При регулюванні із постійною санітарною витратою (водопостачання селищ) потрібно розглянути доцільність корегування ІКСп. Для цього 0,75∙Qcер та визначаємо величину витрати Qcан=1180,1 м3/с для забезпечення санітарних витрат.
Будуємо графік зарегульованих витрат (рис.6) використовуючи ІКСп на рис. 4 та променевий масштаб (рис.5). Наносимо на рис.6 санітарну витрату Qcан=1180,1 м3/с за весь період регулювання (3 роки). У випадку, коли Qcан буде більшою за зарегульовані витрати потрібно зробити корекцію ІКСп, як в нашому випадку і є. З променевого масштабу знімаємо лінію витрати, яка відповідає Qcан і переносимо її паралельно на рис. 4 туди, де Qcан буде більшою за зарегульовані витрати. Так ми відкориговуємо ІКСп. В нашому випадку ГЕС буде працювати на природному стоці в I-ий місяць маловодного року, I-ий, II-ий, III-ій місяці середнього за водністю року, II-ий, III-ій, XII-ий місяці багатоводного року.
7. Побудова г рафіка залишків води у корисному об'ємі водосховища
Будуємо графік залишків води у корисному об'ємі водосховища Wз (рис. 7) використовуючи рис. 4 (відстань по вертикалі від ІКС до ІКСп). Наприклад: для I-го місяця маловодного року: початок місяця – 3,8·109 м3 , кінець місяця – 2,7·109 м3.
8. Побудова графіка рівнів води у верхньому б’єфі
Будуємо графік рівнів води у верхньому б’єфі (рис. 8) використовуючи графік залишків води у корисному об’ємі водосховища (рис. 7) та криву залежності об’ємів води у водосховищі від рівнів води у верхньому б’єфі (рис. 1). Наприклад: початок І-го місяця маловодного року – 289,8 м, кінець І-го місяця – 288,5 м.
9. Побудова графіка рівнів води у нижньому б’єфі
Будуємо графік рівнів води у нижньому б’єфі (рис. 9) використовуючи графік зарегульованих витрат відкорегований (рис. 6)0 та криву зв’язку рівнів і витрат води у нижньому б’єфі (рис. 2). Наприклад: початок І-го місяця маловодного року – 276,8 м, кінець І-го місяця – 276,8 м.
10. Побудова графіка напорів
Будуємо графік напорів (рис. 10) на початок і кінець кожного місяця за формулою
Нст=ZВБ – ZНБ,
використовуючи рис. 8 та рис. 9. Наприклад: початок І-го місяця багатоводного року – 287,6-277,2=10,4 м, кінець І-го місяця – 284,9-277,2=7,7 м. Також на рис. 10 наносимо величину напору нетто Нн, який визначається за формулою
Нн=k·Нст,
де k – коефіцієнт, який враховує втрати напору (k=0,95 при напорі до 40 м). початок І-го місяця багатоводного року – 10,4·0,95=9,88 м, кінець І місяця –7,7·0,95= 7,315 м.
11. Побудова графіка середньодобової потужності ГЕС
Визначаємо середньодобову потужність ГЕС на початок і кінець кожного місяця за формулою
Nс.дГЕС=9,81·Qз·Нн·ηа, кВт
де Qз – зарегульована витрата (Qсп) з рис. 6а;
Нн – напір нетто в метрах (рис. 10);
ηа – коефіцієнт ККД агрегата (0,93 – 0,95), приймаю ηа =0,94.
Будуємо графік середньодобової потужності ГЕС (рис. 11). Наприклад: початок І-го місяця багатоводного року – 9,81·1200·9,88·0,94=109,33 МВт, кінець І місяця – 9,81·1200·7,315 ·0,94=80,945 МВт.
Розрахунки по рис. 6 – рис. 11 проводимо в табличній формі (табл. 6)
12. Побудова графіка забезпеченості середньодобової потужності
Будуємо графік забезпеченості середньодобової потужності (рис. 12). Визначаємо середньодобову розрахункову потужність ГЕС. Для цього на рис. 12 наносимо величину розрахункової забезпеченості (Р = 80 %) і знімаємо значення середньодобової розрахункової потужності ГЕС Nc.д.рГЕС = 92,5 МВт.
| Величина | Роки | ||||||||||||
| Q, м3/с | Маловодний | ||||||||||||
| Середній | |||||||||||||
| Багатоводний | |||||||||||||
| Qсп, м3/с | Маловодний | ||||||||||||
| Середній | |||||||||||||
| Багатоводний | |||||||||||||
| ZВБ, м | Маловодний | 289,8 | 288,5 | 286,2 | 284,0 | 291,0 | 291,0 | 290,4 | 289,6 | 289,1 | 288,0 | 289,6 | 288,6 |
| 288,5 | 286,2 | 284,0 | 291,0 | 291,0 | 290,4 | 289,6 | 289,1 | 288,0 | 289,6 | 288,6 | 285,6 | ||
| Середній | 285,6 | 284,8 | 284,0 | 284,0 | 291,0 | 291,0 | 290,2 | 289,7 | 289,1 | 288,3 | 290,3 | 289,5 | |
| 284,8 | 284,0 | 284,0 | 291,0 | 291,0 | 290,2 | 289,7 | 289,1 | 288,3 | 290,3 | 289,5 | 287,6 | ||
| Багатоводний | 287,6 | 284,9 | 284,4 | 284,0 | 291,0 | 291,0 | 290,5 | 290,0 | 289,9 | 289,4 | 291,0 | 290,5 | |
| 284,9 | 284,4 | 284,0 | 291,0 | 291,0 | 290,5 | 290,0 | 289,9 | 289,4 | 291,0 | 290,5 | 289,8 | ||
| ZНБ, м | Маловодний | 276,8 | 277,2 | 277,2 | 278,5 | 278,1 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 |
| 276,8 | 277,2 | 277,2 | 278,5 | 278,1 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | ||
| Середній | 276,7 | 276,7 | 276,8 | 278,5 | 278,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | |
| 276,7 | 276,7 | 276,7 | 278,5 | 278,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | ||
| Багатоводний | 277,2 | 276,7 | 276,7 | 278,75 | 278,6 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,0 | |
| 277,2 | 276,7 | 276,9 | 278,75 | 278,6 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,2 | 277,0 | ||
| Нст, м | Маловодний | 13,0 | 10,0 | 9,0 | 5,5 | 12,9 | 13,8 | 13,2 | 12,4 | 11,9 | 10,8 | 12,4 | 11,4 |
| 11,3 | 9,0 | 6,8 | 12,5 | 12,9 | 13,2 | 12,4 | 11,9 | 10,8 | 12,4 | 11,4 | 8,4 | ||
| Середній | 8,9 | 8,1 | 7,2 | 5,5 | 12,8 | 13,8 | 13,0 | 12,5 | 11,9 | 11,1 | 13,1 | 12,3 | |
| 8,1 | 7,3 | 7,2 | 12,5 | 13,8 | 13,0 | 12,5 | 11,9 | 11,1 | 13,1 | 12,3 | 10,4 | ||
| Багатоводний | 10,4 | 8,2 | 7,7 | 5,25 | 12,4 | 13,8 | 13,3 | 12,8 | 12,7 | 12,2 | 13,8 | 13,5 | |
| 7,7 | 7,7 | 7,3 | 12,25 | 12,4 | 13,3 | 12,8 | 12,7 | 12,2 | 13,8 | 13,3 | 12,8 | ||
| Нн, м | Маловодний | 12,35 | 9,5 | 8,55 | 5,225 | 12,255 | 13,11 | 12,54 | 11,78 | 11,305 | 10,26 | 11,78 | 10,83 |
| 10,7 | 7,695 | 6,46 | 11,875 | 12,255 | 12,54 | 11,78 | 11,305 | 10,26 | 11,78 | 10,83 | 7,98 | ||
| Середній | 8,455 | 7,695 | 6,84 | 5,225 | 12,16 | 13,11 | 12,35 | 11,875 | 11,305 | 10,545 | 12,445 | 11,685 | |
| 7,695 | 6,935 | 6,84 | 11,875 | 12,16 | 12,35 | 11,875 | 11,305 | 10,545 | 12,445 | 11,685 | 9,88 | ||
| Багатоводний | 9,88 | 7,79 | 7,315 | 4,987 | 11,78 | 13,11 | 12,635 | 12,16 | 12,065 | 11,59 | 13,11 | 12,825 | |
| 7,315 | 7,315 | 6,935 | 11,637 | 11,78 | 12,635 | 12,16 | 12,065 | 11,59 | 13,11 | 12,635 | 12,16 | ||
| Nc.дГЕС, кВт | Маловодний | ||||||||||||
| Середній | |||||||||||||
| Багатоводний | |||||||||||||
13. Побудова графіка добового навантаження енергосистеми та інтегральної
кривої енергії та визначення робочої гарантованої (установленої) потужності ГЕС, зони роботи ГЕС і побудова графіку роботи ГЕС впродовж доби при обмеженому регулюванні(санітарні витрати)
1. В масштабі будуємо добовий графік навантаження енергосистеми з табл. 7.;
2. Будуємо ІКЕ. Розрахунки проводимо в табличній формі
Таблиця 7
| N | кВт·106 | 0,7 | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| t | год | ||||||||||
| E | кВт·год106 | 16,8 | 4,4 | 1,8 | 1,6 | 1,4 | 1,2 | 1,2 | 0,4 |
3. Визначаємо енергію, яку може виробити ГЕС за добу по водотоку
ЕГЕС=Nc.д.рГЕС ·24=92,5·24=2,22·106 кВт·год;
4. Зазначаємо гарантовану витрату подачі води до нижнього б’єфу (Qг= 1200 м3/с);
5. Визначаємо розрахунковий напір за формулою
Нмін=5,225 м, Нмакс=13,11 м – знімаємо з рис. 10;
6. Режим роботи ГЕС обмежений умовою подачі до нижнього б’єфу витрати Qг= 1200 м3/с у весь період (3 роки). Доцільно витрату Qг пропускати через гідротурбіни і отримувати потужність
NбГЕС=9,81· Qг ·Нр·ηа=9,81·1200·7,853·0,94=0,0869·106 кВт
де ηа – коефіцієнт корисної дії агрегату (ηа=0,94);
Нр- розрахунковий напір, який визначений вище.
Оскільки Qг повинна поступати до нижнього б’єфу впродовж всієї доби, то потужність ГЕС на цій витраті розміщуємо в базовій частині графіка навантаження енергосистеми. Гідроелектростанція в цій частині буде виробляти енергію Еб ГЕС=NбГЕС ·24 = 0,0869·106·24=2,086·106 кВт·год, решту енергії ЕпГЕС розміщуємо в піковій частині графіка навантаження енергосистеми ЕпГЕС = ЕГЕС - Еб ГЕС= 2,22·106-2,086·106= =0,134·106 кВт·год. Графічно за допомогою ІКЕ (рис. 14) знаходимо зони роботи ГЕС в енергосистемі, графік роботи ГЕС впродовж доби та робочу гарантовану потужність (Ny) ГЕС.
Будуємо графік роботи ГЕС впродовж доби (рис. 15) використовуючи рис. 13.
14.Основні характеристики регульованого стоку і параметри ГЕС
1. Середньобагаторічний річний стік:
• обчислений арифметично:
W=Qсер·nроків·t =1573,9·12·2,63·106 =49,67·109 м3
• знайдений графічно: W= 50,67 ·109 м3
2. Корисний об'єм водосховища: WК = 5,1 км3
3. Коефіцієнт ємності водосховища: Кємв= WК/ W=5,1/49,67=0,101
4. Максимальна природна витрата: Qпрmax=7220 м3/с
5. Мінімальна природна витрата: Qпрmin=500 м3/с
6. Середньобагаторічна природна витрата: Qпрсер.баг = 1573,9 м3/с
7. Максимальна зарегульована витрата: Qзарmax = 5300 м3/с
8. Мінімальна зарегульована витрата: Qзарmin=750 м3/с
9. Середньобагаторічна зарегульована витрата: Qзарсер.баг=1573,9 м3/с
10. Мінімальний рівень нижнього б'єфу: ▼НБтіп= 276,7 м;
11.Максимальний рівень нижнього б'єфу: ▼НБтах=278,75 м;
12.Напір:
• максимальний: Ннmax=13,11 м;
• мінімальний: Ннmin =5,225 м;
• розрахунковий:
13.Установлена потужність ГЕС: Nу=203 МВт.
Використана література
1. Золотухін В. І., Лутаєв В.В. Водноенергетичні розрахунки при проектуванні гідроелектростанцій: Навч. Посібник. – Рівне: НУВГП, 2005. – 204 с.:іл..
Міністерство освіти і науки України
Національний університет водного господарства та природокористування
Кафедра гідроенергетики та гідравлічних машин
Пояснювальна записка
до курсової роботи на тему:
