книги из ГПНТБ / Резниковский, А. Ш. Управление режимами водохранилищ гидроэлектростанций

мени (сутки, пятидневку, декаду, месяц) находится подбором. Если, например, на 1 /XII в водохранилище имеется объем Е „ а ч , то со­

гласно диспетчерскому графику (см. рис. 5-5) можно задать отдачу, равную гарантированной N r ар. Для определения объема воды в во­ дохранилище на 31/XII расход притока Q берется из принятого в ка­

В первом приближении потери воды на льдообразование и испа­ рение можно принять по прошедшему месяцу, а затем уточнить для

как в расчете участвовала величина QCn, т. е. принятый режим опять не соответствует диспетчерской зоне.

Ввиду ТОГО ЧТО при W r a p Е к о н = Е Сн, 3 ПРИ ' / к о н = Е г а р , СО-

ответствие режима работы гидроузла диспетчерской зоне в декабре может быть достигнуто только при отдаче гидроузла, превышаю­ щей N clu но меньшей МгарЭто условие будет выполнено тогда, когда уровень воды в водохранилище в конце месяца пересечет ли­ нию, разделяющую диспетчерские зоны Мгар и Мс„.

ло каждого расчетного промежутка времени определяется по фак­ тическому уровню воды ZB,о и кривой объемов водохранилища. При наличии прогноза стока можно задавать расход через гидроузел или мощность ГЭС на предстоящий расчетный интервал таким обра­ зом, чтобы принятая величина была равна указанной в зоне диспет­ черского графика, соответствующей фактическому уровню воды

вводохранилище. При отсутствии прогнозов расход через гидро­ узел или мощность назначается по расходу притока, имеющему ме­ сто в данный момент времени. Первоначально заданная отдача гидроузла корректируется в соответствии с изменением уровней воды

вводохранилище таким образом, чтобы ее величина соответствова­ ла указанной на диспетчерском графике для данного момента вре-

121

Подготовка исходных данных Ф '

''

Рис. 5-6. Схема расчета эпергоотдачи гидроэлектростанции системы по диспетчерскому графику работы гидроузла-компенсатора.

/ — подготовка исходных данных; 2 — расчет регулирования стока водохра­ нилищем-компенсатором на суммарную сниженную гарантированную отдачу ГЭС системы (EA/-/Vrap сн), определение ZII0H (уровня в конце расчетного

чет окончен; 4 — при ZK0H>Z3 и 2/V=/Vrap сн определяется суммарная отдача ГЭС системы при ZI[yu=Z3; 5 — Сравнение 2Л/ с гарантированной отдачер, при

Ш

мени и фактического уровня воды в водохранилище. Исключение составляют случаи, когда расход может быть изменен лишь по исте­ чении некоторого периода времени, необходимого, например, для завершения рейса находящихся в пути судов.

В общем случае при назначении режима работы гидроузла по диспетчерскому графику отдача гидроузла не изменяется, когда уровни воды в водохранилище соответствуют одной и той же дис­ петчерской зоне. При непосредственном приближении уровней к гра­ нице между диспетчерскими зонами расход изменяется таким обра­ зом, чтобы уровни удерживались на указанной границе. После того как расход через гидроузел становится равным расходу смежной зоны, уровни пересекают границу между зонами. Схема расчета представлена на рис. 5-6.

Описанные приемы назначения режима - работы гидроузла по диспетчерскому графику должны применяться оперирующей сторо­ ной (диспетчерские управления энергосистем, эксплуатационные во­ дохозяйственные учреждения) во всех случаях нормальной эксплуа­ тации системы и при необходимости использования аварийного резерва, предусмотренного в проекте. Однако в аварийных ситуа­ циях, когда наступают условия, резко отличающиеся от намеченных проектом развития системы (крупная авария в системе, задержка в поставках топлива и т. д. и т. п.), строго следовать рекоменда­ циям диспетчерских графиков не всегда удается. Оперирующая сто­ рона может принимать решение использовать объем воды, аккуму­ лированный в водохранилище, в качестве дополнительного аварий­ ного резерва системы. В этом случае отдача водохранилища в зоне его гарантированных отдач может превышать намеченную величину. Следует иметь лишь в виду, что такой режим работы не может быть продолжительным, а дополнительно сработанный объем воды дол­ жен быть в последующие отрезки времени компенсирован путем соответствующего снижения отдачи гидроузла.

5-4. Способы построения обязательных правил управления работой гидроузлов

Зона безопасности сооружений. Работа в этой зоне каждого водохранилища в соответствии с -проектным режимом является обязательной для оперирующей сто­ роны, ибо в противном случае увеличивается вероят­ ность разрушения гидроузла со всеми вытекающими от­ сюда последствиями. Построение зоны безопасности со­ оружений гидроузла на диспетчерском графике его рабо-

123

ты 'Подробно описано в |'Я. 40, 51] и здесь не приводится. Этот метод применим как для компенсируемых гидро­ узлов, так и для гидроузлов-компенсаторов. В послед­ нем случае в расчеты .пропуска половодий вводятся соот­ ветствующие ограничения. Сказанное относится и к эле­ ментам диспетчерского графика, обеспечивающим мак­ симально возможное использование стока (см. зону IV на рис. 5-4,г—д ) .

Для периода начального наполнения водохранилища (см. рис. 5-5) построение зоны безопасности аналогично обычному. Так, линия 13 является нижней огибающей уровней воды в водохранилище при использовании пол­ ной пропускной способности всех водосбросных сооруже­ ний строящегося гидроузла, линия 12 — то же при ма­ ксимальном расходе через введенные агрегаты.

Зона гарантированной отдачи гидроузла. Объемом воды, аккумулированной в этой зоне водохранилища, обеспечивается поступление в систему некоторого гаран­ тированного или сниженного расхода воды или некото­ рого количества энергии с заданной надежностью. Ре­ жимы работы в этой зоне также обязательны для опери­ рующей стороны в нормальных условиях эксплуатации. Построение зоны гарантированной отдачи на диспетчер­ ских графиках отдельно работающих гидроузлов, неза­ висимо управляемых, изложено в [Л. 40, 51]. Ниже при­ водится прием построения зоны гарантированной и сни­ женной отдачи диспетчерского графика гидроузлов-ком­ пенсаторов для некоторого уровня и периода развития системы (т. е. для с т а т и ч е с к о г о и д и н а м и ч е с к о ­ го диспетчерского графика). При этом здесь не будут рассматриваться вопросы распределения гарантирован­ ной отдачи гидроузлов между отдельными участниками водохозяйственного комплекса. Эти сложные технико­ экономические вопросы уже частично затрагивались (см. § 4-4). Их решение еще далеко от широкого практи­ ческого внедрения на единой основе. Обычно в проектной практике раньше использовались упрощенные методы решения задачи распределения гарантированной отдачи между участниками комплекса. Они сводятся к удовле­ творению в первую очередь гарантированных требований неэнергетических участников комплекса с заданной обес­ печенностью (как неимеющих альтернативных решений при эксплуатации систем), а остальная часть гарантиро­ ванной отдачи гидроузлов предназначается гидроэнерге­

124

тике. При всей очевидной неточности указанного реше­ ния оно в настоящее время еще широко используется в проектной практике и будет применяться в примерах, приведенных ниже.

Схемы построения границ зоны гарантированной от«- дачи на диспетчерском графике гидроузла-компенсатора с водохранилищем (многолетнего регулирования стока даны на рис. 5-7—5-9. Дополнительные пояснения к ним будут даны ниже.

Построению зоны гарантированной (и сниженной) от­ дачи на диспетчерском графике работы гидроузла пред­ шествует определение величины гарантированной (и сни­ женной) отдачи. Как уже указывалось, при заданном значении обеспеченности и некотором соотношении меж­ ду гарантированной и сниженной отдачей их величины определяются однозначно. Задача решается в следую­ щем порядке:

1.Отбираются маловодные периоды в пределах обес­ печенности от 99,9%; до принятой в качестве расчетной для гарантированной отдачи '(приложение II).

2.Задается значение нормальной и сниженной общей гарантированной отдачи ГЭС системы и выполняется

расчет отдачи гидроэлектростанций по всему периоду регулирования (до заполнения водохранилища-компен­ сатора). Если полезная емкость водохранилища не ис­ пользуется илй оказывается недостаточной, то принятые величины нормальной и сниженной отдачи соответствен-

Рис. 5-7. Хронологические графики уровней воды в водохранилище в критический маловодный период регулирования.

а - г — уровни воды в водохранилище в гидрологических условиях расчетных маловодных л-леток.

125

по изменяются. В процессе расчета выдерживаются все правила совместной работы гидроузлов системы. Под­ бор считается законченным, когда в одном из рассмат­ риваемых маловодных периодов полезная емкость водо­

отдачи уровни воды в водохранилище являются основой

. щах гидроузлов-компенсаторов при работе ГЭС системы с общей гарантированной и сниженной отдачей в гидро­ логических условиях расчетных маловодных n-леток. На рис. 5-7 точками отмечены месяцы работы со сниженной отдачей.

Линин 2, 3 и 4 на рис. 5-8 — это геометрические ме­ ста точек максимальных и минимальных уровней воды в водохранилище, отобранных для каждого месяца

НПУ

Рис. 5-8. Границы зон гарантированной и сниженной отдачи гидро­

с графика, представленного на рис. 5-7, т. е. границы зоны работы гидроэлектростанции (гидроузла) с гаран­ тированной и сниженной отдачей в меженный период го­ да (ветви сработки).

126

нилища при работе гидроэлектростанции (гидроузла) с гарантированной и сниженной отдачей, в гидрологиче­ ских условиях половодий, по объему достаточных для заполнения 'водохранилища до Z4 (НПУ), Z5 и Z6 (рас­ сматриваются все характерные формы гидрографов по­ ловодий).

Линии а—г на рис. 5-9 — хронологические графики уровней воды в водохранилище .в период его наполнения от отметки Zj до Z4 при гарантированной отдаче. Линия 4 — верхняя огибающая, указанных уровней — верхняя

НПУ

Рис. 5-9. Границы зоны гарантированной и сниженной отдачи гидроузла к весснис-лстний период года (ветви наполнения).

// и / / ' — зона гарантированной и сниженной отдачи гидроузла; линии 2—4 — границы режимных зон; —точки на границах режимных зон в начале

и конце весенне-летнего периода года; знаком о помечены расчетные уровни воды в водохранилище при работе гидроузла со сниженной гарантированной отдачей.

граница зоны гарантированной отдачи гидроэлектростанции (или гидроузла) в период наполнения водохранили­ ща (ветвь наполнения). Линии 2 и 3 являются верхней и нижней огибающей уровней, полученных в расчетах наполнения водохранилища при отдаче гидроэлектро­ станции, равной сниженной гарантированной. Линия 3 может быть построена и как нижняя огибающая уров­ ней, полученных ,в расчетах наполнения водохранилища при гарантированной отдаче гидроэлектростанций.

После переноса линий 2, 3 и 4 с рис. 5-9 на рис. 5-8 получается схема диспетчерского графика, представлен­ ная на рис. 5-4Д Следует указать, что построение ветви наполнения диспетчерского графика работы ГЭС сезон­ ного регулирования (см. рис. 5-4,г) производится практи­

J27

чески так же, как и в только что описанном приеме по­ строения ветви наполнения диспетчерского графика ра­ боты ГЭС с водохранилищем многолетнего регулирова­ ния.

Построение з оны г а р а н т и р о в а н н о й и с н и ­ ж е н н о й о т д а ч и на динамическом диспетчерском гра­ фике '(рис. 5-10) может быть выполнено на основании расчетов регулирования речного стока водохранилищемко'мпенсатором на суммарную изменяющуюся во време­ ни отдачу. Изменение гарантированной и сниженной от­ дачи во времени обычно принимается по расчетам опти­ мизации структуры системы. Верхние и нижние огиба­ ющие уровней воды, полученные в процессе расчетов ре­ гулирования стока в указанных выше условиях, являют­ ся границами зон гарантированной и сниженной отдач. Таким образом, построение зоны гарантированной отда­ чи на динамическом диспетчерском графике гидроузлакомпенсатора по существу не отличается от построения, в статической задаче. Однако оно является более трудо­ емким и, как правило, требует'использования ЦВМ. Схе­ ма расчета для построения границ зоны гарантирован­ ной отдачи на динамическом диспетчерском графике гидроузла-компенсатора показана на рис. 5-11.

По приведенной схеме расчеты проводятся для всех отобранных расчетных гидрологических периодов. Об­ щая отдача ГЭС системы во всех периодах одинакова и равна проектному значению гарантированной отдачи. В результате расчетов для каждого интервала времени получаем совокупность отметок воды в водохранилище:

каждого интервала времени периода развития системы является координатой верхней границы зоны общей га­ рантированной отдачи ГЭС системы (линия 4 на рис. 5-10). Минимальный уровень из совокупности най­ денных для каждого интервала времени является коор­ динатой нижней границы зоны общей гарантированной отдачи ГЭС системы (линия 3 на рис. 5-10). Следует указать, что отбор максимальных и минимальных уров­ ней воды выполняется для всех интервалов времени от начала расчета до момента, когда уровень воды в водо­ хранилище-компенсаторе становится равным УМО в по­ следний раз перед началом заполнения водохранилища

128

to

(О

Рис. 5-11. Схема расчета при построении границ зоны гарантирован­ ной отдачи на «динамическом» диспетчерском графике гидроузлакомпенсатора.

1 — подготовка исходной информации по первому из отобранных расчетных гидрологических периодов; 2 — расчет общей гарантированной отдачи ГЭС с выполнением всех правил взаимодействия гидроузлов системы; определение

Z<+n с УМО; если в одном из расчетных интервалов времени Zf= y МО, то

по данному гидрологическому периоду расчет закончен; по второму гидро­ логическому периоду расчет выполняется с поз. /; 10 — если ни в одном ив расчетных интервалов времени Z ^Y M O , то общая отдача ГЭС увеличивается

на ДМ, расчет повторяется с поз. 2.

130