型露天煤矿的实际情况，设置下水库的位置和容积，并根据排土场的变化移动设置下水库。

7.如权利要求1所述的一种露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统，其特征在于：下水库设置可伸缩的输水管道，输水管道沿排土场台阶布置延伸至上水库，双向水力发电系统通过软管连接至输水管道；双向水力发电系统与电力系统的电网连接，实现抽水发电的电能上网。

8.如权利要求1所述的一种露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统，其特征在于：输水管道系统用于连接上水库和下水库，输水管道系统包括地埋管道、设置在地埋管道上的阀门和稳压器部件，所述管道外设置保温层。

9.权利要求1-8任一项所述的一种露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统的储能控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.如权利要求9所述的储能控制方法，其特征在于：当上水库满水时，将上水库的水通过接入喷淋系统浇灌植被。

技术总结
本公开涉及露天煤矿及抽水蓄能综合利用技术领域，提出了一种露天煤矿排土场光伏与抽水蓄能系统及储能控制方法，系统包括：上水库、下水库与漂浮式双向水力发电系统，在到界顶部排土场建设地下式混凝土蓄水池作为上水库，上水库上覆设绿化层，在采掘场底部以排土场边缘为边界构建下水库，所述下水库设置漂浮式双向水力发电系统，上水库与下水库采用输水管道系统连接；根据排土场的形状变化而改变下水库的位置或深度。提出了排土场光伏、抽水蓄能以及生态治理的综合利用模式，在生产型露天煤矿排土场光伏配套建设抽水蓄能电站，充分利用到界排土场空间减少占地面积，综合利用矿坑内的水资源，有利于拓宽抽水蓄能应用范围。

技术研发人员：刘树栋,刘敬玉,李忠飞,刘志华,石践,龙永祥,龙国会,陈永祥,王洪波,王惠杰,杨国华,王闯,王健,朱涛,王亚超,孙立超,杨志刚,康志强,黄春山,孙成林,邹天旭,陈琳,孙鑫,马海杰,解晓东,尹涵玉,张鸿浩,薛宪明,王奇
受保护的技术使用者：内蒙古电投能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11