Электростанции и их назначение. Графики электрических нагрузок электростанций. Основные направления производства электроэнергии, страница 17

Таким образом, в противоположность плотинной схеме, где создание напора осуществляется с помощью плотины, в данной схеме напор создается деривацией, т.е. искусственным водоводом. Для смягчения гидравлических ударов в некоторых режимах работы  ГЭС сооружается уравнительный резервуар.

6.2. Гидроаккумулирующие станции

Установки, в которых насосы и турбины размещаются в одном здании (рис. 5.2), называются гидроаккумулирующими электростанциями (ГАЭС). Эти электростанции предназначены для покрытия пиковых нагрузок в крупных энергосистемах (см. рис. 1.1). В период минимальных нагрузок энергосистемы (это главным образом  относится к ночному времени суток) вода из нижнего резервуара (бьефа) (рис. 5.2)  закачивается с помощью насосов, расположенных в здании   ГАЭС, в верхний резервуар (бьеф). При этом происходит режим зарядки ГАЭС и эта станция в данный период времени представляет собой нагрузку, т.е. потребляет электроэнергию энергосистемы, так как насосы, подающие воду из нижнего бьефа в верхний, приводятся в движение крупными электродвигателями.

В то время, когда энергосистема имеет максимальную нагрузку (см. рис. 1.1), ГАЭС может выдавать электрическую энергию в сеть как обычная ГЭС. При этом вода из верхнего резервуара  через водовод  попадает к турбинам, расположенным в здании ГАЭС, и отдает ей запасенную ранее энергию. На одном валу с турбиной расположен генератор, который, преобразуя механическую энергию в электрическую, выдает эту электрическую энергию в сеть.

Рис. 5.2 Схема гидроаккумулирующей электростанции.

Нижним резервуаром (бьефом) ГАЭС может служить водохранилище (естественное или искусственное) или река, а в качестве верхнего резервуара (бьефа) используется существующее озеро или специально созданное на значительной высоте водохранилище.

Необходимость строительства ГАЭС в настоящее время определяется прежде всего тем, что в энергосистеме с каждым годом возрастают режимные трудности, связанные с нехваткой маневренных мощностей. Так, увеличение нагрузки в утренние часы суток после ночного провала (см. рис. 1.1) приводит к возрастанию скорости её подъема, которая для энергосистемы СССР может достигать в отдельные периоды времени 500-700 МВт/мин. Такую скорость набора мощности не могут обеспечить тепловые или атомные электростанции. Эту задачу могут выполнить в основном только гидроэлектростанции, способные за считанные минуты набирать полную мощность станции или полностью сбрасывать ее.

Однако  гидроэнергетические ресурсы в Европейской части страны в значительной мере исчерпаны. Поэтому для регулирования графиков нагрузки энергосистем наиболее приспособлены ГАЭС, которые одновременно являются высокоманевренными источниками пиковой мощности и весьма энергоемкими потребителями.

К достоинствам ГАЭС можно также отнести то, что в отличие от обычных гидростанций энергоотдача ГАЭС не зависит от водности года.

Кроме того, ГАЭС искусственно создает гидроэнергетические ресурсы, что бывает особенно важно для тех районов, где этих ресурсов недостаточно.

Как недостаток можно рассматривать довольно низкий для гидростанций КПД, который определяется насосным и турбинным режимами работы. Значение коэффициента полезного действия ГАЭС обычно не превосходит 0,78. Однако следует отметить, что значение КПД в турбинном режиме, когда ГАЭС выдает электроэнергию (это происходит в дневные часы суток),   намного   выше, чем КПД ГАЭС, работающей ночью в насосном режиме. Но в эти часы суток по экономическим соображениям часть энергии по существу является бросовой.