Работа ГЭС в энергетической системе

Чаще всего гидроэлектростанция отдает электроэнергию в районную энергетическую систему, в которой работают несколько электрических станций, соединенных общей высоковольтной сетью электропередач.

В состав нормальной энергосистемы входят следующие станции: гидроэлектриче-ские (ГЭС), конденсационные тепловые электростанции (КЭС) и теплофикационные электроцентрали (ТЭЦ). В такой энергосистеме мощность гидроэлектростанций оказывается меньше максимальной мощности графика нагрузки.

В зависимости от того, обладает ли ГЭС водохранилищем суточного регулирова-ния, а также в зависимости от ёмкости этого водохранилища, ей предоставляют ту или другую часть графика нагрузки. На рисунке 12.3 представлен трафик нагрузки энер-госистемы. Если гидростанция не располагает водохранилищем для осуществления суточного регулирования, то для полного использования ее мощности и вырабатываемой энергии в течение суток ей следует предоставлять базис графика нагрузки. При этом ГЭС будет развивать мощность, равную средней суточной мощности водотока N_B, и выработает количество энергии, пропорциональное площади графика, заштрихованной в его нижней части (рис. 12.3). При таком распределении

нагрузки мощность других электростанций системы (ТЭС) должна быть очень большой,

т. е.N_T=P_МАКС-N_В.

Рисунок 12.3. Возможные варианты работы ГЭС без суточного

регулирования в покрытии нагрузки энергосистемы

Если мощность гидростанции по водотоку N^/_B больше минимальной мощности графика нагрузки Р_МИН, тo в часы минимума нагрузки неизбежны потери воды и выработки энергии Е. Эти потери будут еще больше, если ГЭС предоставить пиковую часть графика нагрузки. Избежать их можно только суточным регулированием; накапливая излишнюю воду при минимальной нагрузке и используя ее при максимальной.

Во время максимума нагрузки гидростанция может дать в систему мощ-ность, бо^/льшую средней суточной мощности водотока N_B, что приведет к сокращению необходимых мощностей на других станциях системы. Таким образом, при водохранилище суточного регулирования нужно стремиться не только к полному использованию энергии водотока, но и к наибольшей мощности гидростанции во время максимума нагрузки.

Задача о наивыгоднейшем участии гидростанции в покрытии нагрузки системы может быть решена графическим методом. Для заданного графика нагрузки (рис. 12.4, слева) строят интегральную кривую нагрузки Е = φ(Р). Метод построения этой кривой и ее свойства совершенно аналогичны построению и свойствам энергетической характеристики установки.

Разделим площадь графика нагрузки на горизонтальные полосы высотой pi. Площадь каждого слоя в масштабе графика будет выражать соответствующее количество энергии: Е_1, Е₂ и т. д.

Откладывая на горизонтальной оси от произвольной точки последовательно одну за другой величины энергии Е₁, Е₂ и т. д., проводят в точках а, б, с… ординаты до пересечения их в точках 1, 2, 3…с горизонтальными линиями, соответствующими величинами мощности Р₁, Р₂, Р₃… Соединив точки 0,1,2,3,4,5,6, получим интегральную кривую нагрузки.

В пределах прямоугольной части графика нагрузки выработка возрастает по закону прямой линии (02). Если продолжить эту линию до пересечения с ко-нечной ординатой кривой в точке С, то ордината АС выразит среднюю суточ-ную мощность нагрузки Р_СР. Разность CD абсцисс кривой выражает выработку

в пиковой части графика нагрузки (площадь пиковой части), она обозначена Е_П. Величина Е_П равна площади всех провалов графика, лежащих ниже линии Р_СР.

Рисунок 12.4. Графический анализ работы ГЭС с суточным регулирова-нием в покрытии пиковой части нагрузки энергосистемы

Если средняя суточная мощность ГЭС по водотоку N_B равна средней су-точной мощности нагрузки Р_СР, то, накапливая воду в часы малой нагрузки, по-лучают запас энергии в водохранилище, равной Е_П, который дает возможность удовлетворить весь график нагрузки при установленной мощности ГЭС, равной максимуму графика нагрузки.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите основные задачи эксплуатации ГЭС.

2. Как происходит пропуск паводковых вод?

3. Расскажите о работе ГЭС в зимних условиях. Что такое шуга?

4. Поясните преимущества работы каскада ГЭС. Какие каскады ГЭС вам из-вестны?

5. Как происходит работа гидроэлектростанции в энергетической системе?

6. В какую часть графика нагрузки помещают ГЭС с суточным регулированием и почему?

7. Назовите известные имена, оставившие след в развитии гидроустановок.

ЛЕКЦИЯ 14