Влияние режима расходов ГЭС на напор

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗКИ ПРИ ПЕРЕМЕННОМ НАПОРЕ ГЭС.

Изменение напора ГЭС может вызываться непостоянством уровней верхнего и нижнего бьефов в течение периода оптимизации. На приплотинных ГЭС с большими водохранилищами уровень верхнего бьефа за сутки меняется мало (на сантиметры), а уровень нижнего бьефа достаточно сильно. На Камской ГЭС изменение уровня нижнего бьефа за сутки - 3,5 м, на Новосибирской - 2,5 м. На деривационных ГЭС на несколько метров может меняться напор за счет изменения уровня напорного бассейна.

Изменение напора вызывает "эффект последствий", т.е. влияние режима ГЭС на текущем интервале на последующие.

Пусть в системе имеются две станции - гидравлическая и тепловая. Между ними произвольно распределен заданный график нагрузки с соблюдением баланса мощности. По графику мощностей ГЭС определен график ее расходов.

Влияние режима расходов ГЭС на напор - №1 - открытая онлайн библиотека

Влияние режима расходов ГЭС на напор

Перераспределим нагрузку и посмотрим, к каким изменениям в системе это может привести. В момент tа на интервале dt увеличим расход ГЭС на величину dQ, а в дальнейшем в момент tб на интервале dt уменьшим расход ГЭС на ту же величину dQ. Как изменятся мощности станций в период от tа до tб? Увеличение расхода приведет к увеличению мощности на dPа = q-1dQ и к такому же снижению мощности тепловой станции. Тепловая станция системы будет иметь экономию топлива

Влияние режима расходов ГЭС на напор - №2 - открытая онлайн библиотека ,

где qа, bа - относительные приросты ГЭС и ТЭС; lа = bаqа -множитель Лагранжа; dV= dQ dt - дополнительный сток ГЭС.

Экономия топлива найдена без учета изменчивости напора. В действительности увеличение расхода приводит к увеличению уровня нижнего бьефа. Так как этот процесс затухает медленно, то он будет продолжаться от tа до бесконечности. Мощность ГЭС при этом снижается на

Влияние режима расходов ГЭС на напор - №3 - открытая онлайн библиотека

Таким образом, чтобы судить о мощностях, нужно знать изменчивость уровней нижнего бьефа dHt н.б которая требует учета нестационарных процессов в нижнем бьефе.

Методы эти сложны, и получение величин dHt н.б требует трудоемких расчетов. Поэтому обычно применяются упрощенные методы.

Дополнительный расход топлива ТЭС за счет увеличения уровня нижнего бьефа на dHt н.б

Влияние режима расходов ГЭС на напор - №4 - открытая онлайн библиотека

где принято обозначение

Влияние режима расходов ГЭС на напор - №5 - открытая онлайн библиотека

Такое обозначение введено потому, что величина Dlа н.б. имеет ту же размерность, что и коэффициент эффективности l.

Подобные рассуждения можно применить к моменту tб, когда будет восстановлен баланс стока ГЭС, тогда получим

Влияние режима расходов ГЭС на напор - №6 - открытая онлайн библиотека

Но напор меняется и за счет изменчивости верхнего бьефа, поэтому необходимо учесть эффект последствия. В течение периода от tа и tб ГЭС работает с пониженными на dHв.б по сравнению с первоначальным режимом уровнями верхнего бьефа. Можно так определить снижение мощности ГЭС в этот период:

Влияние режима расходов ГЭС на напор - №7 - открытая онлайн библиотека

причем производная Влияние режима расходов ГЭС на напор - №8 - открытая онлайн библиотека показывает изменение мощности ГЭС от напора, а Влияние режима расходов ГЭС на напор - №9 - открытая онлайн библиотека изменение напора от объема. Всего же объем изменился на dV. Пережог топлива на ТЭС

Влияние режима расходов ГЭС на напор - №10 - открытая онлайн библиотека

где

Влияние режима расходов ГЭС на напор - №11 - открытая онлайн библиотека

причем легко видеть, что размерность этой величины также совпадает с размерностью l.

Общее изменение расхода топлива системы на основании равно:

Влияние режима расходов ГЭС на напор - №12 - открытая онлайн библиотека

Если первоначальное распределение нагрузки было лучше второго, то dBс > 0; если же последующий режим лучше, то dBс <0, т.е. в системе будет экономия топлива. Примем для дальнейшего условие равноэкономичности режимов за расчетное, что соответствует dBс = 0. Из последнего после сокращения dV следует

Влияние режима расходов ГЭС на напор - №13 - открытая онлайн библиотека

Отсюда следует, что при изменении напора ГЭС значение l, не остается постоянным. Поэтому на каждом расчетном интервале времени требуется определять свой коэффициент эффективности l.