Гидроаккумулирующие электростанции

Мощность и энергия ГЭС ограничены природными гидроресурсами, поэтому в настоящее время в некоторых энергосистемах используются гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС). Особенностью ГАЭС является то, что её гидроагрегаты являются обратимыми и могут работать в турбинном (генераторном) и насосном режимах, а также наличие двух бассейнов (верхнего и нижнего) расположенных на разных уровнях.

В часы ночного провала нагрузки энергосистемы гидроагрегаты ГАЭС работают в насосном режиме, получая энергию от энергосистемы (ТЭС и АЭС), и перекачивают воду из нижнего бассейна в верхний. В часы прохождения максимума нагрузки гидроагрегаты ГАЭС работают в режиме генераторов - вырабатывают электроэнергию; преобразуют запасённую в ночное время потенциальную (гидравлическую) энергию в электрическую (рис.6.7).

КПД ГАЭС составляет 70-75 %. Стоимость строительных работ на ГАЭС значительно ниже, чем на ГЭС, потому что не требуется перекрытия рек, возведения высоких плотин и т.п. Установлено, что эффект от использования ГАЭС можно получить, если разность уровней воды в верхнем и нижнем бассейнах не менее 100 м.

Рисунок 6.7. Схема режимов работы гидроагрегатов ГАЭС

ГАЭС характеризуется высокой маневренностью оборудования. Наличие у ГАЭС значительного регулировочного диапазона нагрузки (в турбинном и насосном режимах) и ёмкости аккумулирования позволяет очень эффективно использовать их в энергосистеме в качестве нагрузочного (частотного) и аварийного резервов.

Агрегаты ГАЭС могут использоваться в режиме синхронного компенсатора для выработки реактивной мощности и энергии.

В настоящее время в России эксплуатируется Загорская ГАЭС мощностью 1200 МВт.

Приливные электростанции

Приливные электростанции (ПЭС) преобразуют механическую энергию приливно-отливных колебаний уровня воды в море в электрическую энергию. В некоторых морских заливах приливы достигают 10 - 12 м, а наибольшие приливы наблюдаются в заливе Фанди (Канада) и достигают 19,6 м.

В местах, где имеется перепад уровней воды во время приливов и отливов строятся приливные электростанции (ПЭС), в которых используются капсульные гидроагрегаты. Наиболее мощная ПЭС Ранс во Франции; её мощность составляет 240 МВт (24 10 МВт). В России на Кольском полуострове вблизи г. Мурманска, где приливы достигают 10-13 м построена Кислогубская ПЭС (2 0,4 Мвт).

Технические ресурсы приливной энергии России оцениваются в 200—250 млрд. кВт · ч в год и в основном сосредоточены у побережий Охотского, Берингова и Белого морей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В энергосистеме ГЭС обычно используются для выработки электроэнергии, покрытия графика нагрузки, особенно его пиковой части, регулирования частоты, в качестве резерва и для выработки реактивной мощности в режиме синхронного компенсатора.

ГЭС по сравнению с ТЭС имеют более высокие показатели:

• себестоимость электроэнергии, отпускаемой с ГЭС в среднем в 5-6 раз ниже, чем с ТЭС;
• расход электроэнергии на собственные нужды на ГЭС 0,35 %, а на ТЭС - 6,5 %;
• численность производственного персонала на ГЭС 0,38 чел./МВт, а на ТЭС - 1,65 чел./МВт.

Одним из важнейших преимуществ ГЭС по сравнению с ТЭС является способность эффективно работать при неравномерном графике нагрузки энергосистемы. ГЭС имеют высокую маневренность, высокий КПД, очень высокую скорость пуска агрегатов (2-5 мин) и возможность полной автоматизации. Кроме того, ГЭС являются «чистыми» источниками электроэнергии.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ЛЕКЦИИ 6

1. Схемы использования гидроэнергии: плотинная, деривационная, плотинно – деривационная – 3 балла.

2. Русловые и приплотинные ГЭС – 3 балла.

3. Энергомеханическое оборудование ГЭС – 3 балла.

4. Гидравлические турбины (отличие от паровых и газовых) – 3 балла.

5. Гидрогенераторы (конструктивное отличие от турбогенераторов) – 3 балла.

6. Гидроаккумулирующие электростанции – ГАЭС. Принцип работы
ГАЭС – 3 балла.

7. Приливные электростанции (ПЭС). Принцип работы ПЭС – 3 балла.

ЛЕКЦИЯ 8