Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


Особенности проектирования ГАЭС

В мировом гидротехническом строительстве широкое распространение получили оба направления использования водной энергии - за счет имеющихся достаточных и экономически выгодных водных восполняемых ресурсов рек и за счет организации искусственных бассейнов для ГАЭС в местах с ограниченными гидроресурсами. В предыдущих разделах уже отмечалось, что имеющийся экономически целесообразный запас гидроресурсов в России сконцентрирован в Сибири, на Дальнем Востоке и на Кавказе, а в Центральной Европейской части страны он практически исчерпан. Подобная ситуация сложилась и в ряде других стран, поэтому большой размах получило строительство ГАЭС.

Установленная мощность ГАЭС во всем мире уже превысила 20 млн. кВт и в технически развитых странах с ограниченными гидроресурсами растет быстрее, чем мощность ГЭС. Объясняется это современными условиями производства и потребления электроэнергии. Прежде всего, это вызвано необходимостью иметь в достаточном количестве пиковую мощность. Характерным для графика нагрузки является спад кривой потребления в ночные (первые) часы суток, резкое возрастание в утренние часы, в основном за счет включения промышленной нагрузки, и максимум в вечерние часы, когда суммируются промышленная и возросшая бытовая нагрузка.

Применение ГЭС в качестве источника покрытия пиковой части графика нагрузки имеют свойственные некоторым гидростанциям ограничения. Иногда приходится использовать ГЭС в базисе нагрузки, так как снижение их мощности в провал нагрузки вызывает холостые сбросы воды либо для поддержания санитарного расхода, либо постоянного попуска для обеспечения нереста рыб и тому подобным условиям водопользователей, что связано с потерей электроэнергии.

Кроме того, работая в базисе нагрузки по условиям водопользователей, может не хватить мощности ГЭС для покрытия пиков нагрузки.

Для покрытия дефицита пиковой нагрузки, как уже отмечалось, стали все больше применять ГАЭС. В часы минимума потребления избыточная мощность ТЭС и АЭС используется для накачивания воды в напорные бассейны ГАЭС, а в часы максимума потребления электроэнергии запасенная на ГАЭС вода обеспечивает ее работу по покрытию пиковой части графика нагрузки.

ГАЭС подразделяют на несколько типов, как по применению в них оборудования, так и по характерным особенностям. Установки, вырабатывающие электроэнергию только за счет гидроаккумулирования при одинаковых пределах изменения напоров, как в насосном, так и в турбинном режимах, называются чистыми ГАЭС.

Установки, в которых электроэнергия вырабатывается как за счет использования естественного стока, так и за счет гидроаккумулирования, называются смешанными ГЭС - ГАЭС.

В последнее время гидроаккумулирование стали применять на всех ПЭС.

Для чистых ГАЭС в естественных условиях требуется наличие двух близко расположенных водоемов на разных уровнях. В природе таких удачных сочетаний и к тому же расположенных близко к центрам потребления электроэнергии немного, поэтому чаще изыскивается один естественный водоем, а другой сооружается искусственно.

Несмотря на значительную стоимость сооружения и значительные потери энергии в процессах гидроаккумулирования и выработки электроэнергии, применение ГАЭС экономически оправдано и объясняется повышением КПД ТЭС и среднего КПД энергосистемы на несколько процентов.

Экономическая эффективность ГАЭС определяется как разность в стоимости выработанного I кВт-ч в энергосистеме до и после ввода в строй ГАЭС. Эффективность увеличивается: с уменьшением удельных капиталовложений увеличением КПД цикла (турбина - насос), напора установленной мощности, коэффициента использования оборудования и степени автоматизации процесса. КПД цикла определяется потерями в установке как при насосном, так и при генераторном режимах и в среднем приближаегся к 0.7 (в лучших установках достигает 0.5).

Капиталовложения на 1 кВт установленной мощности в ГАЭС меньше, чем в ГЭС. По имеющимся данным в США они составляют от 50 до 120 долл. При затратах больше 130 долл. на 1 кВт капиталовложения считаются неконкурентноспособными.

С увеличением мощности агрегата растет влияние масштабного эффекта, в результате чего увеличивается КПД. Отсюда ясна тенденция к повышению мощности современных ГАЭС. Известны проекты ГАЭС с установленной мощностью 3000 МВт и единичной мощностью агрегата 700 МВт.

Автоматизация современных ГАЭС и ГЭС весьма высока, что уменьшает эксплуатационные расходы. Штатный коэффициент (чел МВт установленной мощности) в современных ГАЭС составляет 0.025-0.06 чел/МВт. тогда как на ТЭС он близок к 1 чел МВт.

Применение ГАЭС позволяет, также как и ГЭС, повысить качество вырабатываемой электроэнергии. На ГАЭС агрегаты, как правило, способны работать в режиме СК, поглощая вредную реактивную энергию в энергосистеме.

В проектах перспективного развития энергосистем учитываются все особенности, изложенные в настоящем разделе, а также в п. 2.4.

В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон, "Гидроэлектростанции", Красноярск, 2002г.

Экспертиза

на главную