1.4.2. Рассчитать значение технико-экологического потенциала водотока при условии его использования сомкнутым каскадом русловых мгэс и погружными свободнопоточными агрегатами

Расчет технико-экологического потенциала водотока Э^тех-эк разбивается на два расчета:

- часть водотока используется каскадом русловых малых ГЭС - Э^кас;

- другая в зоне заповедника – погружными свободнопоточными агрегатами - Э^св.

Э^тех-эк= Э^кас+ Э^св. (1.18)

При разбиении водотока сомкнутым каскадом русловых малых ГЭС в качестве исходной информации используются следующие данные:

-_i, м - отметка естественного уровня воды в i -ом створе;

- L_i, км – расстояние от начала створа;

- Q_i, м³/с – расход воды в i -ом створе;

- Z_i^max, м – максимально допустимое поднятие уровня воды в i -ом створе;

- Z_i^min, м – ограничение по минимальному уровню воды в i -ом створе;

- рабочий диапазон напоров русловых МГЭС (Н^min и H^max).

Разбиение водотока на ступени начинается с конечного k-го створа водотока (самая низкая отметка). Расчет ведется графическим методом – методом «красной линии»: считается, что все МГЭС с их водохранилищами размещаются внутри «красной линии», ограниченной Z^min(L) и Z^max(L) (см. рис.1.4). При этом напоры не должны превышать заданный рабочий диапазон напоров (Н^min и H^max).

Напор k-ой ГЭС определяется по формуле:

Н_ГЭСk= Z_k^max- Z_k^min.. (1.19)

Проверяем на возможность использования заданного оборудования на данном водотоке по условия выполнения неравенства:

Н^min <Н_ГЭСk< H^max. (1.20)

Возможны два случая:

1. Если Н_ГЭСk > H^max, то снижаем напор до значения H^max.,

2. Если Н^min >Н_ГЭСk , то в данном створе либо устанавливаем другое оборудование (с более низкими напорами), либо корректируем месторасположение МГЭС.

Расчет технических ресурсов ведем для условий маловодного года - расходы 90% обеспеченности Q_расч. Принимаем допущение, считая, что в маловодный год расходы будут определяться на базе расходов средневодного года Q_k по формуле:

Q_расчk= 0,6 Q_k., (1.21)

где Q_k – расход в створе k-oй ГЭС определяется по Q(L).

Z_k^max

Z_k^min

Рис. 1.4. Разбиение открытого водотока каскадом русловых ГЭС

Мощность k-oй ГЭС определяется:

. (1.22)

Результаты расчета сводим в таблицу 1.4 и представляем графически.

Таблица 1.4

Расчет технико-экологического потенциала водотока при использовании каскадом МГЭС

Номер ГЭС	Lk	Qk	Qрасч k	НПУk	Zнб k	НГЭСk		NГЭСk		Э ГЭС k
-	км	м3/с	м3/с	м	м	М		кВт		млн кВт*ч
1	180,0	53,05	31,83	110,0	102,0	8,00		1986		17,40
…	…	…	…	…	…	…		…		…
10	40,0	6,55	3,93	203,0	195,0	8,00		245		2,15
Сумма							-		-

На участке водотока 2-4 рассматривается размещение свободнопоточных бесплотинных ГЭУ, варианты оборудования представлены в таблице 1.2.

Возможность использования на данном участке оборудования из таблицы 1.2 проверяется на выполнение двух условий:

1. минимально допустимая глубина потока для установки ГЭУ h_доп< минимальная глубина водотока по фарватеру на участке h_зап^min;

2. скорость течения воды на участке V_расч^зап> расчетной скорости при которой работает погружной агрегат V_р .

Количество выбранных свободнопоточных агрегатов N_а, возможных для установки на участке водотока l_i,i+1, определяется по формуле:

n_а= l_i,i+1/ L_min . (1.23)

Мощность гирлянды свободнопоточных агрегатов N^св определяется по формуле:

N^св= n_а N_а. (1.24)

Расчеты сводятся в таблицу 1.5.

Таблица 1.5

Расчет технико-экологического потенциала водотока при условии его использования с помощью бесплотинных погружных агрегатов

Участок	Vр	l i, i+1	hрmin	Вар.	nа	Nсв	Эсв
-	м/с	км	м	-	шт.	кВт	млн. кВтч
2-3
3-4
Сумма

В таблице 1.6 представлены итоги ГЭП рассматриваемого водотока.

Таблица 1.6

Итоговая таблица результатов расчета

Категории потенциала	N	Э	N	Э
	кВт	106 кВтч в год	%	%
1. Валовой			100,0	100,0
2. Технико-экологический			в % от валового
- плотинные МГЭС
- бесплотинные МГЭС (свободнопоточные)
МГЭС всего