Диспетчесркое регулирование водохранилища годового регулирования
(6 ЧАСОВ)
Цель:построить график диспетчерского регулирования для ГЭС годового режимом сработки-наполнения водохранилища и научиться работать по нему.
Задачи:
1. Произвести ВЭР для нескольких маловодных лет
2. Построить диспетчерский график
3. При помощи графика решить задачи регулирования (при избытке и недостатке воды)
Основные сведения
Одной из основных проблем при управлении водно-энергетическим режимом ГЭС является малая достоверность прогноза речного стока на длительный период. Ошибки при управлении стоком в течение года могут привести к серьезным последствиям. Некоторые возможные ошибки при регулировании и их последствия представлены на рис.7.1 и 7.2.
Однако ошибки в регулировании и тяжесть последствий от них могут быть устранены или максимально снижены. Это достигается тем, что управление водно-энергетическими режимами ГЭС ведется особым способом, который называется диспетчерским регулированием.
| Ошибки при сработке водохранилища |
| Назначение слишком большой мощности |
| Назначение слишком малой мощности |
| Преждевременная сработка до УМО → невыдача Nгар |
| Неполное использование полезного объема→ несработка до УМО → появление холостых сбросов →потеря энергии |
| Рис.7.1. Ошибки при сработке водохранилища |
Диспетчерское регулирование – это совокупность правил и рекомендаций, дающих возможность устранить или смягчить недостатки в работе ГЭС, получающиеся вследствие отсутствия или неточности прогнозирования стока.
Диспетчерский график (ДГ) – это основной инструмент для реализации диспетчерского регулирования стока на ГЭС. Важно отметить, что ДГ целесообразно строить для ГЭС длительных циклов регулирования: сезонного, годового, многолетнего.
В действительности варьируется не только приточность воды, но и требования энергетических и водохозяйственных компонентов гидроузла. Однако главное внимание при построении диспетчерских графиков уделяется приточности воды в водохранилище и ее характеристикам – обеспеченности стока и его внутригодовому распределению.
| Ошибки при наполнении водохранилища |
| Назначение слишком большой мощности в начале паводка |
| Назначение слишком малой мощности в начале паводка |
| К концу паводка водохранилище не заполнено до НПУ → может быть не выдана Nгар за маловодный период или придется выдавать N<Nгар в конце паводка, чтоб наполнить до НПУ |
| Преждевременное наполнение до НПУ → увеличение холостых сбросов → потери энергии |
| Рис.7.2. Ошибки при наполнении водохранилища |
Поэтому диспетчерский график строится на основе ВЭР. В зависимости от ситуации могут быть взяты только маловодные годы для построения, или же годы с различной величиной обеспеченности.
Общий алгоритм следующий:
1. Производится выборка лет с расходами заданной обеспеченности;
2. Выделяются календарные период сработки и период наполнения водохранилища (см. задачу 6);
3. По заданному критерию рассчитывается водно-энергетический режим водохранилища для всех лет заданной обеспеченности (требования к расчету те же, описаны в задаче 6);
4. На одной координатной оси строятся все графики сработки – наполнения водохранилища (см. рис.6.1), полученные по результатам ВЭР для нескольких лет;
5. Обобщаются результаты расчетов путем построения диспетчерского графика, который представляет собой верхние и нижние огибающие полученных кривых (рис.7.3).
Рассмотрим полученный график подробнее. Получим три зоны работы ГЭС: I – зона повышенной обеспеченности работы ГЭС, возможна выдача мощности выше гарантированной; II –зона выдачи гарантированной мощности ГЭС, обеспеченная работа ГЭС; III – нарушение обеспеченности работы ГЭС, N<Nгар. Для периода наполнения для ГЭС годового регулирование зона III считается настолько маловероятной, что, как правило, такой случай не рассматривают.
| t |
| Рис.7.3 Построение верхних и нижних огибающих диспетчерского графика сработки и наполнения водохранилища |
| Zвб |
| II |
| II |
| ▼УМО |
| ▼НПУ |
| I |
| III |
В зависимости от водности лет и размеров водохранилища, этот график может иметь различные формы. Так, например, для крайне маловодных лет верхние диспетчерские огибающие (на рис.7.3 представлены выделены жирной линией) могут не пересекаться в точке УМО, что говорит о том, что некоторое время при пустом водохранилище работа будет вестись исключительно на бытовом стоке.
Верхняя огибающая ДГ показывает границу, отделяющую область работы ГЭС по обеспеченному режиму от области работы ГЭС с повышенной мощностью, границу нормальной работы станции (выдачу гарантированной мощности).
Применение диспетчерских графиков.
ДГ позволяют решать некоторые задачи, связанные с использованием водных ресурсов водохранилища. Они несут в себе управляющие функции: планировать и контролировать процесс управления водно-энергетическими режимами. Рассмотрим некоторые из них.
1. Если фактическая гидрологическая обстановка отличается от той, которая была принята при планировании, то ДГ является индикатором необходимости пересмотра плана.
2. Диспетчерский график показывает возможные сроки сработки и начала заполнения водохранилища.
3. Использование избыточной приточности. По графику просто найти есть ли избыточный запас воды в водохранилище в тот или иной промежуток времени. С помощью графика находят, когда и насколько может быть увеличена мощность ГЭС по сравнению с гарантированной в период сработки, чтобы к концу периода не опустить уровень ниже УМО.
Рассмотрим возможные пути использования диспетчерского избытка при сработке:
· Диспетчерский избыток стока сразу пустить на дополнительную выработку мощности ∆Nгэс;
· Задержать диспетчерский избыток в водохранилище и использовать перед началом следующего паводка;
· Равномерно распределить диспетчерский избыток до начала паводка.
4. Регулирование в крайне маловодный год (зона III). В этом случае стоит задача: определить, в каких условиях нужно уменьшать NГЭС по сравнению с Nгар, при условии, что в водохранилище еще есть запас воды, и насколько следует уменьшить NГЭС в каждом случае. Пути решения этой задачи аналогичны тем, что приведены выше. Однако в этом случае, решается вопрос: как, в каких количествах и на какое время снизить выработку ниже гарантированной.
Таким образом, ДГ в сочетании с гидрологическими прогнозами позволяет создать эффективную схему сработки и заполнения водохранилища.
Исходные данные:
1. Гидрологический ряд среднемесячных расходов в створе реки за многолетний период (приложение 2).
2. Отметка НПУ = 102 м
3. Отметка УМО = 99 м
4. Zвб=f(V), Zнб=f(Q) берутся из задачи № 6.
5. Установленная мощность ГЭС Nуст=500 МВт