книги из ГПНТБ / Попов, В. Л. Проектирование подземных сооружений в системе деривационных ГЭС учеб. пособие

-100 -

необходимо произвести сравнение ряда вариантов ГЭС с различ­ ными мощностями. Это требует проведения обстоятельных техник

ко-экономических расчетов, учитывающих значение проектируе­ мой ГЭС в электроснабжении, затраты, связанные со строитель­

рабатываемой на проектируемой ГЭС, с себестоимостью электро­ энергии, вырабатываемой другими электростанциями в системе,

или по формулам (2 .1 6 ), ( 2 . 2 2 ).

Большая неравномерность естественных водотоков во вре­ мени вызывает необходимость регулирования стока, под которым понимается искусственное перераспределение расходов воды в ре­ ке по времени. Регулирование стоков осуществляется обычно при помощи.водохранилищ, устраиваемых в русле реки или на ее при­

Мертвым объемом водохранилища называют не используемую в нор­ мальных условиях эксплуатации часть полного объема, ограничен­ ную сверху уровнем мертвого объема (УМО), иногда называемого уровнем сработки. Рабочий объем водохранилища - используемая

дусматривают специальный дополнительный объем водохранилища, называемый объемом форсировки. Этот объем размещается над

суммой объемов воды, поступившей в водохранилище за отдельные промежутки времени д Т , вычисляя предварительно для каждо­ го д Т средний расход притока Qcp.npuT 1

Если известно намечаемое потребление воды из водохра­ нилища Q потр , оотаток воды в рабочем объеме водохранилища определяется как разность между объемом притока и объемом по­ требления (с учетом потерь стока) за рассматриваемый период времени:

в водохранилище определяет необходимую для регулирования вели­ чину рабочего объема водохранилища.

В зависимости от емкости рабочего объема водохранилища, величины среднего годового стока и режима работы гидроэлектро­ станции могут осуществляться суточное, недельное, годичное и многолетнее регулирования. Суточное регулирование производится для обеспечения возможности неравномерного потребления воды гидроэлектростанцией вследствие изменяющейся в течение суток нагрузки при постоянном притоке воды в водохранилище.

Недельное регулирование производится для обеспечения водой гидроэлектростанций в соответствии с изменением ее на­ грузки в течение недели. В нерабоние дни недели нагрузка энер­ госистемы уменьшается, так как в эти дни не работают некоторые промышленные предприятия. В эти дни может оказаться целесообраз­ ным уменьшить нагрузку на гидроэлектростанции и за счет этого

- юз -

накапливать воду в водохранилище, расходуя ее затеи в рабо­ чие дни недели дополнительно к бытовому стоку.

Годичное регулирование служит для перераопределенив сто­ ка в течение года. При годичном регулировании воду в водохра­ нилище накапливают во время паводков, а используют накоплен­ ные объемы воды в маловодные периоды года дополнительно к бытовому отоку.

■ Многолетнее регулирование служит для перераспределения бытового стока в течение нескольких лет, причем запасы воды в водохранилище накапливают в многоводные годы и расходуют в маловодные. Водохранилища, способные своими рабочими объема­ ми осуществлять многолетнее регулирование, обычно всегда мо­ гут обеспечить требования годичного регулирования. Водохрани­ лища годичного регулирования обычно удовлетворяют требованиям недельного и суточного регулирования.

Объем, необходимый для суточного регулирования, обычно составляет примерно 0 ,1 -0 ,3 суточного стока.

Использование водных ресурсов предполагает, создание на водотоке каскада гидроэлектростанции (рис. 24).

В этом случае работа гидроэлектростанций взаимно связана. Эта связь заключается в перераспределении бытового стока водохра­ нилищами каокада.

При проектировании каскада одним из важных вопросов явля­ ется размещение на водотбке регулирующих водохранилищ, способ­ ных достаточно хорошо перераспределять поступающий в них сток в соответствии с требованиями народного хозяйства. Желаемое размещение регулирующих водохранилищ по водотоку не всегда можрт быть выполнено, так как расположение каждой ступени в каскаде диктуется природными условиями района и размещением крупных населенных пунктов в бассейне раки.

Поскольку каждая гидроэлектростанция каокада имеет свои параметры (установленную мощность, напор, регулирующую способ­ ность водохранилища и д р .) ( то режим ее работы в энергосистеме должен быть увязан с режимом других гидроэлектростанций као-

- 106 -

тропередачи, образуя районные энергетические оиотемы. Созда­ ются еще более крупные энергетические объединения! районные системы соединяются в объединенные энергетические системы (ОЭС), которые, в овою очередь,пооле объединения создадут Единую энер­ гетическую оистему 0C0P.

При проектировании гидроэлектростанции и назначении режима ее работы исследуются расчетные уровни электропотребления на 10-16 лет вперед и составляются перспективные графики нагрузок, на основании которых выявляются типичные режимы эксплуатации проектируемой ГЭС.. Анализ вариантов работы проектируемой гидро­ электростанции совместно с другими электрическими станциями энергосистемы определяет режим ее будущей работы и позволяет назначить ее ооновные параметры.

Такие параметры гидроэлектростанции, как нормальный под­ порный уровень (НПУ), глубина сработки водохранилища, установ­ ленная мощность, гарантированная выработка й ряд других, нахо.чп дятся во взаимной овязи и поэтому не могут определяться неза­ висимо друг от .друга. Например, выбор отметки НПУ вл;шет на напор ГЭС и, следовательно, на ее мощнооть. Емкость водохрани­

Под установленной мошноотью гидроэлектростанции N»tt понимается суммарная паспортная мощнооть гидрогенераторов, установленных на этой гидроэлектростанции. Установленная мощ­ нооть слагается из трех составляющих:

Nyc = Npr + Mgon + Np,y . ,

где Np.r - рабочая гарантированная мощность;

Njon - дополнительная или дублирующая мощность;

Npe3 - резервная мощность.

Рабочая гарантированная мощнооть Npr определяется из размещения обеспеченной по водотоку выработки гидроэлектро­ станции- {см .рис. 2 2 ) в суточном графике нагрузки энергосисте­ мы (рис.2 5 ), учитывающем развитие энергосистемы на нерспекти-

- 106 -

ву li место проектируемой ГЭС совместно с работой других гидроэлектростанций (ГЭС I, ГЭС П), тепловых, атомных (ГЭС, ь

АЭС) или гидроаккумулирующих’ станций (ГАЭС).

Рис. 25. График суточной нагрузки энергосистемы и его покрытие различными электростанциями.

Дополнительная мощность Ng™ принимается на гидроэлектро­ станциях с ограниченным регулированием речного стока для более

ние установленной мощности гидроэлектростанции на эту величину не сникает установленной мощности тепловых электростанций энергосистемы, поэтому дополнительную мощность называют "дуб­ лирующей". Эта мощность используется главным образом в период паводка, когда гидроэлектростанция работает с максимально воз­

- 108 -

Аварийный резерв Na/j представляет собой запас мощно­ сти на случай аварии одного из агрегатов энергосистемы. Мини­ мальное значение аварийного резерва определяется по мощности самого крупного агрегата в энергосистеме и назначается в за­ висимости от максимальной нагрузки энергосистемы N * 'KC :

NaS = ( 0,05 * 0,10 ) ГСкс •

Аварийную мощность всегда желательно размещать на гидрав­ лических электростанциях, так как они обладают способностью в считанные секунды включаться в энергосистему. На гидроэлектро­

станциях аварийный резерв достигается либо недогрузкой агре­ гатов и доведением их до полной мощности при аварии в энерго­ системе, либо вращением агрегатов не холостом ходу или в реяш­ ме синхронного компенсатора.

Нагрузочный резерв Nuarp воспринимает внеплановые колеба­ ния нагрузки, возникающие в виде кратковременных пиков на­ грузки (при включении электротяги, двигателей прокатных ста­ нов и т .п .) . Для энергосистемы мощность нагрузочного ре­ зерва составляет около 3? ее максимальной мощности.

Ремонтный резерв служит для замены заранее намеченных к ремонту агрегатов. Специальный ремонтный резерв принимают в размере до 2% максимальной мощности энергосистемы. Его разме­ щают как на ГЭС, так и на ГЭС.

Народнохозяйственный резерв учитывает перспективный рост нагрузок потребителей, чрезвычайные условия работы энергосис­ темы и связан с общим развитием народного хозяйства в райо­ не энергоснабжения. Размеры народнохозяйственного резерва на­ значаются государственными плановым: органами.