Задание № 6 водно-энергетический расчет гэс годового регулирования (4 часа)

Цель: рассчитать такой режим сработки - наполнения водохранилища годового регулирования, при котором ГЭС будет работать по обеспеченному графику выдачи мощностей.

Задачи:

1. На основе гидрографа Q=f(t) маловодного года и заданного ряда гарантированных мощностей определить месяц начала сработки водохранилища и период сработки в годовом отрезке

2. Произвести водно-энергетический расчет табличным способом

3. Построить график сработки – наполнения водохранилища годового регулирования

Основные сведения

Одно из основных свойств реки - изменчивость стока в течение года, является причиной больших сложностей в управлении режимами работы станции. Кроме изменения естественного стока реки, в широких диапазонах изменяется также потребность потребителей в электроэнергии, при этом режим естественных расходов воды в реке не совпадает с режимом потребления электроэнергии. Эти и другие условия приводят к тому, что мощность ГЭС не может оставаться постоянной.

Наконец, процесс появления тех или иных значений расходов в разные года является случайным, так что связь по расходу между годами практически отсутствует.

Все эти проблемы приводят к необходимости регулирования стока, т.е. перераспределению естественного стока реки в течение определенного промежутка времени.

Такие промежутки определяются циклами регулирования – продолжительностью времени наполнения и сработки вдх. Циклы могут быть как короткими: суточный, недельный; так и длительными: годовой, многолетний. В зависимости от вида цикла регулирования условия и время сработки водохранилища различны. Однако в основе любого регулирования лежит водно-энергетический расчет (ВЭР).

Водно-энергетические расчеты – это такие расчеты, целями которых в общем случае являются: перераспределение естественного стока воды в водохранилище во времени и определение энергетических показателей ГЭС.

В работе рассмотрим ВЭР для ГЭС с водохранилищем годового регулирования. В этом случае к общим целям ВЭР добавятся такие как уменьшение холостых сбросов и поиск возможности увеличения мощности ГЭС в заданном интервале.

На рис. 5.1 представлен график изменения расхода воды в течение годового интервала. На нем имеются ярко выраженный паводок и маловодный период. Задача ВЭР состоит в том, чтобы перераспределить сток так, чтобы в течение всего года ГЭС работа по обеспеченному графику мощности.

ВЭР ведется на основании данных по маловодному году. Поэтому для расчета необходим гидрограф маловодного года расчетной обеспеченности Ррасч (см. задание 2).

Для того чтобы начать расчет, необходимо найти месяц начала сработки. Для этого необходимо произвести расчет мощности ГЭС при работе на бытовом стоке Nбыт (6.1) и сравнить с рядом заданных гарантированных мощностей. Месяц, в котором получаем условие , и будет являться началом сработки водохранилища.

(6.1)

Далее расчет ведется по месяцам. Для каждого месяца составляется уравнение водного баланса (6.2) и считается мощность ГЭС (6.3).

, (6.2)

где «–›› характеризует период наполнения водохранилища, «+» – период сработки.

(6.3)

Расчет может вестись табличным и графическим способами. В данном задании предлагается реализовать табличный метод.

При проведении ВЭР необходимо соблюдать некоторые общие требования:

• Требования при сработке вдх:

1. Выдать гарантированную мощность;

2. Не сработать вдх ниже УМО, т.е. использовать только полезный объем.

• Требования при заполнении вдх:

1. Не заполнить выше НПУ;

2. Выдать гарантированную мощность;

3. Обеспечить минимум холостых сбросов.

По результатам ВЭР для ГЭС с водохранилищем годового регулирования стоится график, представленный на рис.6.1

▼НПУ

▼УМО

В заключение отметим, что ВЭР производится:

• Для вновь проектируемых ГЭС:

- для выбора наиболее выгодных значений параметров проектируемой ГЭС

• Для находящихся в эксплуатации ГЭС:

- для составления плана эксплуатации ГЭС,

- для определения наиболее выгодного режима ее работы путем сравнения нескольких вариантов результатов расчета

Исходные данные:

1. Характеристика нижнего бьефа:

Zнб (м)	81	83	85	87	89	91
Q (м^3/с)	100	460	1200	2250	3800	5100

2. Характеристика верхнего бьефа:

Zвб (м)	87	89	91	93	95	97	99	101	103
V (км^3)	0,1	0,4	0,9	2,3	4,6	8,8	14,6	21	29,3

3. Отметка НПУ – 102 м

4. Гидрограф для расчетного маловодного года в створе ГЭС:

5. Месяцы	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
   Q, (м^3/с)	540	450	740	2850	3500	1100	750	630	450	465	560	410

   Значения гарантированных мощностей:

   Месяцы	Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
   Nгар, МВт	1	150	130	130	200	220	160	85	100	60	130	150	140
   	2	150	115	110	200	200	150	50	70	70	120	140	140
   	3	120	130	135	220	190	150	85	100	70	140	150	130
   	4	145	120	125	190	240	120	100	95	60	130	130	150
   	5	140	155	110	230	230	160	30	100	60	100	110	130
   	6	150	130	135	180	180	180	60	65	70	130	155	140
   	7	130	130	135	220	200	190	50	50	50	140	140	140
   	8	120	110	110	190	250	120	60	70	60	135	150	140
   	9	150	115	100	230	230	130	85	90	65	120	140	140
   	10	130	100	100	260	250	160	70	60	65	100	130	130
   	11	130	130	100	200	230	115	100	70	60	120	150	140
   	12	160	115	100	180	180	140	50	50	50	130	140	140
   	13	150	130	135	200	220	160	70	75	70	110	155	140
   	14	150	115	110	190	200	115	80	45	50	130	130	140
   	15	120	110	115	210	200	135	60	70	75	135	150	140
   	16	130	125	125	190	180	100	45	60	40	125	150	140
   	17	130	120	125	200	215	160	90	80	60	110	150	140
   	18	150	150	115	190	240	180	70	75	70	130	140	150
   	19	150	110	105	190	210	175	60	55	55	110	140	140
   	20	110	100	100	220	200	115	60	70	55	125	150	145
   	21	110	120	80	120	180	105	50	40	60	140	140	100
   	22	115	120	90	210	170	100	90	80	70	100	110	115
   	23	160	115	100	180	180	140	50	64	50	90	115	100

6. Установленная мощность ГЭС: 500 МВт