Стартовая >> Архив >> Генерация >> Гидроэлектрические станции

Многолетнее регулирование стока - Гидроэлектрические станции

Оглавление
Гидроэлектрические станции
Введение
Гидравлическая энергия
Водные ресурсы и водохозяйственные комплексы
Водохозяйственные и энергетические комплексы
Состав сооружений и компоновка
Гидроэлектростанции с приплотинными зданиями
Деривационные гидроэлектростанции
Головные узлы, сооружения станционных узлов деривационных гидроэлектростанций
Использование технико-экономических показателей при проектировании
Водохозяйственные и водноэнергетические расчеты
Многолетнее регулирование стока
Диспетчерское регулирование
Водноэнергетические расчеты на основе балансового метода
Работа гидроэлектростанций в энергосистеме
Гидроаккумулирующие электростанции
Схемы гидроаккумулирующих электростанций
Особенности компоновок ГАЭС
Приливные электрические станции
Нетрадиционные источники гидравлической энергии
Волновые энергетические установки
Состав оборудования зданий
Выбор агрегатов ГЭС
Гидрогенераторы
Системы и устройства гидрогенераторов
Схемы главных электрических соединений
Повышающие трансформаторы
Схемы питания собственных нужд
Элегазовые подстанции
Средства измерения
Механическое оборудование
Сороудерживающие стержневые решетки и их очистка
Подъемно-транспортное оборудование
Масляное хозяйство
Пневматическое хозяйство
Система осушения проточной агрегатов
Служебные помещения здания станции
Подъездные пути
Русловые здания
Русловые здания совмещенного типа
Русловые здания с горизонтальными агрегатами
Водоприемники русловых зданий станций
Особенности приплотинных зданий станций
Здания деривационных станций
Подземные здания гидроэлектростанций
Размещение главных повышающих трансформаторов
Конструкции обделок подземных зданий
Полуподземные здания станций
Русловые здания малых ГЭС
Приплотинные здания и здания деривационных малых ГЭС
Элементы конструкций зданий
Конструкции и размеры надагрегатной части зданий станций
Температурные и осадочные швы
Монтажная площадка
Специальные вопросы гидравлики зданий
Элементы отводящего русла
Здания гидроаккумулирующих электростанций
Здания ГАЭС с двухмашинными агрегатами
Специальные типы агрегатов и зданий ГАЭС
Здания приливных электростанций
Водоприемники гидроэлектростанций
Работа, типы и конструкции безнапорных водоприемников
Отстойники гидроэлектростанций
Типы отстойников гидроэлектростанций
Деривационные каналы
Деривационные туннели
Напорные деривационные   трубопроводы
Технико-экономические расчеты деривационных водоводов
Напорные бассейны ГЭС
Бассейны суточного регулирования ГЭС и верхние бассейны ГАЭС
Напорные станционные водоводы
Конструкции стальных трубопроводов
Опоры свободно лежащих стальных трубопроводов
Железобетонные и сталежелезобетонные трубопроводы
Туннельные станционные водоводы
Неустановившиеся режимы работы гидроэлектростанций
Строительство, монтаж оборудования
Пусковой комплекс
Эксплуатация гидроэлектростанций
Проектирование гидроэлектростанций
Порядок выполнения и утверждения проектов гидроэлектростанций
Список литературы

Многолетнее регулирование речного стока может проводиться двумя методами: с использованием хронологических стоковых рядов и обобщенным методом, в котором сток каждого года рассматривается как случайная величина.
При многолетнем регулировании стока полезный объем водохранилища может быть условно разделен на две составляющие части: многолетнюю Vмн для распределения стока между годами и годичную для выравнивания стока в пределах одного года:

или в безразмерных величинах

Расчет по календарным рядам. При многолетнем регулировании стока уже нельзя ограничиваться отдельными годами, как это было при годичном регулировании, и необходимо рассматривать последовательность ряда лет.
Наблюдения за стоком наиболее крупных рек СССР имеют, как правило, длину рядов 50 — 80 лет и редко превышают 100 — 120 лет. Ведение водноэнергетических расчетов по рядам в несколько десятков лет балансовым или графоаналитическим методом является достаточно трудоемким и поэтому ограничиваются более коротким — расчетным рядом в 10 — 20 лет. Параметры расчетного ряда — среднемноголетний расход Qcp и коэффициент вариации годовых стоков —должны быть близки к параметрам исходного ряда. В расчетном ряду должны встречаться сочетания многоводных и маловодных по стоку лет.
Достоинством расчета по календарным рядам кроме его простоты и наглядности является возможность получения распределения во времени зарегулированных расходов, мощностей, напоров и др., по которым могут быть сделаны обобщения и построены графики обеспеченности. При этом, как видно из приводимого ниже примера, учитывается и внутригодовая неравномерность стока, т. е. рассматривается весь полезный объем водохранилища.
На рис. 5.3 в качестве примера рассмотрено многолетнее регулирование по десятилетнему ряду со среднемноголетним расходом Qcp—283 м3/с и среднегодовым стоком =8,9 км3. Водохранилище комплексного назначения имеет полезный объем —7,5 км3 при β=0,85. Основными водопотребителями являются: мелиорация с забором воды в нижнем бьефе и расчетной подачей расходов из водохранилища по графику ва рис. 5.3,а, судоходство с поддержанием почти постоянных расходов в нижнем бьефе (рис. 5.3,б) и гидроэнергетика. Режим работы гидроэлектростанции должен быть увязан с требованиями первых двух участников водохозяйственного комплекса.
В маловодный период (1953 — 1956 гг.) с момента наполнения водохранилища (точка А) водопотребление ведется по заданному графику, предъявляемому мелиорацией и водным транспортом. В многоводный период, начиная от точки В до точки С, линия потребления может быть проведена по нескольким вариантам. Вариант 1 соответствует условию поддержания максимальных уровней в водохранилище и, следовательно, максимальных напоров на ГЭС. Перед наступлением паводка многоводного 1962 г. водохранилище должно быть опорожнено, и линия потребления приходит в точку С с повышенным расходом. Вариант II соответствует выравниванию стока на ГЭС и повышению обеспеченности мощности.
На отрезке времени Т от А до D проведено энергетическое регулирование стока (без учета мелиорации и судоходства) по двум вариантам III и IV. По III варианту практически полностью выравнивается бытовой сток и через турбины ГЭС проходит расход 270 м3/с. При этом за период Т выработка электроэнергии составляет 5,3 млрд. кВт-ч при минимальной среднесуточной мощности 139 МВт. По варианту IV выработка электроэнергии за тот же период возрастает до 5,6 млрд. кВт-ч, т. е. почти на 6 % больше, чем по варианту III при минимальной мощности 136 МВт. По варианту IV ГЭС работает при более высоких напорах и не использует полностью регулирующий объем водохранилища (водохранилище за период Т полностью не опорожняется). Некоторое увеличение выработки электроэнергии подтверждает ранее приведенные соображения, связанные с выполнением условия (5.5) на рис. 5.2.


Рис. 5.3. Многолетнее регулирование речного стока:
а — график расходов в нижнем бьефе на орошение; б — график расходов в нижнем бьефе для поддержания судоходных глубин

Обобщенный метод. Период наблюдений за стоком, даже если он велик, не отражает всех возможных сочетаний многоводных и маловодных лет, поэтому при расчете водоотдачи заданной обеспеченности по календарному периоду делается некоторая ошибка. Этот недостаток в расчете многолетнего регулирования по календарным рядам восполняет обобщенный метод, основанный на теории вероятности и использующий статистические параметры речного стока.
Для расчета многолетнего регулирования по обобщенному методу имеющийся ряд лет наблюдений за стоком удлиняется с использованием метода Монте-Карло до сколь угодно большого числа лет (например, 1000 лет) [16]. Искусственный гидрологический ряд соответствует закономерностям исходного ряда и дополняет календарный ряд наблюдений за стоком одним из возможных вариантов чередования маловодных и многоводных лет. По искусственному гидрологическому ряду можно провести анализ работы проектируемой водохозяйственной системы, что невозможно в полной мере сделать по календарному ряду. Многолетнее регулирование стока по таким рядам позволяет получить зависимости, связывающие между собой несколько безразмерных характеристик, которыми являются: a=Qр/Qср — водоотдача. (коэффициент регулирования); р — расчетная обеспеченность водоотдачи; β— коэффициент многолетнего объема водохранилища, определяется по (5.1) коэффициенты вариации и асимметрии годовых стоков; г—коэффициент корреляции между годовыми стоками смежных лет.
На основании обработки с помощью ЭВМ стоковых рядов, смоделированных по методу Монте-Карло, при различных соотношениях составлены номограммы, позволяющие быстро определить одну из вышеуказанных характеристик при условии задания всех остальных величин [5].
В качестве примера на рис. 5.4 приведены номограммы. Назначая отдачу а и обеспеченность р при коэффициенте вариации Cv годовых стоков для данного водотока по номограмме (рис. 5.4,а), при r=0 определяем относительный многолетний объем водохранилища β.
С повышением отдачи а неравномерно растет многолетний объем водохранилища β. Приращение отдачи на Δα при приближении к α=1 требует значительного прироста Δβ. Так, для С=0,8 (r=0) при увеличении a с 0,4 до 0,5 (Δα=0,1) многолетний объем водохранилища возрастет на Δβ=0,2. Приращение отдачи Δα на то же значение с α=0,7 до 0,8 требует увеличения многолетнего объема уже на Δβ=0,6 (рис. 5.5). При одной и той же отдаче на многолетний объем водохранилища существенно влияет изменчивость речного стока Cv, что отчетливо видно из рис. 5.4 и 5.5.
На многолетний объем водохранилища при заданной отдаче а влияет коэффициент корреляции г между смежными годовыми стоками гидрологического ряда. При его увеличении заметно растет β: так, при r=0 для Сv=0,6, р=90 % и α=0,7 многолетний объем составляет βΜΗ=0,6.


Рис. 5.5. Зависимость многолетнего объема водохранилища от отдачи а и коэффициента вариации годовых СТОКОВ

Рис. 5.4. Графики для определения многолетнего объема водохранилища βΜΗ при С=2Сс

Объем водохранилища, необходимый для годичного регулирования, определяется для ί-го года со стоком, равным расчетной отдаче (QP=Qi) или Wp=aWср. На рис. 5.6 в косоугольной системе координат показано изменение стока по сезонам года в межень и паводок для расчетного года. Из этой схемы годичный объем может быть определен по формуле

или в безразмерных величинах
(5.7)
где с — доля стока межени в годовом стоке.
Поскольку Vгод зависит от стока межени, который может быть различным для лет с одинаковым объемом годового стока, необходимо рассмотреть несколько возможных вариантов внутригодового распределения стока и выбрать расчетный, дающий максимальное значение Vгод.



 
« Гидратный водно-химический режим на электростанциях с барабанными котлами   Главные электрические схемы электростанций »
электрические сети