5.4. Определение располагаемых мощностей гэс и среднесуточной обеспеченной мощности гэс

Располагаемые мощности (кВт) определяются по формуле

N = 9,81 · Q_зар · Н_i · η_а , (5.5)

где η_а – КПД агрегата (η_а = η_т · η_г).

Коэффициент полезного действия турбины (η_т) можно принять равным 0,80...0,85, генератора (η_г) – 0,90...0,92. Расчеты по определению располагаемых мощностей ГЭС сводятся в табл. 5.3.

Расчет обеспеченности (Р_i , %) мощностей (графа 5) можно провести по упрощенной формуле

, (5.6)

где m_i – порядковый номер ряда;

n – число членов ряда.

Т а б л и ц а 5.3. Подсчет располагаемых мощностей ГЭС

Расчетные периоды	Напор за период Нi, м	Зарегулированный расход Qзар, м3/с	Мощность за период Ni, кВт	Мощность в убывающем порядке, кВт	Обеспеченность, %
1	2	3	4	5	6
1…12

По данным табл. 5.3 (графы 5 и 6) строится график обеспеченности (продолжительности) среднесуточных мощностей ГЭС [7, рис. 8], по которому выбирается среднесуточная обеспеченная мощность ГЭС (). Для малых ГЭС рекомендуется принимать при Р = 70…80 %.

5.5. Определение обеспеченной пиковой мощности гэс и расчетного расхода

Поскольку предусматривается годичное регулирование стока, то существует возможность осуществления также и неограниченного су­точного его регулирования. При этом полагают, что в энергосистеме других регулирующих электростанций нет, поэтому для проектируе­мой ГЭС предоставляют верхнюю часть графика нагрузки энергосис­темы. В этом случае необходимо отыскать на графике нагрузки энер­госистемы такую часть площади, которой в принятом масштабе соот­ветствовала бы суточная выработка электроэнергии (кВт·ч):

. (5.7)

Наиболее просто эта задача решается с помощью анализирующей кривой графика нагрузки энергосистемы. Расчеты по определению ее координат проводят в табличной форме (табл. 5.4), предварительно построив график суточной нагрузки энергосистемы [7, рис. 18]. Гра­фик суточной нагрузки энергосистемы изменяется по часам в зависи­мости от потребляемой электроэнергии. Для его построения можно ис­пользовать следующее выражение по определению нагрузки на энергосистему (кВт):

, (5.8)

где k_i – коэффициенты, принимаемые по заданию;

– среднесуточная мощность ГЭС расчетной обеспеченности.

Т а б л и ц а 5.4. Подсчет координат анализирующей кривой графика нагрузки энергосистемы

Номер слоя (полосы)	Мощность полосы ∆Рi, кВт	Продолжительность полосы ti, ч	Энергия полосы ∆Э = ∆Рi · ti, кВт·ч	Суммарная энергия ∑Эi, кВт·ч
1	2	3	4	5

По данным табл. 5.4 на графике суточной нагрузки энергосистемы строится его анализирующая кривая. Если отложить Э_сут от вершины анализирующей кривой и опустить вертикаль до пересечения с ней, то получим точку, определяющую нижнюю границу графика нагрузки проектируемой ГЭС. Его максимальная ордината определяет величину обеспеченной пиковой мощности ГЭС (). Тогда установленная рабочая гарантированная мощность ГЭС (кВт) будет равна

, (5.9)

где – пиковая обеспеченная мощность, которая обеспечивается за счет зарегулированного избыточного стока, кВт;

N_баз – базисная мощность, которая обеспечивается расходом санитарных попусков, кВт;

Величина этой мощности складывается из двух частей:

, (5.10)

где – среднесуточная обеспеченная мощность, которая обеспечивается среднесуточным зарегулированным расходом, кВт;

N_пик – пиковая мощность, которая обеспечивается за счет суточного регулирования стока, кВт.

Величина базисной мощности определяется по формуле

, (5.11)

где Q_с.п – расход санитарных попусков или стока разбавления, м³/с;

Н_р – расчетный напор, м;

η_а – КПД агрегата (η_а = 0,75…0,85).

N_рез – резервная мощность, которая принимается равной 10 % от максимальной суточной нагрузки, кВт.

Для расчета резервной мощности применяется формула

, (5.12)

где Р_max – максимальная ордината графика нагрузки энергосистемы, кВт.

Расчетный расход ГЭС (м³/с) определяется из формулы мощности

. (5.13)