Стартовая >> Архив >> Генерация >> Расчетная обеспеченность работы гидроэлектростанции

Аналитический метод построения перспективного графика нагрузки энергосистемы - Расчетная обеспеченность работы гидроэлектростанции

Оглавление
Расчетная обеспеченность работы гидроэлектростанции
Введение
Принципы энергоэкономических расчетов - введение
Принципы энергоэкономических расчетов
Дефициты электроэнергии в гидроэнергетической системе
Существующие методы водохозяйственных расчетов
Авторский метод водохозяйственных расчетов
Характер изменения дефицитов стока в маловодные годы
Расходная часть энергобаланса
Оценка регулируемости режима энергопотребления
Ущербы при недовыработке электроэнергии
Оценка ущерба при недовыработке электроэнергии
Оценка удельного ущерба промышленных потребителей
Оценка удельного ущерба потребителей - исходные данные и показатели
Энергоэкономика производственных потребителей
Энергоэкономика черной металлургии
Энергоэкономика производства ферросплавов
Энергоэкономика электросталелитейного производства
Энергоэкономика производства графитизированных электродов
Энергоэкономика цветной металлургии
Энергоэкономика производства алюминия
Энергоэкономика производства магния
Энергоэкономика химической промышленности
Энергоэкономика предприятий по добыче и обогащению полезных ископаемых
Энергоэкономика машиностроения
Энергоэкономика легкой и пищевой промышленности
Энергоэкономика железных дорог и коммунального хозяйства
Обеспеченная располагаемая мощность гидроэлектростанции
Аналитический метод построения перспективного графика нагрузки энергосистемы
Методы установления оптимального значения обеспеченности работы
Метод установления оптимального значения обеспеченности работы Д. С. Щавелева
Метод установления оптимального значения обеспеченности работы
Методика определения расчетной обеспеченности работы
Обеспеченность работы ГЭС и ГЭЭС
Понятие обеспеченности
Расчетные соотношения для определения обеспеченности работы ГЭС
Удельные экономические показатели электростанций
Изменения значений расчетной обеспеченности в зависимости от определяющих факторов

Таким образом, для построения перспективного графика нагрузки энергосистемы эти методы являются малопригодными, кроме того, с их помощью не представляется возможным произвести обобщения методических построений по исследованию расходной части энергобаланса.
В этом отношении наиболее перспективным является так называемый аналитический метод, сущность которого заключается в представлении действительной кривой изменения нагрузки во времени некоторой аналитической зависимостью. Точность этого метода, разумеется, не может превышать таковую по другим, указанным выше методам. Преимущество же его заключается в простоте расчетных операций и возможности построения на его основе обобщенного приема для анализа расходной части энергобаланса.
Почти все указанные выше авторы для упрощения расчетов и удобства соответствующих анализов преобразуют календарные кривые изменения нагрузки в кривые продолжительности и интегральные. При этом для описания годового графика обычно принимаются среднемесячные нагрузки, что позволяет в значительной мере устранить влияние на него мероприятий по выравниванию суточного графика нагрузки, могущих иметь место при эксплуатации любой энергосистемы.
По данным исследования В. П. Захарова [36], проанализировавшего кривые продолжительности нагрузки различных энергосистем за ряд лет (Мосэнерго, Ленэнерго, Узбекэнерго и др.), из всех эмпирических зависимостей для построения кривой продолжительности нагрузок наиболее удовлетворительный результат дает, формула.
(70)
где Рх — текущее значение нагрузки; Рмакс — абсолютный максимум нагрузки за расчетный период; в — коэффициент пропорциональности;
Тх — время продолжительности текущей величины нагрузки; λ — показатель кривой.


Рис. 21. Кривые продолжительности нагрузки.

Эта формула, по заключению В. П. Захарова, при правильном подборе ее параметров почти на всем протяжении (до 90%) кривой продолжительности дает отклонения не более ±2—3%, т. е. дает довольно высокую достоверность в результате расчета.
При пользовании данной формулой следует различать две части площади графика нагрузки, а именно: основную — прямоугольную, расположенную между осью абсцисс и прямой, параллельной ей, имеющей ординату Р0, соответствующую точке кривой (описываемой этой формулой) при Тх = Т0, и пиковую — криволинейно-очерченную часть кривой, располагающейся выше ординаты Р3 (рис. 21а).

Для определения выработки верхней части графика:
(77)
Значения буквенных обозначений ясны из рисунка 21 б.
Показатель, п является величиной, обратной коэффициенту использования пиковой части графика нагрузки, значение которого
В.  П. Захаров предлагает принимать:
а)  для энергосистемы, в пиковой части графика которой преобладает осветительная нагрузка п = 3,5-4,5;
б)  для случая, когда соотношение между осветительной и моторно-технологической нагрузкой примерно одинаково n= 2,5-3,5;
в)  для случая, когда в пиковой части графика нагрузки преобладает моторная и технологическая нагрузка п = 2,0-:-2,5.
Приведенные выше расчетные соотношения важны для определения значений искомого коэффициента преобразования зарегулированной мощности в рабочую. Однако они для этой цели требуют значительного пересмотра в сторону достижения наибольшей общности расчетного построения и приближения их к решению поставленной нами задачи.
Наибольшая возможность обобщения расчетной методики и приемов анализа обычно появляется при переходе на единые относительные величины. В этом случае отдельные расчетные показатели в известной мере становятся критериями подобия сравниваемых параметров и режимов, что позволяет моделировать изучаемое явление. Поэтому в свете поставленной нами задачи мы полагаем целесообразным все расчетные соотношения построить в относительных величинах.
В качестве базисной величины, относительно которой вычисляются все остальные показатели, нами, принимается максимальная потребная мощность энергосистемы, а в качестве единицы времени продолжительности нагрузки для суточного графика — 24 часа, месячного — 730 часов, а для годового — 8760 часов.

При данной плотности графика нагрузки энергосистемы искомые коэффициенты и характеристики у и хи![. как видно, зависят от показателя кривой продолжительности нагрузки т и удельного веса зарегулированной мощности X0.
Величина показателя т требует дополнительных исследований по фактическим данным графика нагрузки различных энергосистем. К сожалению, почти полное отсутствие опубликованных статистических данных в этом отношении не позволяет привести в настоящей работе величину этого весьма важного показателя. Можно лишь отметить, что величина его, представляемая выражением
(92)
зависит главным образом от коэффициента плотности графика нагрузки системы τн и находится с ним почти в линейной зависимости.
Следует особо оговориться, что в свете рассматриваемых нами вопросов т является показателем кривой продолжительности именно той части графика нагрузки, которая покрывается проектируемой ГЭС. Следовательно, величина т зависит также от ряда эксплуатационных условий, в частности от графика работы параллельно работающих с ГЭС конденсационных тепловых электростанций. При определении значения т это обстоятельство необходимо иметь в виду. В отношении численного значения т для общего графика нагрузки энергосистемы в настоящее время нет никаких опубликованных фактических данных, кроме указанных выше рекомендаций В. П. Захарова.


Ориентируясь в основном на эти указания, полагаем возможным рекомендовать следующие пределы изменения величины т при соответствующих значениях τΗ:

Рис. 22. Изменение коэффициента преобразования зарегулированной мощности ГЭС в располагаемую рабочую (γ) и продолжительности ординат графика нагрузки (tнх) при различных значениях τΗ для т = 0 (1,0 — τΗ).

В целях облегчения труда инженерно-технических работников при массовых предварительных расчетах нами произведено определение величин γ, хг, τнх при всех указанных здесь значениях τ и т, в результате которого построены кривые зависимости γ = f (х0, х и т), xr=f(x0, τн и т) и τнх =f (χ0, хР, т). Эти зависимости, представленные на рисунках 22, 23 и 24, или приведенные выше расчетные формулы (86, 89 и 91) позволяют перейти от зарегулированной мощности (соответствующей обеспеченности) к располагаемой рабочей, участвующей в покрытии максимума графика нагрузки, а также определить продолжительность работы каждой величины этой мощности и удельный вес ее в балансе мощности энергосистемы при заданных значениях ха τн и т. При этом следует отметить, что коэффициент преобразования γ имеет обратную связь с х0 и τ т. е. меньшему значению х0 и τΗ соответствует большее значение γ и, наоборот, большему значению ха и τн— меньшее значение γ.
Величина хг находится в прямой зависимости от х0 и обратной — от τ.
Таким образом, абсолютные значения γ и хг при заданном значении х0 зависят только от плотности графика нагрузки энергосистемы τн и показателя кривой продолжительности нагрузки в пиковой части графика энергопотребления т. Разумеется, это положение справедливо только в том случае, если нет ограничения со стороны других, влияющих на них факторов, а именно — емкости водохранилища, установленной мощности электростанции и эксплуатационных условий.

Рис. 23. Изменение коэффициента преобразования зарегулированной мощности ГЭС в располагаемую рабочую ΐγ) и продолжительности ординат графика нагрузки (τΗΧ) при различных значениях тн для т = 5 (1,1 — τн)·

Рис. 24. Изменение коэффициента преобразования зарегулированной мощности ГЭС в располагаемую рабочую (γ) « продолжительности ординат графика нагрузки (тнх) при различных значениях тн для т = 5 (1,2 — τΗ)

Исследование характера влияния последних факторов на закономерности изменения величины γ представляет немалый теоретический и практический интерес. Этот вопрос значительную разработку получил в работах Μ. П. Фельдмана [122, 125], посвященных проблеме установления оптимальной зарегулированности гидроэлектрических станций, в частности вопросу преобразования зарегулированной мощности в располагаемую рабочую.
Автор дает принципиальное расчетное соотношение для определения коэффициента преобразования у:
(93)
В этом уравнении представлены все основные факторы, определяющие величину коэффициента преобразования: характер режима нагрузки, структура генерирующих мощностей системы и показатель предельного использования ТЭС в периоды маловодья.
Абсолютная величина Тт, представляющая режим работы конденсационной тепловой электростанции, зависит от конфигурации графика нагрузки и продолжительности ремонтов и ревизии агрегатов.

Характер нагрузки энергосистемы, представляемый в равенстве через Т, зависит от колебания режима энергопотребления в течение года, месяца, недели и суток.
Анализируя характер изменения каждого из этих факторов и степень влияния их на величину коэффициента преобразования γ, Μ. П. Фельдман дает его изменение в зависимости от удельного значения обеспеченной гидравлической мощности в максимуме нагрузки системы, т. е. оттипа графика энергопотребления Т,
диапазона регулирования и структуры генерирующих мощностей системы. Эти зависимости Μ. П. Фельдмана представлены нами на рисунке 25.

Рис. 25. Изменение коэффициента преобразования зарегулированной мощности ГЭС в рабочую в зависимости от режима нагрузки и диапазона регулирования (по М. II. Фельдману).
При этом для трех типов графиков нагрузки приняты следующие показатели неравномерности:

Здесь— коэффициент полноты суточного графика на
грузки, где Рс — среднесуточная, а Ршкс — максимальная нагрузка системы:
— коэффициент неравномерности недельной нагрузки;
где               Р — средняя недельная нагрузка;
Рс — средняя нагрузка для дня максимального энергопотребления;
Рсез — коэффициент неравномерности сезонной нагрузки при годовом приросте нагрузки в размере 10°/0;
δг — коэффициент полноты годового графика нагрузки Г = δΓ· 8760 = δс-ри-рсез-8760.
Таблица 8

Приведенные графики Μ. П. Фельдмана позволяют определить:

  1. Долю участия гидростанции в покрытии максимума графика нагрузки в зависимости от характера ее режима, степени регулирования и соотношения между максимальной потребной и обеспеченной зарегулированной мощностью ГЭС.
  2. Пиковую мощность ГЭС АС при известной величине Ν0 в зависимости от соотношения между N0 и Рмакс.

Как нетрудно убедиться, предлагаемые нами расчетные графики для определения коэффициента преобразования обеспеченной зарегулированной мощности ГЭС в располагаемую рабочую, участвующую в покрытии максимума графика нагрузки энергосистемы, являются более обобщенными и позволяют вести соответствующие расчеты при широких диапазонах изменения исходных условий. Следует, однако, оговориться, что это заключение является строго справедливым лишь для случая, когда нет ограничений со стороны водохозяйственных факторов.



 
« Расчет минимального взрывоопасного содержания кислорода в аэровзвесях пыли топлива   Режим системы охлаждения генераторов на теплофикационных энергоблоках 250 МВт »
электрические сети