Гидроаккумулирующие электрические станции (ГАЭС)

Крупнейшие ГЭС России-

Усть – Илимская (р. Ангара)– 4320МВт; Братская (р.Ангара) – 4500МВт;

Красноярская (р.Енисей) – 6000МВт; Саяно – Шушенская (р.Енисей) – 6400Мвт.

В приплотинных ГЭС здание, в котором размещаются гидрогенераторы, строится вблизи плотины на берегу или же в самом теле плотины. У деривационных ГЭС плотина перегораживает реку на некотором расстоянии от здания станции, и вода подается в турбины через водоводные каналы.

Характерным для ГЭС является непостоянство стока вода в течение года, а следовательно и вырабатываемой гидроэнергии. Для регулирования стока сооружают искусственное водохранилище выше гидростанции по течению реки. Возможно регулирование суточное – в часы малой нагрузки генераторов (например, ночью) вода накапливается в водохранилище, в часы большой нагрузки накопленный запас воды расходуется. Регулирование стока может быть и годовым (накопление воды во время паводка) и даже многолетним. Оно тем совершеннее, чем больше объем водохранилища. Вода из водохранилища может использоваться для орошения засушливых территорий, а подъем воды, создаваемый плотиной вплоть до верховий реки, существенно улучшает условия для судоходства.

В промышленно развитых странах большая часть электроэнергии (80%) вырабатывается на ТЭС, для которых наиболее желателен равномерный график электрической нагрузки. На агрегатах этих станций невыгодно проводить регулирование мощности.

Периодические включения и отключения ТЭС не позволяют решить задачу регулирования мощности из-за большой продолжительности процессов включения и отключения станции. На запуск ТЭС в лучшем случае требуются часы. Работа крупных ТЭС в резко переменных режимах нежелательна, т.к. это приводит к перерасходу топлива, повышенному износу оборудования и снижению надежности в работе ТЭС.

Поэтому в настоящее время дефицит в маневренных мощностях («пик» нагрузки) покрывается ГЭС, у которых набор полной мощности с нуля можно произвести за 1-2мин.

Регулирование мощности ГЭС производится следующим образом. В периоды времени, когда в электрической системе имеются провалы нагрузки, ГЭС работают с незначительной мощностью и вода заполняет водохранилище. При этом запасается энергия. С наступлением пиков включаются агрегаты ГЭС и вырабатывается электрическая энергия.

Накопление энергии в водохранилищах на равнинных реках (европейская часть России) приводит к затоплению обширных территорий, что во многих случаях крайне нежелательно. Небольшие реки малопригодны для регулирования мощности, т.к. они не успевают заполнить водой водохранилище.

Задачу снятия пиков решают гидроаккумулирующие электрические станции (ГАЭС), работающие следующим образом (см. рис. 150)

..

Рис.150 Схема работы ГАЭС.

В интервалы времена, когда электрическая нагрузка в объединенных электрических системах минимальна, ГАЭС перекачивает воду из нижнего водохранилища в верхнее, потребляя электрическую энергию из объединенной системы. При этом в машинном отделении станции электрические машины работают в режиме насосов и гонят воду по трубопроводам снизу вверх. При наступлении пиков электрической нагрузки – ГАЭС работает в генераторном режиме и расходует воду, запасенную в верхнем водохранилище. На ГАЭС перепад высот между нижним и верхним водохранилищами составляет 80-100м.

Первые ГАЭС вначале 20 века имели КПД не выше 40%, у современных ГАЭС КПД составляет 70-75%. К преимуществам ГАЭС также относится относительно низкая стоимость строительных работ, здесь нет необходимости перекрывать реки, возводить высокие плотины с длинными водоводами и т.д.

Дата добавления: 2015-05-06