Усовершенствование методики определения технико-экономических показателей ГЭС с учетом заиления водохранилища тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.10, кандидат технических наук Плетнев, Дмитрий Евгеньевич

  • Плетнев, Дмитрий Евгеньевич
  • кандидат технических науккандидат технических наук
  • 1999, Москва
  • Специальность ВАК РФ05.14.10
  • Количество страниц 199
Плетнев, Дмитрий Евгеньевич. Усовершенствование методики определения технико-экономических показателей ГЭС с учетом заиления водохранилища: дис. кандидат технических наук: 05.14.10 - Гидроэлектростанции и гидроэнергетические установки. Москва. 1999. 199 с.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Плетнев, Дмитрий Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Процесс заиления водохранилища и методы его расчета. 1О

1.1. Условия формирования и режим стока взвешенных наносов.

1.2. Механизм заиления водохранилищ.

1.3. Анализ методов расчета заиления водохранилищ.

1.4. Постановка задачи и основные этапы ее решения.

ВЫВОДЫ

Глава 2. Определение изменения энергетических и экономических показателей ГЭС на реках с большим объемом твердого стока на стадии проектирования.

2.1.Определение основных энергетических показателей ГЭС на стадии проектирования ГЭС без учета заиления.

2.2. Учет аккумуляции наносов в ложе водохранилища при водноэнергетических расчетах и ее влияние на энергетические показатели ГЭС.

2.3. Критерии определения финансово - экономической эффективности инвестиций в электроэнергетике и методы их расчета.

2.4. Методика определения изменения показателей финансово-экономической эффективности ГЭС, расположенных на горных реках.

ВЫВОДЫ

Глава 3. Исследование влияния заиления водохранилища на энергетические и экономические показатели Ирганайской ГЭС.

3.1.Краткая характеристика водного режима р.Аварское Койсу и исходные данные для расчета изменения энергетических показателей ГЭС по причине заиления водохранилища.

3.2. Определение изменения энергетических показателей Ирганайской ГЭС на стадии проектирования.

3.3. Исходные данные для определения изменения показателей финансово - экономической эффективности Ирганайской ГЭС.

3.4. Определение изменения показателей финансово -экономической эффективности Ирганайской ГЭС.

ВЫВОДЫ

Глава 4. Исследование влияния заиления водохранилищ на технико-экономические показатели каскада ГЭС.

4.1. Исходные данные для расчета изменения энергетических показателей Ирганайской ГЭС и Чиркейской

ГЭС, работающих в каскаде.

4.2. Определение изменения энергетических показателей Ирганайской ГЭС и Чиркейской ГЭС, работающих совместно.

4.3.Исходные данные для определения финансово-экономической эффективности каскада ГЭС с учетом заиления.

4.4 Определение финансово-экономической эффективности Ирганайской ГЭС и Чиркейской ГЭС с учетом заиления.

ВЫВОДЫ

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Гидроэлектростанции и гидроэнергетические установки», 05.14.10 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Усовершенствование методики определения технико-экономических показателей ГЭС с учетом заиления водохранилища»

Эксплуатация ГЭС, расположенных на реках, протекающих в узких, ущелеобразных долинах с большими уклонами и скоростями течения, показывает, что водохранилища теряют часть полезной емкости по причине отложения наносов в верхнем бьефе [27,46,61,65,85,91,99]. При создании на реке аккумулирующей емкости происходит переформирование участков речного русла, причем спектр разновидностей русловых форм на горных реках значительно шире, чем у равнинных рек. Это связано с общим увеличением уклонов от предгорий к высокогорьям, с различиями на разных уровнях в развитии эрозийных и склоновых процессов, с изменением основных гидравлических и режимных характеристик потоков и форм транспорта наносов.

Русловые переформирования, связанные с созданием ГЭС, включают в себя заиление водохранилищ, обрушение берегов, размыв русла в нижнем бьефе и др [38,46,65].

В данной работе будет исследовано влияние заиления водохранилищ на работу ГЭС. Под термином "заиление" подразумевается отложение наносов, которые устойчиво взвешиваются в толще потока и которые в бытовых условиях чаще всего относятся к категории нерусловых [46]. При заилении водохранилищ Карасев И.Ф. в [27] выделяет по крайней мере три стадии:

-иррегулярный режим заиления, при котором определяющую роль играет начальная емкость, поглощающая все поступления наносов;

-регулярный режим заиления, характеризующийся тем, что независимо от начальных условий потеря емкости водохранилища происходит по экспоненциальному закону с уменьшением аккумуляции наносов во времени;

-заключительная стадия - восстановление транзита наносов через водохранилище.

В руководстве "Методика измерения расходов наносов и изучения деформации речных русел и исследование твердого стока" выпущенном СЭВ в 1972 году [58], принимается, что водохранилища потерявшие 70-80% своего объема, не могут считаться годными для нормальной эксплуатации.

Большинство водохранилищ в нашей стране используются комплексно, для нескольких целей: энергетики, питьевого, коммунального и промышленного водоснабжения, водного транспорта, орошения, рыбного хозяйства и др., - следовательно изменение объема водохранилища повлияет на водоподачу для каждой из этих отраслей. В данной работе рассматривается влияние отложения наносов в ложе водохранилища только на изменение показателей работы ГЭС.

Из всех отраслей водного хозяйства гидроэнергетика отличается наибольшей маневренностью, т.е. возможностью приспособления своего режима к различным гидрологическим условиям. В большинстве случаев ГЭС является составной частью большой энергетической системы. Вследствие этого при разработке диспетчерских правил управления водохранилищем приоритетными требованиями являются гарантированный расход воды и гарантированная энергоотдача. Гарантированная энергоотдача является одним из основных показателей при проектировании ГЭС, поскольку от нее зависит значение установленной мощности ГЭС, а также степень участия ГЭС в суточном графике электрической нагрузки энергосистемы [17,23,74,94,95].

Гарантированная отдача в основном определяется притоком воды и полезным объемом водохранилища. Гарантированная отдача по характеру может быть статической и динамической. Значение статической гарантированной отдачи является неизменной в течение длительного периода времени. В случае динамического характера гарантированная отдача зависит от изменяющихся во времени требований водопотребителей и водопользователей, электрических и гидравлических параметров гидроузла и энергосистемы. Одним из изменяющихся параметров гидроузла является полезный объем водохранилища, который теряется вследствие аккумуляции наносов в ложе водохранилища.

Актуальностьтемы диссертации определяется необходимостью научного обоснования влияния русловых деформаций в верхнем бьефе, вызванных отложением наносов, на проектирование и эксплуатацию ГЭС, расположенных на реках с большим объемом твердого стока.

Цель исследования заключается в совершенствовании методики определения технико - экономических показателей ГЭС с учетом транспорта наносов и их аккумуляции в ложе водохранилища, которые рассматриваются как составная часть русловых процессов в верхнем бьефе. В данном исследовании водохранилище, полезный объем которого уменьшается, представляется в виде динамической системы, в которой происходит не стационарный процесс с затуханием во времени. Правильность оценки водноэнергетических показателей гарантирует объективность определения эффективности капиталовложений в строительство ГЭС.

Учет изменения полезной емкости водохранилища, а также технико-экономических показателей ГЭС приведет к необходимости интенсивной разработки и проведения эффективных мероприятий по борьбе с заилением.

Методика исследования включает: а) обработку материалов гидрологических наблюдений за стоком наносов; выделение расчетных интервалов времени и расчетных участков; определение нормы стока наносов; б) расчет заиления по участкам и получение новой формы продольного русла; оценку потери полезной емкости водохранилища; построение зависимостей объемов водохранилища от уровней для каждого периода заиления; в) разработку оптимального режима работы ГЭС по принятым критериям для каждой стадии заиления; г) проведение водноэнергетических расчетов для определения энергетических показателей ГЭС для каждой стадии заиления; оценку изменения показателей работы ГЭС в течение времени; д) исследование влияния потери полезной емкости водохранилища на экономические показатели ГЭС: проведение экономических расчетов с использованием энергетических показателей, изменяющихся во времени, для определения финансово-экономической эффективности проектируемой ГЭС по критерию внутренней нормы рентабельности.

В результате исследования получены следующие выводы и результаты представляющие собой научную новизну:

1. На стадии проектирования при определении энергетических показателей работы ГЭС полезный объем водохранилища уменьшается, по причине отложения в его ложе наносов;

2. Научно обосновано изменение гарантированной, используемой мощности и среднемноголетней выработки энергии ГЭС в связи с потерей полезного объема водохранилища;

3. Исследовано влияние заиления водохранилищ ГЭС, работающих в каскаде, на энергетические показатели совместно работающих станций.

4. Произведена экономическая оценка эффективности инвестиций в ГЭС, учитывающая изменение показателей работы ГЭС во времени, системы финансирования и долговременность результатов проекта.

Практическое использование основных результатов работы необходимо при проектировании и эксплуатации ГЭС, в частности при: а) производстве водноэнергетических расчетов на стадии проектирования ГЭС, расположенных на реках с большим объемом твердого стока; б) исследовании режимов работы и эффективности использования ГЭС в энергетических системах; в) исследовании совместной работы ГЭС, входящих в состав объединенных энергосистем. д) экономической оценке проекта сооружения ГЭС, расположенных на реках с большим объемом твердого стока.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены и обсуждены на:

- международной конференции "Стохастические модели гидрологических процессов и их использование в защите окружающей среды.", Москва, 1998г.

- на заседании кафедры НВИЭ МЭИ (г.Москва, 1999 г.). Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1. Александровский А.Ю., Плетнев Д.Е. Влияние заиления водохранилища на энергетические параметры Ирганайской ГЭС. -Реф.журнал 22, Энергетика №8, 1998, 8Д17.Деп.

2. Александровский А.Ю., Плетнев Д.Е. Методика определения технико-экономических показателей ГЭС с учетом заиления водохранилищ. М:Гидротехническое строительство, №1,1999.

3. Aleksandrovsky A.U., Pletnev D.E. Accounting River-Bed Processes and Transportation of Drifts in Operation of Storage Lakes. Stochastic models of hydrological process and their applications to problems of environmental preservation, Moskow, Water problems Institute, 1998.

Похожие диссертационные работы по специальности «Гидроэлектростанции и гидроэнергетические установки», 05.14.10 шифр ВАК

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.