本发明涉及水利蓄能技术领域，具体地说是一种串联式智能増压储水电站。
背景技术：
众所周知，水电站利用水库来蓄水，水库库容越大，存储的水量越大，水库蓄存的水能就越多。有一定流速的水流具有动能，动能大小与流速平方成正比；处于一定高度的水流具有势能，相对高度越大具有的势能就越大。水流从高处流向低处，可以将势能转化为动能，使水流获得较高的速度。水库里储蓄的水在重力作用下获得高的速度，沿压力引水管向下输移，在水轮机接口处获得更高的速度。具有一定速度的水流驱动水轮机转动，使水轮机获得机械能；水轮机驱动发电机，将机械能转化为电能。
现有的工作技术特性分为直排式电站和抽水蓄能电站，直排式水库电站;打开水门向水库坝下放水，推动水轮/发电机組运转发电，工作效率好，发电容量大，而抽水蓄能电站，利用夜间低谷电能，从下水库向上水库抽水蓄能，通常用地下厂房内装设6台立轴单级混流可逆式水泵水轮机/发电电动机组，单机容量300mw/500kv，动态总投资85.67亿元，其工作特性：夜间利用低费电价，开动可逆式水泵电动机，从下水库抽水通过水道系统送入上水库蓄水，高峰电价时段，上水库开闸放水，水能推动可逆式水轮机/发电机组发电，从出水管道系统，流入下水库蓄水，这种结构的实质性不足是：在夜间需要利用水泵将下水库中的水再次泵入到上水库中，大大消耗了电能，致使蓄电能量很低；而为了增大蓄电量，则需要增大发电设备，因此，导致设备投资成本大大增加。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种结构新颖、泵水时无电能消耗、蓄电量大、设备成本低、控制方便、性能可靠、发电效能高的串联式智能増压储水电站。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种串联式智能増压储水电站，包括上水库、出水管路、进水管路和控制装置，其特征在于所述进水管路上由上至下依次至少串接一级增压储水装置、一级水利发电站、二级增压储水装置、二级水利发电站、三级增压储水装置，所述进水管路至少是由一级进水管、一级出水管、二级进水管、二级出水管、三级进水管和三级出水管组成，
所述一级水利发电站和二级水利发电站分别包括水轮发电机，所述水轮发电机经控制装置控制，
所述一级增压储水装置包括一级增压罐、一级进水电磁阀、一级出水电磁阀、一级压力阀和一级进水流量传感器，所述一级进水管上安装有一级进水电磁阀，所述一级进水管上端与上水库相连通，下端与一级增压罐相连通，所述一级出水管上安装有一级出水电磁阀，所述一级出水管上端与一级增压罐相连通，下端与一级水利发电站相连通，所述一级增压罐上设有一级压力阀和一级进水流量传感器，
所述二级增压储水装置包括二级增压罐、二级进水电磁阀、二级出水电磁阀、二级压力阀和一级进水流量传感器，所述二级进水管上安装有二级进水电磁阀，所述二级进水管上端与一级水利发电站相连通，下端与二级增压罐相连通，所述二级出水管上安装有二级出水电磁阀，所述二级出水管上端与二级增压罐相连通，下端与二级水利发电站相连通，所述二级增压罐上设有二级压力阀和一级进水流量传感器，
所述三级增压储水装置包括三级增压罐、三级进水电磁阀、三级压力阀和三级进水流量传感器，所述三级进水管上安装有三级进水电磁阀，所述三级进水管上端与二级水利发电站相连通，下端与三级增压罐相连通，所述三级出水管上安装有出水电磁阀，所述三级出水管上端与三级增压罐相连通，下端与进水管路相连通，所述三级增压罐上设有三级压力阀和三级进水流量传感器，
所述出水管路上端与上水库相连通，
所述一级水利发电站、二级水利发电站、一级进水电磁阀、一级出水电磁阀、二级进水电磁阀、二级出水电磁阀、三级进水电磁阀和出水电磁阀分别与控制装置相连接，
当要进行储能时，打开上水库闸门放水，点击控制装置上的开始按钮，一级进水电磁阀打开，水经一级进水管进入到一级增压罐中，当一级增压罐内的一级进水流量传感器感应到水到位信息，且一级压力阀检测到压力达到设定值后，此时一级增压罐内产生的增压效能最大，一级进水流量传感器将信息上传至控制装置，控制装置指令一级出水电磁阀和二级进水电磁阀打开，一级增压罐内的高压水即经一级出水管进入到一级水利发电站，一级水利发电站通过水轮进行发电，一级发电站内的水经二级进水管进入二级增压罐，当二级增压罐内的二级进水流量传感器感应到水到位信息，且二级压力阀检测到压力达到设定的值后，此时，二级增压罐内产生的增压效能最大，二级进水流量传感器和二级压力阀将信息上传至控制装置，控制装置指令三级出水电磁阀打开，当三级增压罐内的三级进水流量传感器感应到水到位信息，且三级压力阀检测到压力达到设定的值后，此时，三级增压罐内产生的增压效能最大，三级进水流量传感器和三级压力阀将信息上传至控制装置，控制装置则指令出水电磁阀和出水逆止阀打开，高压水流经出水电磁阀和出水止逆阀进入进水管路，通过出水管路自动流入到上水库中，使水流在上述结构的作用下，形成闭环的自动控制循环，显著提高了出水管路中水的扬程，同时还显著增大了储电量，省掉了建造下水库和使用抽水泵组的费用，节约了能源。
本发明可在所述一级增压储水装置的一级进水管和二级增压储水装置的二级进水管间设有一级应急管路，所述二级增压储水装置的二级进水管和三级增压储水装置的三级进水管间设有二级应急管路，所述一级应急管路和二级应急管路相连通，所述一级应急管路上设有一级应急电磁阀，所述二级应急管路上设有二级应急电磁阀，所述一级应急电磁阀和二级应急电磁阀分别与控制装置相连接，以利于当其中的一级增压储水装置出现故障时，控制装置即指令一级应急电磁阀打开，并通过控制装置中设有的报警器报警，以便维修；水流通过一级应急管路将水输入到二级进水管中，避免因设备故障而停止储能；或者，当二级增压储水装置出现故障时，控制装置即指令控制装置控制二级应急电磁阀打开，并通过控制装置中设有的报警器报警，以便维修；水流通过二级应急管路将水输入到三级进水管中，避免因设备故障而停止储能，进一步保证了蓄能量，达到控制方便、性能可靠、发电效能高的作用。
本发明可在所述出水管路上设有出水逆止阀，所述进水管路上端与上水库相连通，以达到防止出水管路回流的作用。
本发明可在所述的一级增压罐、二级增压罐和三级增压罐底部设有排污阀，以达到定期清理里面的污泥的作用。
本发明所述控制装置采用plc控制器和上位机，所述plc控制器与上位机相连接，所述plc控制器内设置进水流量数据、水压数据、水位数据和出水流量数据，通过plc控制器控制进水流量、水压、出水流量、水位、故障应急、报警信息以及一级水利发电站和二级水利发电站的运行状态。
本发明由于采用上述结构，具有结构新颖、泵水时无电能消耗、蓄电量大、设备成本低、控制方便、性能可靠、发电效能高等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记：上水库1、进水管路2、出水管路3一级增压储水装置4、一级水利发电站5、二级增压储水装置6、二级水利发电站7、三级增压储水装置8一级进水管9、一级出水管10、二级进水管11、二级出水管12、三级进水管13和三级出水管14一级增压罐15、一级进水电磁阀16、一级出水电磁阀17、二级增压罐18、二级进水电磁阀19、二级出水电磁阀20、三级增压罐21、三级进水电磁阀22、出水电磁阀23、出水逆止阀24、一级应急管路25、二级应急管路26、一级应急电磁阀27、二级应急电磁阀28。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行说明。
如附图所示，一种串联式智能増压储水电站，包括上水库1、进水管路2、出水管路3和控制装置，其特征在于所述进水管路2上由上至下依次至少串接一级增压储水装置4、一级水利发电站5、二级增压储水装置6、二级水利发电站7、三级增压储水装置8，所述进水管路2至少是由一级进水管9、一级出水管10、二级进水管11、二级出水管12、三级进水管13和三级出水管14组成，
所述一级水利发电站5和二级水利发电站7分别包括水轮发电机，所述水轮发电机分别经控制装置控制，
所述一级增压储水装置4包括一级增压罐15、一级进水电磁阀16、一级出水电磁阀17、一级压力阀和一级进水流量传感器，所述一级进水管16上安装有一级进水电磁阀16，所述一级进水管16上端与上水库1相连通，下端与一级增压罐15相连通，所述一级出水管17上安装有一级出水电磁阀17，所述一级出水管17上端与一级增压罐15相连通，下端与一级水利发电站5相连通，所述一级增压罐15上设有一级压力阀和一级进水流量传感器，
所述二级增压储水装置6包括二级增压罐18、二级进水电磁阀19、二级出水电磁阀20、二级压力阀和一级进水流量传感器，所述二级进水管11上安装有二级进水电磁阀19，所述二级进水管11上端与一级水利发电站5相连通，下端与二级增压罐18相连通，所述二级出水管12上安装有二级出水电磁阀20，所述二级出水管12上端与二级增压罐18相连通，下端与二级水利发电站7相连通，所述二级增压罐18上设有二级压力阀和一级进水流量传感器，
所述三级增压储水装置8包括三级增压罐21、三级进水电磁阀22、三级压力阀和三级进水流量传感器，所述三级进水管13上安装有三级进水电磁阀22，所述三级进水管13上端与二级水利发电站7相连通，下端与三级增压罐21相连通，所述三级出水管14上安装有出水电磁阀23，所述三级出水管14上端与三级增压罐21相连通，下端与进水管路3相连通，所述三级增压罐21上设有三级压力阀和三级进水流量传感器，
所述出水管路3上端与上水库1相连通，
所述一级水利发电站5、二级水利发电站7、一级进水电磁阀16、一级出水电磁阀17、二级进水电磁阀19、二级出水电磁阀20、三级进水电磁阀22和出水电磁阀23分别与控制装置相连接，
当要进行储能时，打开上水库闸门放水，打开控制装置上的开始键，一级进水电磁阀16打开，上水库中的水经一级进水管9进入到一级增压罐15中，当一级增压罐15内的一级进水流量传感器感应到水到位信息，且一级压力阀检测到压力达到设定值后，此时一级增压罐15内产生的增压效能最大，一级进水流量传感器和一级压力阀将信息上传至控制装置，控制装置指令一级出水电磁阀17和二级进水电磁阀19打开，一级增压罐15内的高压水经一级出水管进入到一级水利发电站5，一级水利发电站通过水轮进行发电，一级水利发电站内的水经二级进水管11进入二级增压罐18，当二级增压罐18内的二级进水流量传感器感应到水到位信息，且二级压力阀检测到压力达到设定的值后，此时，二级增压罐18内产生的增压效能最大，二级进水流量传感器和二级压力阀将信息上传至控制装置，控制装置指令三级出水电磁阀打开，当三级增压罐内的三级进水流量传感器感应到水到位信息，且三级压力阀检测到压力达到设定的值后，此时，三级增压罐内产生的增压效能最大，三级进水流量传感器和三级压力阀将信息上传至控制装置，控制装置则指令出水电磁阀23和出水逆止阀24打开，高压水流经出水电磁阀23和出水止逆阀24进入进水管路3，通过进水管路3自动流入到上水库1中，使水流在上述结构的作用下，形成闭环的自动控制循环，显著提高了出水管路中水的扬程，同时还显著增大了储电量，省掉了建造下水库和使用抽水泵组的费用，节约了能源。
本发明可在所述一级增压储水装置4的一级进水管9和二级增压储水装置6的二级进水管11间设有一级应急管路25，所述二级增压储水装置6的二级进水管11和三级增压储水装置的三级进水管13间设有二级应急管路26，所述一级应急管路25和二级应急管路26相连通，所述一级应急管路25上设有一级应急电磁阀27，所述二级应急管路26上设有二级应急电磁阀28，所述一级应急电磁阀27和二级应急电磁阀28分别与控制装置相连接，以利于当其中的一级增压储水装置4出现故障时，控制装置即指令一级应急电磁阀27打开，并通过控制装置中设有的报警器报警，以便维修；水流通过一级应急管路25将水输入到二级进水管中，避免因设备故障而停止储能；或者，当二级增压储水装置6出现故障时，控制装置即指令控制装置控制二级应急电磁阀28打开，并通过控制装置中设有的报警器报警，以便维修；水流通过二级应急管路26将水输入到三级进水管13中，避免因设备故障而停止储能，进一步保证了蓄能量，达到控制方便、性能可靠、发电效能高的作用。
本发明所述控制装置采用plc控制器和上位机，所述plc控制器与上位机相连接，所述plc控制器内设置进水流量数据、水压数据、水位数据和出水流量数据，通过plc控制器控制进水流量、水压、出水流量、水位、故障应急、报警信息以及一级水利发电站和二级水利发电站的运行状态。
本发明可在所述出水管路3上设有出水逆止阀24，以达到防止出水管路回流的作用。
本发明可在所述的一级增压罐、二级增压罐和三级增压罐底部设有排污阀，以达到定期清理里面的污泥的作用。
本发明在工作时，启动电源，点击上位机中的开始键，打开上水库闸门放水，控制装置打开一级进水电磁阀16，水经一级进水管9进入到一级增压罐15中，当一级增压罐15内的一级进水流量传感器感应到水到位信息，且一级压力阀检测到压力达到设定值后，此时一级增压罐15内产生的增压效能最大，一级进水流量传感器将信息上传至控制装置，控制装置指令一级出水电磁阀17和二级进水电磁阀19打开，一级增压罐15内的高压水经一级出水管10进入到一级水利发电站5，一级水利发电站5通过水轮进行发电，一级水利发电站5内的水经二级进水管11进入二级增压罐18，当二级增压罐18内的二级进水流量传感器感应到水到位信息，且二级压力阀检测到压力达到设定的值后，此时，二级增压罐18内产生的增压效能最大，二级进水流量传感器和二级压力阀将信息上传至控制装置，控制装置指令出水电磁阀23打开，当三级增压罐21内的三级进水流量传感器感应到水到位信息，且三级压力阀检测到压力达到设定的值后，此时，三级增压罐21内产生的增压效能最大，三级进水流量传感器和三级压力阀将信息上传至控制装置，控制装置则指令出水电磁阀23和出水逆止阀24打开，高压水流经出水电磁阀23和出水止逆阀24进入出水管路，通过出水管路3自动流入到上水库1中，使水流在上述结构的作用下，形成闭环的自动控制循环，显著提高了出水管路中水的扬程，同时还显著增大了储电量，省掉了建造下水库和使用抽水泵组的费用，节约了能源；当其中的一级增压储水装置4出现故障时，控制装置即指令一级应急电磁阀27打开，并通过控制装置中设有的报警器报警，以便维修；水流通过一级应急管路25将水输入到二级进水管中，避免因设备故障而停止储能；或者，当二级增压储水装置6出现故障时，控制装置即指令控制装置控制二级应急电磁阀28打开，并通过控制装置中设有的报警器报警，以便维修；水流通过二级应急管路26将水输入到三级进水管13中，避免因设备故障而停止储能，进一步保证了蓄能量，达到控制方便、性能可靠、发电效能高的作用。
本发明由于采用上述结构，具有结构新颖、泵水时无电能消耗、蓄电量大、设备成本低、控制方便、性能可靠、发电效能高等优点。