Кандидат геолого-минералогических наук. Учёное звание Федеральное агентство по рыболовству Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение. - презентация

1 кандидат геолого-минералогических наук. Учёное звание Федеральное агентство по рыболовству Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Астраханский государственный технический университет» Институт (факультет)___Градостроительства______________________________________ Направление подготовки (специальность)___ Строительство___________________ (код, наименование) Профиль _____Гидротехнические сооружения____ Кафедра_______Строительство__________________________________________________ Дисциплина_______Использование водной энергии­­­­_________________________________ Работа выполнена студенткой группы ДССГБ-41 Пушкарева К.А. Руководитель работы к.г.-м.н., доцент Курмангалиева А.Р. Астрахань,2016

2 Список литературы Введение Оптимизация краткосрочных и длительных режимов ГЭУ Поиск оптимального распределения нагрузки между ТЭС и ГЭС Оптимальные режимы работы ГЭС в суточном графике нагрузки Содержание

3 Гидроэнергетика. Учеб.для вузов/ Под ред. В.И. Обрезкова. М.: Энергоиздат, 1981 Гидроэнергетика. Учеб.для вузов/ Под ред. В.И. Обрезкова. М.: Энергоиздат, 1988 Гидроэлектрические станции. Учеб. для вузов/ Под ред. Ф.Ф. Губина – М.: Энергия, Малинин Н.К. Теоретические основы гидроэнергетики, - М.: Энергоатомиздат, html d6. pdf Список литературы

4 Электрической станцией называется комплекс оборудования и устройств, основным назначением которого является преобразования используемого источника энергии в электрическую, т. е. выработка электроэнергии для снабжения ею промышленного, сельскохозяйственного производства, коммунального хозяйства и транспорта. Электростанции делятся по признакам: По виду используемого источника энергии: тепловые электростанции (ТЭС) - на органическом топливе, атомные станции (АЭС) - на ядерном топливе, гидроэнергетические установки (ГЭУ) Использующие кинетическую энергию водотоков ГЭУ включают в себя: гидроэлектростанции (ГЭС) приливные электростанции (ПЭС), гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС). Введение

5 Оптимизация краткосрочных и длительных режимов ГЭУ Различают долгосрочное (год, квартал, месяц) краткосрочное (неделя, день) планирование ЭнР. При долгосрочном планировании гораздо больше неопределенностей, связанных с погодой, аварийными ремонтами генерирующего и сетевого оборудования, поэтому ориентируются на среднюю температуру окружающей среды, нормальную схему сети, а резервы мощности принимают тем больше, чем больше планируемый период. При краткосрочном планировании прогноз потребления составляется с учётом прогноза погоды, учитываются ограничения пропускной способности сетей, связанные с планами ремонтов сетевого оборудования и (или) устройств противоаварийной автоматики, а при оперативном планировании (на предстоящий час) – также аварийные ремонты и погрешности прогноза потребления.

6 ОПТИМИЗАЦИЯ ДОЛГОСРОЧНЫХ РЕЖИМОВ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ Текущее планирование режимов системы В эксплуатируемых системах текущее планирование является, по существу, первой стадией решения режимных задач. Главная задача текущего планирования заключается в получении основных рекомендаций об использовании энергоресурсов и мощностей системы на периоды от месяца до года, поэтому режимные задачи имеют характер долгосрочной оптимизации.

7 В общем случае решаются следующие основные задачи: 1) определяются запасы гидроресурсов и оптимизируется режим их использования; 2) определяются топливные ресурсы системы и производится оптимизация топливо использования; 3) составляются балансы мощности и энергии системы; 4) планируются капитальные ремонты энергетического оборудования;капитальные ремонты 5) определяются технико- экономические показатели работы системы и станций.технико- экономические работы

8 Для смешанной энергосистемы задача оптимального распределения нагрузки делится на две различные задачи. Первая – оптимизация длительных режимов системы. В этой задаче для всего цикла регулирования ГЭС находится оптимальное распределение нагрузки между станциями системы и определяется режим использования водных ресурсов водохранилищ. Последнее и является целью расчетов. Вторая – оптимизация краткосрочных режимов, или оптимальное распределение нагрузки в смешанной системе для суточного или меньшего периода оптимизации. Поиск оптимального распределения нагрузки между ТЭС и ГЭС

9 Распределение нагрузки при постоянном напоре ГЭС

10

11

12

13 Уравнение оптимизации

14

15

16 Рис 1. Режим тепловых станций при работе ГЭС с различным расходом воды

17

18

19 H 1 > H 2 и Q 1 < Q 2

20 Оптимальные режимы работы ГЭС в суточном графике нагрузки Основной характеристикой режима работы энергосистемы являются графики нагрузки. Активная мощность, потребляемая в данный момент времени всеми потребителями энергосистемы, включая собственные нужды электростанций и потери мощности в электрических сетях, называется её нагрузкой. Кривая изменения нагрузки во времени P(t) называется графиком нагрузки (рис 4). Рис. 4 Типичный суточный график нагрузки ЭС.

21 Рис. 4 Типичный суточный график нагрузки ЭС. Характерные показатели суточного графика нагрузки это: -максимальная суточная нагрузка Рмакс; - минимальная суточная нагрузка Р мин; - среднесуточная нагрузка Р сут. Среднесуточная мощность равна суточной выработке деленной на 24 часа. Различают три зоны графика нагрузки: 1. Между осью абсцисс и Рмин. - базовая (базисная) нагрузка 2. Между среднесуточной нагрузкой Рср.сут. и Р макс. - пиковая. 3. Между Рмин и Рср.сут.

22 1. Продолжительность использования максимума нагрузки в часах Эсут. - полная потребляемая электроэнергия за 1 сутки. 2. Продолжительность использования установленной мощности, под которой понимается суммарная номинальная активная мощность всех генераторов электростанций энергосистемы: 3. Коэффициент использования установленной мощности Показатели суточного графика нагрузки

23 Коэффициент заполнения колеблется от 0.5 для крупных энергосистем до для энергосистем с преобладанием энергоемких промышленных предприятий. Коэффициент заполнения переменная величина: в субботу и воскресенье он возрастает. Летом тоже. 4. Коэффициент заполнения (полноты, плотности) графика нагрузки – отношение среднесуточной нагрузки к максимальной

24 Интегральная кривая нагрузки Из хронологического графика может быть получен график продолжительности и интегральная кривая нагрузки. Интегральной кривой суточного графика нагрузки называется зависимость суточной выработки энергии от мощности.(рис.5) Эта зависимость выражается формулой : или Обратите внимание при построении ИКН ось ординат перевернута и направлена сверху вниз Рис. 5 Интегральная кривая нагрузки Интегральная кривая характеризует зависимость прироста суточной выработки энергии Э от прироста нагрузки энергосистемы Р и строится методом графического интегрирования суточной кривой продолжительности нагрузки.

25 Порядок построения ИКН одним из методов. 1. Переменная часть суточного графика нагрузки системы делится на несколько (например, 10) равных частей, характеризующих элементарные приращения нагрузки Р. Каждому приращению нагрузки Р соответствует элементарное приращение суточной выработки Э, количественно равное площади элемента графика нагрузки между двумя горизонталями, ограничивающими элементарное приращение нагрузки Р. 2. Подсчитываются элементарные приращения суточной выработки электроэнергии Э (по площади соответствующих элементов графика нагрузки по графику, либо табличным способом). 3. Выбираем масштаб по оси абсцисс: предельная суточная выработка энергии системой – это средняя мощность умноженная на 24 часа.

26 4. На горизонтальной оси Э справа налево откладываются последовательно элементарные приращения суточной выработки Э 1, Э 2 и т.д. в линейном масштабе, выбранном в п.3 5. Каждая точка интегральной кривой, отвечающая какому-либо элементарному приросту нагрузки (например, Р 1 ) и выработки (например, Э 1 ), определяется пересечением горизонтали, ограничивающий элементарный прирост нагрузки, с вертикалью, проведенной через точку горизонтальной оси координат (оси Э), ограничивающую соответствующую величину приращения выработки.

27 Применение ИКН Построенная кривая может быть использована и для расчета Э с при задании N c от 0 до Р макс. Задана максимальная рабочая мощность l-й ГЭС N l и суточная выработка Э /. Пусть Э l = Э 2 Э 1, a N l = N. 2 N 1. Тогда решением задачи будет зона графика нагрузки, размещенная между горизонтальными линиями, соответствующими пиковым мощностям N 2 и N 1 на рис 6. Это значит, что прямоугольный треугольник abc с катетами (Э l, N l ) совместится с треугольником a'b'c' на интегральной кривой. Рис. 6 Применение ИКН

28 Рассмотренный способ приближенного расчета суточного режима ГЭС весьма прост и нагляден. Однако он применим только при независимости режимов разных ТЭС и ГЭС друг от друга. В противном случае возможно получение ситуации, показанной на рис 7 а. Здесь треугольники abc и def для двух ГЭС (/-й и (/ + 1)-ой) взаимно перекрывают друг друга на интегральной кривой нагрузки. В подобном случае требуется принятие дополнительных условий для определения режимов каждой ГЭС. Рис. 7

29 Для рис. 7 б принято условие максимального участия двух ГЭС в покрытии пиковой части графика нагрузки. В связи с этим (/+1)-я ГЭС, как обладающая большими возможностями регулирования, будет работать как в пиковой, так и в базовой части графика нагрузки системы. Точно так же можно определять и режимы группы ГЭС при заданном порядке их размещения в графике нагрузки системы и известных максимальных рабочих мощностях.

30 Следует предостеречь от характерной ошибки в расчетах режимов группы ГЭС, для каждой из которых заданы Э и N. Она возникает, если совместный режим этих станций определяют по общему треугольнику с катетами, равными сумме всех Э и N. Подобный прием можно применять либо только для базовой части графика нагрузки системы, либо при априорной уверенности в том, что все частные треугольники с катетами Э и N размещаются в зоне существования общего независимо друг от друга.