6.Зарегулированность речного стока.

Степень зарегулированности стока определяется коэффициентом относительного объема β, который равен отношению полезного объема водохранилища к среднему за многолетний период объему годового стока в створе ГЭС:

Водохранилища ГЭС в зависимости от их относительного объема могут осуществлять как краткосрочное (суточное, недельное), так и долгосрочное [сезонное (годовое), многолетнее] регулирование стока.

В пределах одних суток или недели речной сток для большинства рек равномерный; при недельном и суточном регулировании происходит трансформация равномерного графика стока через ГЭС в неравномерный в соответствии с требованиями потребителей. Например, в рабочие дни недели (периоды высоких нагрузок энергосистемы) водохранилища срабатываются, а в выходные дни наполняются. Для водохранилищ суточного и недельного регулиро­вания β =0,01-0,02.

При сезонном (годовом) регулировании стока водохранилища срабатываются в осенне-зимний период и наполняются в весенний период. Водохранилище имеет возможность выполнять сезонное регулирование стока при (β = 0,02 ÷ 0,1 и годовое регулирование стока при β = 0,1 ÷ 0,3 (большие значения β отвечают большему коэффициенту изменчивости стока c_v).

Целью многолетнего регулирования стока является выравнивание зарегулированного стока по годам: увеличение стока маловодных лет и уменьшение стока многоводных лет. Для выполнения многолетнего регулирования стока должно быть β >0,3.

Эффективность длительного регулирования стока оценивается коэффициентом регулирования α, представляющим отношение зарегулированного расхода к среднемноголетнему расходу:

Водохранилища длительного регулирования обычно выполняют и все менее длительные виды регулирования стока. В курсовом проекте после обработки гидрологических данных нужно выяснить соотношение между среднемноголетним стоком и имеющимся объемом водохранилища (полезный объем грубо оценим из условной отметки УМО = НПУ-1/3 глубины водохранилища)

7.Участие гэс без регулирования в энергетическом балансе системы

Без суточного регулирования могут работать небольшие ГЭС, расположенные на перепадах ирригационных каналов.

Отказ от суточного регулирования на ГЭС вызывается,причинами, не зависящими от самой ГЭС, т. е. не энергетическими условиями.

В течение одних суток величина естественного расхода воды в реке изменяется очень мало или совсем не изменяется. Исключения могут наблюдаться главным образом во время подъема паводков на не очень больших реках, когда нарастание расхода воды происходит очень быстро. Так как мощность нерегулируемой ГЭС в каждый момент

определяется величиной естественного расхода воды в реке, то, следовательно, мы можем считать, что мощность нерегулируемой ГЭС остается практически неизменной в течение суток.

По этой причине разделение общей нагрузки энергосистемы между ГЭС и ТЭС не представляет никаких затруднений. Если бы ГЭС была помещена не в базовой, а в пиковой части суточного графика нагрузки, то значительную часть воды, т. е. энергии, пришлось бы сбрасывать бесполезно. Количество такой бесполезно потерянной энергии в этом случае определяется величиной площади, заштрихованной на рис. 11-2. При таком распределении нагрузки между электростанциями, хотя ТЭС работает с лучшим к. п. д. и с меньшим удельным расходом топлива, но полное количество расходуемого ею топлива все же увеличивается. Когда нерегулируемая ГЭС работает в базовой части суточного графика нагрузки энергосистемы, не изменяя своей мощности в течение суток, то количество энергии, вырабатываемое ею за сутки, определяется из выражения

В этом случае на рис. 11-3, некоторая часть энергии

реки теряется, так как отсутствие водохранилища делает невозможным ее использование. Количество потерянной в этом случае энергии в каждые сутки определяется величиной заштрихованной на рис. 11-3 площади.

Вследствие отсутствия регулирования располагаемая и рабочая мощность ГЭС в течение суток постоянна. Но в различные сутки в течение года и в течение нескольких лет мощность ГЭС изменяется вследствие той же самой причины — отсутствия регулирующего водохранилища в соответствии с изменениями величины естественного расхода воды в реке. Располагая нерегулируемую ГЭС в нижней части годового баланса энергии энергосистемы, так же как и в суточных балансах, мы получим график, подобный изображенному на рис. 11-4. Во время паводков ГЭС работает все 24 ч в сутки своей полной установленной мощностью, в остальную же часть года располагаемая и рабочая мощность ГЭС уменьшается. Такой режим работы ГЭС возможен, если ее располагаемая мощность в любые сутки меньше наименьшей нагрузки энергосистемы за эти сутки, как показано на рис. 11-4.

Для низконапорных ГЭС возможно уменьшение располагаемой и рабочей мощности во время прохождения по реке паводков, если при этом значительно повышается уровень воды в нижнем бьефе ГЭС и соответственно уменьшается действующий на ГЭС напор. В этом случае годовой баланс энергии энергосистемы получает вид, подобный изображенному на рис. 11-5. Мощность некоторых ГЭС, работающих с небольшим напором,

во время даже не очень многоводных паводков уменьшается до нуля, т. е. ГЭС совершенно прекращает работу. Такой случай на рис. 11-5 (слайд 4) показан пунктиром.

В маловодные периоды и сутки, энергия, вырабатываемая нерегулируемой ГЭС, очень невелика. Так как очень часто наибольшая нагрузка энергосистемы совпадает по времени с наступлением маловодного периода, то, следовательно, невелика и мощность, с которой участвует такая ГЭС в покрытии наибольшего пика нагрузки энергосистемы, т. е. ее вытесняющая мощность (рис. 11-6).

Установленная мощность нерегулируемых ГЭС превышает их вытесняющую мощность

Установка на ГЭС дополнительной дублирующей мощности не вызывает больших капитальных затрат, так как основные гидротехнические сооружения ГЭС — плотины и водосбросные устройства — при этом не изменяются. Энергия, вырабатываемая дублирующей мощностью, установленной на ГЭС сверх вытесняющей, определяется величиной площади, заштрихованной на рис. 11-6. Как видно из этого графика, каждый дополнительно устанавливаемый на ГЭС киловатт дублирующей мощности вырабатывает все меньшее и меньшее количество энергии. Этим определяется экономически выгодная величина дублирующей мощности ГЭС.

Совершенно ясно, что мощность нерегулируемой ГЭС не может служить нагрузочным резервом, необходимым энергетической системе для поддержания постоянной частоты, так как нерегулируемая ГЭС всегда работает всей своей располагаемой мощностью вследствие отсутствия у нее регулирующего водохранилища. Если на нерегулируемую ГЭС возложить обязанность регулирования частоты в энергетической системе, то для этого она должна была бы иметь свободную располагаемую мощность, что было бы возможно только в том случае, если в промежутках между случайными кратковременными толчками нагрузки энергетической системы часть естественного расхода воды пропускалась бы не через турбины ГЭС, а сбрасывалась бы бесполезно.

Аварийная резервная мощность энергетической системы, находящаяся на одной из электростанций, должна быть обеспечена энергией для того, чтобы в любое время она могла заменить собой выбывающие вследствие аварии агрегаты на каких-либо других электростанциях энергетической системы. Мощность нерегулируемой ГЭС не может быть использована в качестве системного аварийного резерва. Даже в тех случаях, когда на нерегулируемой ГЭС имеется дублирующая мощность, необходимость в установке специального аварийного резерва на ТЭС не отпадает, так как дублирующая мощность, может работать только в многоводные периоды, т. е. во время паводков.

При наличии на нерегулируемой ГЭС дублирующей мощности станционный аварийный резерв может достигать в течение маловодных периодов большой величины. В многоводные же периоды, когда дублирующая мощность ГЭС используется для постоянной работы, такая же мощность освобождается на ТЭС. Следовательно, мы можем считать, что установка на ГЭС дублирующей мощности, которая на нерегулируемых ГЭС имеется очень часто, обеспечивает эту ГЭС аварийным резервом.

Пример полного баланса мощности энергетической системы показан на рис. 11-11.