7. Водноэнергетические расчеты гаэс несовмещенного типа

7.1. Основные исходные данные. Общие положения.

Дано: ГАЭС несовмещенного типа краткосрочного регулирования с блочной гидравлической и электрической схемой агрегатов Z_вб(V_вб) и Z_нб(V_нб), заданными в табличном виде (см. табл.7.1 и 7.2 и рис.7.1 а и б). НПУ_вб= 368,0 м; УМО_вб=356,0 м; НПУ_нб= 264,0 м; УМО_вб=252,0 м; _з=_р=0,9=const; h_вод^з = h_вод^р = 2 м = const, где индексы “з” и “р” соответствуют режиму “заряда” (насосный режим) и “разряда” (турбинный режим).

Таблица 7.1

Объемная характеристика верхнего бьефа

Zвб, м	356	358,2	360,2	362,2	364,15	366,1	368,0
Vвб ·106, м3	0	5	10	15	20	25	30

Таблица 7.2

Объемная характеристика нижнего бьефа

Zвб, м	252,0	254,9	257,2	259,2	260,9	262,5	264
Vвб ·106, м3	0	5	10	15	20	25	30

Для ГАЭС несовмещенного типа справедливы следующие соотношения по отметкам и объемам воды в водохранилищах:

V_= V_вб(t)+ V_нб(t)= const . (7.1)

Это означает, что для любого заданного значения Z_вб = А можно найти V_вб^А = V_вб(Z_вб = А) и далее по (7.1) значение V_нб^А =(V_ – V_вб^А) и далее Z_нб(V_нб^А)=В. Тогда напор ГАЭС – Н_ГАЭС будет равен:

Н_ГАЭС = (Z_вб = А)–( Z_нб = В) , (7.2)

а напор агрегатов для режима заряда-разряда – Н_а^з или Н_а^р:

Н_а^з = Н_ГАЭС+h_вод^з , (7.3)

Н_а^р = Н_ГАЭС–h_вод^р . (7.4)

При этом на рис.7.1б характеристики бьефов построены в соответствии с (7.1). Это означает, что если Z_вб(t)=НПУ_вб, то в это же время Z_нб(t)=УМО_вб; соответственно: при Z_вб(t)=УМО_вб получаем, что Z_нб(t)НПУ_нб (см.рис.7.1б).

Рис. 7.1

Например, по данным табл.7.1 и 7.2 для заданного Z_вб(t)= 360,2 м получаем V_вб(Z_вб(t))= 10·10⁶ м³. Тогда при V_=30·10⁶ м³ получаем, что V_нб(t)=20·10⁶ м³ и, соответственно, Z_нб(t)=260,9 м.

Мощности ГАЭС в режиме заряда-разряда – N_ГАЭС^з и N_ГАЭС^р определяются по формулам:

N_ГАЭС^з = , (7.5)

N_ГАЭС^р = 9,81·_р·Н_а^р·Q_ГАЭС^з . (7.6)

где расчет Q_ГАЭС может происходить по двум способам.

В первом из них Q_ГАЭС(t) = Q_ГАЭС = const за интервал t и рассматривается по объемным характеристикам водохранилища ГАЭС:

Q_ГАЭС^з = , (7.7)

Q_ГАЭС^р = . (7.8)

Во втором способе учитываются значительные изменения параметров режима ГАЭС во времени за t и расчет Q_ГАЭС^з или Q_ГАЭС^р производится с использованием (7.5) или (7.6) для начала и конца рассматриваемого интервала t, в качестве которых обычно берется часовые интервалы времени. При этом принимается, что за t мощности и КПД ГАЭС постоянны (N_ГАЭС^з (t)=N_ГАЭС^з = const или N_ГАЭС^р (t)=N_ГАЭС^р = const) при условии, что Z_вб^н Z_вб^к и Z_нб^н Z_нб^к, т.е. Н_ГАЭС^{з н}  Н_{ГАЭС н}^{з к} и Н_ГАЭС^{р н}  Н_ГАЭС^{р к}. Интерполяция между указанными граничными значениями параметров режима принимается линейной.

Расчеты водноэнергетических режимов ГАЭС проводятся численными методами без использования так называемых “энергетических” характеристик водохранилищ ГАЭС. Рассматриваются следующие базисные или простейшие задачи: ГАЭС1 – расчет водноэнергетического режима ГАЭС при заданных уровенных режимах Z_вб(t) или Z_нб(t); ГАЭС2 – расчет водноэнергетического режима ГАЭС при заданных графиках N_ГАЭС^з(t) или N_ГАЭС^р(t) и Z_вб⁰(t⁰) или Z_нб⁰(t⁰).