5

Министерство науки и высшего образования РФ

Федеральное государственное автономное

Образовательное учреждение высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Саяно-Шушенский филиал СФУ

институт

ГТС и ГМ

кафедра

ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ №5

ИВЭ

наименование дисциплины

Баланс энергии

тема работы

Преподаватель Н. С. Лукуц

подпись, дата инициалы, фамилия

Студент ГЭ21-01Б, 542154277 Я. А. Солдатова

№ группы, зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия

рп. Черёмушки 2023 г.

На данном этапе работы необходимо для условий маловодного года в первом приближении перераспределить сток с половодного периода на зимний период, дефицитный как по воде, так и по электроэнергии. В процессе перераспределения стока, в зависимости от того, какой объем воды удастся аккумулировать в водохранилище определим гарантированную энергоотдачу для января, декабря.

Для определения гарантированной энергоотдачи по условиям маловодного года проводится в несколько этапов. Сначала рассчитывается два конкурирующих режима работы проектируемой станции:

1. работа ГЭС по бытовому стоку при УВБ равном НПУ;

2. работа ГЭС по требованиям ВХК.

Пример расчёта режима работы ГЭС по бытовому стоку при УВБ равном НПУ

Для выбранного расчетного маловодного года и принятой обеспеченности вычисляется значение мощности на бытовом стоке для каждого месяца года.

Бытовые мощности определяются при постоянном горизонте верхнего бьефа, равном отметке НПУ, а напор ГЭС - по формуле:

(1)

где z_вб- отметка верхнего бьефа, соответствующая отметке НПУ;

z_нб- уровень нижнего бьефа, соответствующий среднемесячным бытовым расходам воды с учетом зимней и летней кривой связи z_нб = f(Q);

h- потери напора в водоподводящих сооружениях.

Тогда, бытовая мощность будет рассчитываться по формуле:

(2)

где –коэффициент мощности;

- полезный бытовой расход в данный месяц;

- напор ГЭС.

Все полученные значения сведены в таблицу 1.

Режим работы ГЭС по бытовому стоку при УВБ равном НПУ

Таблица 1 – Режим работы ГЭС по бытовому стоку при УВБ равном НПУ

Месяц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Qбыт пол	43	62	79	104	457	837	437	399	299	184	105	43
Zвб	378	378	378	378	378	378	378	378	378	378	378	378
Zнб	328	328	328	329	330	331	330	330	329	329	329	328
Н	49	49	49	49	47	46	48	48	48	48	49	49
N	17	25	32	42	181	322	173	159	120	75	43	18

Пример расчёта режима работы ГЭС по требованиям ВХК

На следующем этапе рассчитывается мощность ГЭС в режиме работы по требованиям ВХК. Расчёт происходит аналогично расчёту режима по бытовому стоку. Однако вместо полезных бытовых расходов в данном случае в расчётах используются расходы водохозяйственного комплекса.

Отметка верхнего бьефа соответствует отметке НПУ.

(3)

где Q_ВХК – расход воды по требованиям участников водохозяйственного комплекса.

Результаты расчетов представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Режим работы ГЭС по требованиям ВХК

Месяц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Qвхк	197	197	197	197	197	197	197	197	197	197	197	197
Zвб	378	378	378	378	378	378	378	378	378	378	378	378
Zнб	329	329	329	329	329	329	329	329	329	329	329	329
Н	48	48	48	49	49	49	49	49	49	48	48	48
N	79	79	79	80	80	80	80	80	80	79	79	79

Далее, для построения баланса энергии, необходимо сравнить эти режимы и определить избыточную мощность. Сравнение режимов приведено в таблице 3.

Таблица 3 – Сравнение режимов

Месяц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
NПОЛ БЫТ	17	25	32	42	181	322	173	159	120	75	43	18
NВХК	79	79	79	80	80	80	80	80	80	79	79	79
NПОЛ БЫТ-ВХК	-62	-54	-47	-37	101	242	94	79	40	-5	-37	-62

N_ИЗБ = 253 МВт;

ГОДИЧНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СТОКА

Первая попытка зарегулировать сток осуществляется в графической форме с помощью построений на годовом графике средних мощностей энергосистемы.

С пика графика среднемесячных мощностей откладываются вниз среднемесячные мощности существующих ГЭС. Этим построением определяется какую часть графика покрывают существующие ГЭС.

Ниже линии существующих станций, накладывая друг на друга, строим два режима работы проектируемой ГЭС: по бытовой мощности и по требованиям ВХК. Очевидно, что в месяцы, где бытовых расходов достаточно для удовлетворения нужд ВХК, бытовые мощности лягут ниже мощностей по расходам ВХК. В дефицитные по воде месяцы линия бытовых мощностей окажется выше, чем мощности по ВХК.

После сравнения двух режимов работы ГЭС избыток бытовой мощности в половодный период, переносится на зиму. Мощность перераспределяется на зиму таким образом, чтобы обеспечить максимальное вытеснение тепловых мощностей системы. В данном случае, вытесняются средние мощности (т.к. построение происходит на графике средних мощностей), эквивалентные выработке электроэнергии.

В некоторых месяцах бытовая мощность меньше мощности необходимой по требованиям ВХК – это дефицитные по воде месяцы. В других наоборот – это профицитные по воде месяцы. Известен общий избыток бытовой мощности над мощностью по требованиям ВХК. В качестве основного режима принимается работа по ВХК, а избыток мощности переносится на зимние месяцы (в общем случае и на другие) специальным образом. А именно: проводится некая произвольная горизонтальная линия на графике ниже требований ВХК января и декабря, но выше требований ВХК февраля и ноября. Пытаются распределить избыток бытовой мощности выше этой линии, но ниже ВХК января и декабря. Если суммарная мощность от линии ВХК января и декабря до произвольно проведенной горизонтальной линии меньше избытка, то линия опускается ниже требований ВХК февраля и ноября. Смещается линия до тех пор, пока суммарная мощность от ВХК каждого месяца до линии не сравняется с избытком. Это и будет линия «гарантированной мощности».

В результате графического расчёта был получен гибридный режим работы станции: в месяцы, которые находятся под регулированием, станция работает по гарантированным мощностям, во все оставшиеся месяца – по требованиям ВХК. Значения гарантированных мощностей определяются как разность координаты линии «гарантированной мощности» и координаты линии существующих ГЭС.

Данное распределение мощностей приблизительно, т.к. при расчёте мощностей не учитывалось изменение уровня водохранилища в процессе его сработки-наполнения. Полученные примерные значения гарантированной мощности идут в дальнейший водно-энергетический расчёт.

Рисунок 1 – Баланс энергии