Гидроэлектрические станции (ГЭС)
ГЭС в нашей стране имеют максимальные мощности до 6400 МВт (Сибирь) и 2540 МВт (на Волге). Мощности агрегатов
ГЭС зависят от условий ее размещения и колеблются от нескольких десятков кВт до 500 МВт. ГЭС имеют хорошие возможности для регулирования суточного графика нагрузки. Поэтому работа их характеризуется частыми пусками и остановами агрегатов, быстрым изменением рабочей мощности от нуля до номинальной. Тихоходные турбины и гидрогенераторы ГЭС по своей природе приспособлены к переменному режиму. Процесс пуска гидроагрегата и набора мощности полностью автоматизирован и требует всего нескольких минут. Поэтому ГЭС можно эффективно использовать в пиковой и полупиковой части графика нагрузок. Например, поддержание частоты в ЕЭС осуществляется, как правило, Жигулевской ГЭС. Правда, авария на Саяно-Шушенской ГЭС показала, что и на гидростанциях имеются свои ограничения по частоте и диапазону изменению нагрузки. В дальнейшем, очевидно, их придется учитывать.
Для систем очень важно, что ГЭС обычно имеют водохранилища, выполняющие функции аккумуляторов энергии, т.е. позволяющие накапливать воду и регулировать ее расход и, следовательно, рабочую мощность станции так, чтобы обеспечить наивыгоднейший режим для системы в целом. В зависимости от объема водохранилища период регулирования, т.е. время, необходимое для наполнения и срабатывания водохранилища, может составлять сутки, неделю, несколько месяцев и более. Наиболее выгодный режим работы ГЭС зависит от многих факторов и определяется расчетом. Например, в период паводка, когда естественный приток воды в реке велик, целесообразно использовать гидростанции круглосуточно с максимальной мощностью, чтобы уменьшить холостой сброс воды через плотину.
В остальное время при совместной работе гидростанций с тепловыми и атомными станциями нагрузку энергосистемы распределяют таким образом, чтобы при известном расходе воды в течение рассматриваемого периода времени обеспечить спрос на электрическую энергию с минимальными суммарными затратами в системе. Учитывается также, что режимы минимальной нагрузки ГЭС могут ограничиваться требованиями речного транспорта, рыбного хозяйства, условиями ирригации и водоснабжения.
Опыт эксплуатации показывает, что в течение большей части года ГЭС целесообразно использовать в пиковом режиме. Это значит, что в течение суток рабочая мощность станции должна изменяться в широких пределах - от минимальной, определяемой необходимым минимальным пропуском воды через плотину в часы, когда нагрузка в системе мала, до максимальной в часы наибольшей ее нагрузки (рис. 2.1). При таком использовании ГЭС нагрузка ТЭС и АЭС выравнивается, работа их становится более экономичной. Но продолжительность использования установленной мощности ГЭС получается меньше - до 1500-3000 ч/год для пиковых станций.
Остается отметить, что хотя в целом по стране возможности строительства ГЭС далеко не исчерпаны, в европейской части России, где именно и необходимы маневренные мощности, картина обратная. Практически после завершения строительства Волжского каскада крупные гидростанции строить негде. Мощности же существующих ГЭС заметно ниже диапазона изменения нагрузок в системах.
