Гидроаккумулирующие электростанции

Работа ГЭС на энергосистему

Современные ГЭС высоко автоматизированы. Пуск и останов агрега­та производится с диспетчерского пункта энергосистемы. Ав­томатически осуществляются групповое регулирование частоты в энерго­системе, регулирование нагрузки ГЭС по заданному графику. Себестои­мость электроэнергии на ГЭС примерно в 5 раз ниже, чем на тепловых станциях.

Важным преимуществом гидроэнергетики является высокая манев­ренность гидроагрегатов - их можно запустить на полную мощность за очень короткое время (40...50 секунд).

Вместе с тем потребление энер­гии может меняться в широких преде­лах. Характерный график нагрузки го­рода за зимние сутки представлен на рис. 1.5. В ночное время суток имеется «провал» нагрузки, в дневное и вечер­нее время - «пики».

Идеально подходят для снятия пиков гидравлические энергоус­тановки. По этой причине ГЭС проектируют и строят на мощность, превы­шающую среднюю мощность водотока. Они работают в основном в пере­менной части графика нагрузки, накапливая воду в верхнем бьефе в перио­ды провала нагрузки и срабатывая ее в пике.

В мировой энергетике все шире применяются гидроаккумули­рующие станции (ГАЭС), которые работают в переменном режиме: накоп­ление энергии (заряд) сменяется отдачей энергии (разрядом). На рис. 1.6 представлены типовые схемы ГАЭС: а - когда в верхний бассейн нет есте­ственного притока воды; б - когда к воде, перекачиваемой насосами в верхнее водохранилище, добавляется речной сток (такие совмещенные ус­тановки называются «ГЭС-ГАЭС»).

Заряд - это подъем воды гидромашинами из нижнего в верхнее во­дохранилище (ночью, в выходные и праздничные дни, когда в энергосис­теме имеет место провал нагрузки). При этом срабатывается избыточная мощность тепловых и атомных электростанций. Разряд - в часы максиму­ма нагрузки или при авариях на других электростанциях или в сетях; при этом потенциальная энергия поднятой воды преобразуется в электриче­скую в гидротурбине и генераторе. Таким образом, при заряде ГАЭС рабо­тает как насосная станция, а при разряде - как обычная ГЭС. Затратив на заряд четыре единицы электроэнергии, при разряде возвращаем три еди­ницы.

Мощность, затрачиваемая при заряде, когда ГАЭС работает в насос­ном режиме, равна

, кВт, (1.3)

где Н_н- подведенный напор (сумма статического напора и потерь),

η_н - КПД насосного режима.

Суммарная мощность ГАЭС США в конце XX века составляла около 26 ГВт, Японии - 16, Италии - 6, Герма­нии - 4, России - 1,4 ГВт. ГАЭС требуют меньших затрат на строительство и меньших затоплений, чем обычные ГЭС. Их стоимость зависит от напоpa. Обсуж­дается возможность строительства подземных ГАЭС, у которых нижний бассейн расположен под землей (например, в выработанной шахте).

Под Москвой сооружена Загорская ГАЭС с напором 100 м, суммар­ная мощность 1200 МВт. На ней установлены 6 обратимых гидроагрегатов, развивающих в турбинном режиме мощность по 200 МВт. Запроектирова­на Ленинградская ГАЭС мощ­ностью 1600 МВт. Как правило, пиковые ГАЭС рассчитаны на работу в турбинном режиме в течение 4...6 часов в сутки.

Разрабатываются также полупиковые гидроаккумулирующие стан­ции, рассчитанные на работу в 10... 12 часовой зоне. Полупиковые ГАЭС требуют сооружения более емких аккумулирующих бассейнов и большей насосной мощности по сравнению с турбинной. На них приходится уста­навливать кроме обратимых гидроагрегатов еще и мощные насосы.

Дата добавления: 2014-12-17