ДИСПЕТЧЕРСКИЕ ГРАФИКИ ПРИ ГОДИЧНОМ И МНОГОЛЕТНЕМ РЕГУЛИРОВАНИИ СТОКА
Ввиду того, что в системе одновременно оптимизируются режимы работы нескольких водохранилищ, неравнозначных по своим регулирующим возможностям, обычно при разработке правил управления их работой формируют некоторые принципы управления и определенную его иерархию.
Правила управления, или диспетчерские графики управления работой водохранилищ ГЭС на нижнем иерархическом уровне являются зависимостью их собственных отдач от запасов воды в водохранилищах и времени года.
На втором уровне иерархии управления — на уровне мощных и хорошо зарегулированных ГЭС, главенствующих в системе, целью управления является компенсация коле-баний выработки энергии остальных ГЭС при обеспечении транспортных и других по-пусков в НБ и отъемов воды из водохранилищ.
Построение диспетчерских графиков работы водохранилищ на всех уровнях иерар-хии управления производится путем проведения серии расчетов регулирования стока на заданную отдачу в различных условиях водности реки (или рек). Результаты указанных расчетов обобщаются затем в систему правил назначения отдачи ГЭС (или гидростанций каскада) в зависимости от текущего момента времени и состояния уровня воды в том или ином водохранилище..
Рассмотрим построение диспетчерского графика в простейшем случае, когда по условиям оптимизации необходимо обеспечить гарантированные расходы воды и наиболее полно использовать водные ресурсы.
При построении графиков считаются заданными обеспеченность р в процентах и гарантированный расход воды Qp, который определяется на основе расчетов регулирования стока.
При годичном регулировании расходов в течение маловодного года расчетной обес-печенности водохранилище наполняется до НПУ и срабатывается до УМО. В первую очередь строится противоперебойная линия, отделяющая зону гарантированного расхода Qp от зоны повышенных расходов воды. Для периода сработки водохранилища отбирают годы с меженным стоком Л4, близким к стоку расчетной обеспеченности Мр. Для всех отобранных лет сток приводится к расчетному путем умножения расхода каждого месяца межени на отношение объемов Л4р/Мг и затем проводятся расчеты регулирования «ходом назад», идя от опорожненного водохранилища и поддерживая постоянный зарегулированный расход Qp.
В результате для периода сработки будут получены кривые наполнений водохра-нилищ, верхняя огибающая которых наносится на диспетчерский график и считается противоперебойной линией (рис. 4-11, кривая а).
Аналогичные расчеты проводятся для периода наполнения водохранилища. Для этого отбирают годы со стоком паводка/Д, близким к Пр, пересчитывают расходы путем умножения на Пр/П, проводят расчеты «ходом назад», идя от наполненного водохранилища 11 и поддерживая расход Qp. На основе проведенных расчетов строятся кривые наполнений х С момента, когда на спаде паводка расход притока равен Qp,
водохранилища и верхняя огибающая их наносится на диспетчерский график (рис. 4-11, линия б). На случай наступления крайне маловодных лет строится линия в ограниченного расхода Qcn < Qp, который определяется в результате анализа притока воды и резервов энергосистемы.
В годы с повышенной водностью ставится задача возможно более полного и наибо-лее эффективного использования стока и уменьшения до минимума холостых сбросов воды. С этой целыо строится противосбросовая линия г. Для ее построения отбираются годы с высоким меженным стоком М/, близким к стоку многоводного года Мыц, обеспеченностью (100 — р) и производится приведение стока к Мт путем умножения среднемесячных расходов воды на отношение объема Мын/М. Затем, идя от опорожненного водохранилища «ходом назад», при турбинном расходе QT, проводится расчет регулирования стока по интегральной кривой и строятся линии наполнения. Нижняя огибающая этих линий считается нротивосбросовой линией и наносится на диспетчерский график (рис. 4-11, линия г). Аналогично может быть построена противосбросовая линия для периода наполнения водохранилища.
В зоне В, ограниченной линиями а и г, режим повышенных расходов воды назна-чается наивыгоднейшим. Оптимизация производится обычно по условию получения мини-мума затрат энергосистемы на топливо для ТЭС. На диспетчерский график наносится а и б — противоперебойные линии; в — линия сниженного расхода воды; ? — противосбросовая линия; д — линия безопасности; А — зона холостых сбросов воды;
Б — зона работы с полной пропускной способностью турбин QT; В — зона повышенных расходов воды QT > Q > Qp; Г — зона гарантированных расходов воды; Д — зона ограничения расходов воды Q < Qp. Зоны показаны для раннего половодья линия безопасности (см. рис. 4-11, линия д). Выше линии безопасности расположена зона работы всех водосбросных отверстий при полном открытии их.
На рис. 4-11 линия безопасности 7—1—6 соответствует раннему половодью, а линия 7—1—5—8 — позднему половодью. Противоперебсйная линия также показана как для раннего половодья 1—2, так и для позднего половодья — 1—3—4. Выделение зон штри-ховкой дано для раннего половодья. Линия безопасности должна касаться противоперебой- ной линии в точке 1. Если линия безопасности всюду проходит выше противоперебойной линии, то размеры водосбросных отверстий будут завышенными. Пересечение этих линий происходит при недостаточных размерах водосброса.
При комплексном использовании водотока значения отдач и их обеспеченности обычно бывают разными. Так, в представленном на рис. 4-12 несколько схематизированном диспетчерском графике конкретного водохранилища обеспеченность нормальных отдач была принята для ирригации 75 %, а для энергетики до 95 % (по числу бесперебойных лет), и для сниженной отдачи соответственно — 97 и 98,5 %.
Из графика нормальной и сниженной отдачи для ирригации (рис. 4-12, б) видно, что в основной поливной период (IV — IX) сниженные расходы немного отличаются от нормальных. Водозабор для ирригации расположен ниже водохранилища; поэтому вся вода для орошения проходит через турбины ГЭС. При этом в рассматриваемом случае в период VI—IX даже при сниженных ирригационных пропусках среднемесячная мощность ГЭС получается больше гарантированной (см. зоны А и В рис. 4-12, а), но меньше установленной мощности ГЭС. В зоне ? обеспечивается нормальная отдача для ирригации и энергетики. В зоне Г снижается отдача для ирригации и энергетики. В зоне Д ГЭС работает с полной установленной мощностью. В зоне Е по условиям безопасности соору-жений гидроузел должен работать с полной пропускной способностью водосбросов и тур-бин ГЭС.
А — зона нормальных гарантированных отдач группы ГЭС; Б — зона сниженных отдач группы ГЭС; В — зона минимальных отдач ГЭС при водохранилище-компенсаторе; Г — зона повышенных отдач группы ГЭС; Д — зона максимальных отдач компенсирующей ГЭС (при водохранилище-компенсаторе); Е — зона повышенных расходов воды; Ж — зона, безопасности (работа с максимальной пропускной способностью водосливов водохранилища-компенсатора и турбин компенсирующей ГЭС); 3 — зона гарантированных расходов воды при начальном наполнении водохранилища-компенсатора; И — зона минимального санитарного расхода воды при начальном наполнении водохранилища-компенсатора
Особенностью диспетчерского графика водохранилища-компенсатора является наличие зоны для компенсирующего регулирования выработки энергии ГЭС системы, работающих на незарегулированном и малозарегулированном стоке. Для такого водохранилища может быть построен как статический, так и динамический диспетчерский график.
В динамическом графике учитывается: а) повышение регулирующей способности водохранилища по мере его наполнения; б) ожидаемый ввод в эксплуатацию новых ГЭС на данном и на других водотоках; в) планируемое изменение структуры энергосистемы и условий ее эксплуатации (рис. 4-14),