Под кривой продолжительности понимают ряд отмеченных за некоторое время значений расходов воды (стока) в реке, расположенных в порядке их убывания.
Кривая продолжительности выражает вероятность того, что расход Q>Qi будет наблюдаться в течение времени от 0 до ti.
Если продолжительность (шкалу времени) выразить в процентах общей длительности периода, которая принимается за 100% получим кривую обеспеченности. Она выражает вероятность появления того или иного расхода, но не дает представления о последовательности чередовании расходов. Графическое представление кривой обеспеченности дано на рис. 2.6. На этом рисунке кривая обеспеченности построена с использованием теории вероятности и конец ее уходит в отрицательную область. Кривая по продолжительности в отрицательную область не уходит, здесь имеется некоторое расхождение с теорией вероятности.
Кривая обеспеченности используется для выбора параметров ГЭС.
Обозначим: H - перепад уровней воды на рассматриваемом участке, м; Q – расход воды, м3/с; r - плотность воды. кг/м3; g – ускорение свободного падения, м/с2. Тогда потенциальная мощность потока определится так:
N0= rgQH = 9810Q×H, Вт. (2.29)
2.4.Работа водного потока. Методы концентрации напора
При учете потерь напора и расхода в гидроэнергетической установке мощность последней будет равна:
N = 9,81QHh, Квт; (2.30)
h - к.п.д. гидроэнергетической установки.
За время t будет выработано электроэнергии:
, кВт×ч. (2.31)
Э зависит от Q и H, чем они больше, тем больше Э. В естественных условиях концентрированные H встречаются крайне редко: равнинные реки имеют уклон свободной поверхности реки 5 – 10 см/км, горные 5 – 10 м/км. Для турбин ГЭС напоры приходится создавать искусственно.
Плотинная схема концентрации напора предусматривает сооружение плотины, перегораживающей русло реки (рис.2.7). Водохранилище с верховой стороны носит название верхнего бьефа, а часть реки, примыкающая к плотине с низовой стороны - нижнего бьефа. zвб, zнб – соответственно, уровни верхнего и нижнего бьефов; разность их - необходимый напор ГЭС HГЭС, он меньше за счет потерь на участке DH;
HГЭС= Hуч - DH, (2.32)
DH – невосполнимая потеря напора.
На горных реках с большим уклоном концентрация напора осуществляется по деривационной схеме (рис. 2.8); на рисунке 1- плотина, создающая небольшой подпор и малое водохранилище; 2 –водоприемник; 3 – деривация (открытый канал, или туннель, или трубопровод); 4 – ГЭС с турбинами; 5 – уравнительный резервуар для смягчения возможных при нестационарных режимах гидравлических ударов; 6 – напорные водоводы для подачи воды из деривации к турбинам ГЭС. Перепад уровней русла реки между местом сооружения плотины и местом сооружения ГЭС велик, напор создается деривацией. DH включает потери в деривации и напорных трубопроводах.
Может быть плотинно-деривационная схема, реализуемая в тех случаях, когда участок реки на своем протяжении имеет различный уклон, поэтому целесообразно использовать плотинную схему там, где уклон невелик, и деривационную на участке с большим уклоном.
Схема гидроаккумулирующей электростанции (ГАЭС) имеет верхний 1 и нижний 6 бассейны (рис. 2.9). Нижний бассейн (бьеф) - это водохранилище или река, верхний – существующее озеро или специальное водохранилище. На рис. 2.9: 2 – водоприемник, 3 – уравнительный резервуар, 4 – турбинный трубопровод, 5 – здание ГАЭС. В часы ночных повалов электрической нагрузки работают электродвигатели насосов ГАЭС и перекачивают воду из нижнего бассейна в верхний, В часы пика электрической нагрузки насосы отключаются, вода из верхнего бассейна направляется в гидротурбины ГАЭС, последние вращают электрические генераторы, вырабатывающие электроэнергию.
Синхронная электрическая машина может работать в двух режимах: в двигательном и генераторном. Обратимые гидротурбины могут работать в насосном и турбинных режимах. Таким образом, ГАЭС работает по двухмашинной схеме: ее агрегат имеет на одном валу обратимые электрическую и гидравлическую машины. Если верхний бассейн не имеет естественной подпитки, то ГАЭС носит название ГАЭС чистого вида. Если верхний бассейн имеет постоянный естественный приток воды, то имеем дело с ГАЭС смешанного типа, ее называют ГЭС-ГАЭС.
В России имеется Загорская ГАЭС под Москвой проектная мощность ее 1200 МВт.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.