Разработка методики расчета суточного режима работы гидроэлектростанций в современных условиях

• Автор: Солдаткин, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.14.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Введение.

ГЛАВА 1. Общие проблемы выбора режима работы гидроэлектростанции

1.1. Долгосрочное регулирование речного стока водохранилищами ГЭС .

1.2. Краткосрочное регулирование речного стока водохранилищами ГЭС

1.2.1. Учет неусгановившегося движения в нижнем бьефе.

1.3. Расчет режимов работы ГЭС

1.3.1. Расчет режима ГЭС по критерию максимума выработки электроэнергии в заданных условиях.
1.3.2. Расчет режима работы ГЭС по критерию максимальной экономии органического топлива в энергосистеме
1.3.3. Расчет по критерию максимального вытеснения тепловых электростанций на органическом топливе из графика нагрузки энергосистемы

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. Оптимизация режима работы ГЭС в современных условиях

2.1. Современные условия эксплуатации ГЭС.
2.2. Численные методы оптимизации.
2.2.1. Метод покоординатного спуска.
2.2.2. Метод динамического программирования.
2.2.3. Метод проекции градиента.
Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. Оптимизация суточного режима работы ГЭС по критерию получения максимального дохода от продажи электроэнергии на ОРЭМ.
3.1. Алгоритм оптимизации и режима работы ГЭС по критерию максимального дохода.
3.2. Исследование влияния входящей информации на режим работы ГЭС по критерию максимального дохода.
3.3. Сравнение режимов работы ГЭС при расчете по различным критериям. Проверка результатов принятой расчетной модели.
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. Пример использования разработанной методики в расчете суточного режима работы ГЭС
4.1. Исследование влияния рабочих характеристик ГЭС на режим работы Боткинской ГЭС, рассчитанный по критерию максимального дохода
4.2. Исследование влияния кривых связи расходов и уровней воды в нижнем бьефе на режим работы Боткинской ГЭС, рассчитанный по критерию максимального дохода.
4.3. Исследование совместного влияния изменения рабочих характеристик ГЭС и гидравлических характеристик на режим работы Воткинской ГЭС, рассчитанный по критерию максимального дохода
Выводы по главе 4.
Общие выводы.
Список литературы


Требования по оптимизации режима работы ГЭС зависят от размера водохранилища, величины установленной мощности, роли ГЭС в энергосистеме и иных факторов. ГЭС при любом регулировании в некоторые промежутки времени работают с расходом воды, превышающим приток, а в другие периоды времени расходуют воды меньше притока. В первом случае происходит сработка водохранилища, а во втором наполнение. Время, которое тратится на сработку и наполнение водохранилища до нормального подпорного уровня НПУ является длительностью цикла регулирования. Регулирование может быть долгосрочным или краткосрочным. К долгосрочному регулированию относятся многолетнее, годичное, сезонное. К краткосрочному недельное и суточное . При этом необходимо учитывать то, что любая электростанция с долгосрочным регулированием ведет регулирование и с меньшей длиной цикла. Таким образом, чем выше цикл регулирования, тем больше уровней оптимизации режима работы необходимо проводить для ГЭС. Задачами долгосрочного регулирования стока занимались многие советские ученые, начиная с х гг XX века. Данной проблеме посвящены книги и статьи Крицкого и Менкеля . Великанова АЛ. Щ., Леви И. И. , Саваренский А. Д. , и др. С.Н. Крицкий и М. Ф.Менкель обобщают опыт советского гидротехнического проектирования в области регулирования речного стока. Описывают методы регулирования речного стока, применяемые в условиях плановош хозяйства СССР. В частности задачи и методы регулирования стока и приемы водохозяйственных расчетов, расчеты регулирования стока, основанные на теории вероятностей, регулирования стока на жесткий график водоотдачи, регулирования стока при отдаче, колеблющейся в зависимости от многоводности периодов, регулирование половодий и паводков. А так же методики водноэнергетических расчетов ГЭС, работающих в электроэнергетической системе, т. ГЭС, работающих совместно с тепловыми станциями на органическом топливе ТЭС и другими ГЭС. Методики предегавлены как для суточных, так и для годовых периодов расчетов. Про выбор оптимального режима работы писал В. М. Горштейн. В своих книгах он излагает методики расчета оптимальных режимов работы ГЭС параллельно с тепловыми электростанциями. Представлены основные понятия и основы выбора наивыгоднейшего режима работы ГЭС в энергосистеме. Предлагает положения метода относительных приростов и его применение для выбора экономически наивыгоднейшего распределения нагрузок между тепловыми электростанциями. Описан учет колебаний напоры, вызываемых явлениями неустановившегося режима в нижнем бьефе ГЭС. С учетом всех факторов, а так же с учетом изменений величины напоры, вызываемых изменениями уровня верхнего бьефа представлена методика выбора наивыгоднейшего режима работы ГЭС в энергосистеме. ГЭС. Методы математической оптимизации в области долгосрочных сезонных, годовых и многолетних режимов режима работы ГЭС изучал Цветков Е. В. Он рассматривал задачи оптимального регулирования речного стока водохранилищами ГЭС как при однозначно заданных гидрографах, так и при вероятностном прогнозе речного стока. В его работах рассматриваются вопросы учета краткосрочной суточной и недельной оптимизации режимов энергосистем при расчетах долгосрочных режимов водохранилищ ГЭС и, наоборот, учет результатов долгосрочной оптимизации режимов водохранилищ ГЭС при оперативной краткосрочной оптимизации режимов энергосистем. Автор исследует применение к задаче оптимизации долгосрочных режимов ГЭС трех групп таких методов динамического программирования, случайного поиска и градиентных. Методы динамического программирования показали хорошие результаты при расчете режима одиночных водохранилищ, уступая градиентным методам в случае систем водохранилищ. Методы случайного поиска показаны в книге чрезвычайно простыми в программировании, но трудоемки по вычислениям, однако, при современном развитии вычислительной техники данные методы могут считать приоритетными. Планирование долгосрочных режимов ГЭС, как уже было отмечено выше, включает в себя планирование режимов на уровни многолетнего, годового, квартального и месячного временных интервалов. Ретроспективный анализ долгосрочных режимов ГЭС .