ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ГАЭС В РОССИИ. Гаэс в россии

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ГАЭС В РОССИИ — Мегаобучалка

Наличие в России практически единственной привлекаемой для регулирования электрических режимов энергообъединения Загорской ГАЭС мощностью в турбинном режиме 1200 МВт совершенно не соответствует реальным потребностям энергообъединений Европейской части России, где суммарный дефицит маневренной мощности по состоянию на 2007 г. составляет около 6 млн кВт. Стратегией развития электроэнергетики в России на ближайшие 15 лет предусмотрен ввод новых энергетических мощностей в объеме 19,4 млн кВт.

Предполагалось, что в общем объеме вводов будут в основном высокоэкономичные мощности в виде парогазовых установок (ПГУ) с газовыми турбинами, обладающими более широкими регулирующими возможностями. Однако необходимо учитывать, что процесс регулирования мощности ПГУ сопровождается значительным снижением их к.п.д. Кроме того, в последнее время появились предпосылки переориентации ПГУ на угольные установки, маневренные качества которых значительно ниже ПГУ.

Одновременно планируется ввод новых энергоблоков АЭС с нарастанием объемов с 1000 МВт до 2000-3000 МВт в год. К 2020 г. доля атомной генерации в общем производстве электроэнергии в соответствии с энергетической стратегией России должна составить 23 %, что потребует установленной мощности АЭС не менее 45 млн. кВт. Для достижения прогнозных показателей развития атомной энергетики планируется к 2015 г. ввести 9,8 млн. кВт, а к 2020 г. - 16 млн. кВт новых мощностей.

Таким образом, совокупный прогнозный средний ежегодный ввод мощностей АЭС и ТЭС на период до 2020 г. составляет от 3 до 4 млн. кВт.

Если учесть, что, во-первых, в соответствии с мировым опытом, доля маневренных мощностей должна составлять около 25 % от общей установленной мощности и, во-вторых, планируемая к вводу мощность располагается преимущественно в Европейской части России, где гидроэнергетические ресурсы практически исчерпаны, то можно прогнозировать необходимость ежегодного ввода в Европейской части России не менее 1 млн. кВт гидроаккумулирующих мощностей.

Выбор площадок для возможного строительства ГАЭС, а также выбор их параметров должны быть согласованы со стратегической программой развития генерирующих мощностей, в том числе мощностей АЭС.

Независимо от планируемого ввода новых мощностей на АЭС и ТЭС уже существующий дефицит маневренных мощностей определяет необходимость строительства таких ГАЭС, как Загорская ГАЭС-2, Ленинградская ГАЭС, Центральная (Тверская) ГАЭС, Курская ГАЭС, Волоколамская ГАЭС, Зеленчукская ГЭС-ГАЭС, проектная документация по которым требует существенной переработки.

Перспективными с точки зрения необходимости строительства для компенсации вновь возникающего дефицита маневренной мощности при вводе новых тепловых энергоблоков и имеющими предварительные проектные проработки являются ГАЭС Владимирская, Ростовская, Кармановская, Средневолжская-1 и Средневолжская-2, Уральская и др., предварительно выбранные параметры которых также требуют уточнения.

Кроме Европейской части России, существует объективная необходимость строительства ГАЭС на Сахалине. Энергообъединение «Сахалинэнерго» представляет собой изолированную энергосистему, основой которой являются Сахалинская ГРЭС с шестью турбоагрегатами суммарной мощностью 300 МВт (28 % выработки электроэнергии) и Южно-Сахалинская ТЭЦ-1 установленной мощностью 225 МВт (46 % выработки). Несколько мелких электростанций (дизельных, тепловых, ГТУ) имеют преимущественно местное значение.

Энергосистема лишена возможности использовать регулирование, связанное с широтными перетоками мощности. Поэтому даже при условии разгрузки ГРЭС и ТЭЦ до технического минимума во время ночного снижения нагрузки как летом, так и зимой возникает избыток генерирующей мощности, и энергосистема вынуждена прибегать к ежесуточной остановке и последующему пуску двух турбоагрегатов ГРЭС. Это приводит к неэкономичной работе ГРЭС и объединения в целом, снижает надежность и повышает вероятность аварийного выхода турбоагрегатов из строя, сокращает их технический ресурс.

Строительство и ввод Сахалинской ГЭС-ГАЭС позволит вывести из работы ряд мелких и неэкономичных дизельных электростанций и ГТУ и даст возможность тепловым электростанциям перейти из полупикового режима работы в базовый, что значительно улучшит технико-экономические показатели электростанций и энергосистемы в целом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Необходимость строительства ГАЭС объективно обусловлена дефицитом маневренных мощностей в тех регионах, в которых преобладают маломаневренные тепловые и атомные электростанции. Это новая и перспективная, а также очень нужная и полезная отрасль гидроэнергетики.

Хотелось бы отметить еще одну из наиболее важных проблем, которую я не упомянула в своей работе. При эксплуатации вновь построенных ГАЭС, как и других новых энергообъектов, появляется проблема формирования и своевременной подготовки эксплуатационного персонала. Обычно новые коллективы эксплуатационников формируются в значительной степени за счет миграции специалистов нужного профиля с родственных предприятий. Также следует рассчитывать на то, что эксплуатационный персонал вновь построенных ГАЭС будет комплектоваться за счет молодых специалистов, не имеющих опыта работы на гидростанциях, либо, в лучшем случае, частично за счет перехода специалистов с обычных ГЭС.

Гидротехнические сооружения и гидроэнергетическое оборудование ГАЭС конструктивно не многим отличаются от аналогичных объектов ГЭС. Принципиальное отличие ГАЭС заключается в режиме работы и повышенной интенсивности эксплуатации оборудования и сооружений.

Цель моего реферата такова: показать объективную необходимость ускоренного развития гидроаккумулирования, в пределах имеющихся информационных возможностей дать обзор существующих в мире типов и конструкций ГАЭС.

Неразрывность процесса производства и потребления электроэнергии требует от энергосистем значительного маневрирования мощностями электростанций и агрегатов. Однако современное оборудование ТЭС и АЭС не приспособлено к резкопеременному режиму работы. Тратяться огромные средства на различного рода усовершенствования, реконструкцию отдельных узлов агрегатов и на устранения неполадок. При решении указанной проблемы гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) занимают особое место, так как они одновременно являются высокоманевренным источником пиковой мощности и потребителем регулятором. В отличии от гидроэлектростанций обычного типа пиковая энергоотдача ГАЭС не зависит от водности года.

Перспективность развития этого вида гидроэнергетики определяется не столько техническими проблемами, которые по мере необходимости будут так или иначе разрешаться, сколько экономическим статусом ГАЭС, а именно прибыльностью и, соответственно, инвестиционной привлекательностью проектов новых станций этого типа.

Таким образом, техническая необходимость развития сравнительно нового вида гидроэнергетики – гидроаккумулирования не вызывает сомнения, поскольку ГАЭС позволяют оптимизировать работу ТЭС, АЭС и энергообъединений в целом, обеспечить нормативное качество электроэнергии в нормальных режимах, снизить перетоки мощности по межсистемным связям, повысить надежность и живучесть энергообъединений, а также – в ряде случаев – радиационную безопасность АЭС в аварийных ситуациях, облегчить условия послеаварийного восстановления энергосистем в случае крупной системной аварии, сопровождающейся разделением системы и «посадкой» тепловых станций на «ноль», а также оказать благотворное влияние на общехозяйственные процессы страны: сгладить последствия наводнений, создать запасы воды для целей ирригации, хозяйственного и бытового потребления и т. д. Эти технологические возможности ГАЭС носят больше качественный характер, чем количественный, и их трудно оценить экономически.

megaobuchalka.ru

Общие сведения

Загорская ГАЭС – крупнейшая гидроаккумулирующая электростанция России. Расположена на реке Кунья вблизи поселка Богородское Сергиево-Посадского района Московской области. Один из наиболее значимых энергообъектов Объединенной энергосистемы Центра. Входит в десятку крупнейших гидроаккумулирующих электростанций в мире мощностью более 1 000 МВт.

К основным задачам Загорской ГАЭС относится производство электроэнергии, выравнивание суточной неоднородности графика нагрузок в энергосистеме Центра, участие в регулировании частоты и перетоков мощности в регионе. Благодаря высокой маневренности гидроэнергетического оборудования, станция используется как быстровводимый резерв мощности при различных возмущениях в энергетической системе.

Технический проект Загорской ГАЭС разработан научно-исследовательским институтом «Гидропроект».

Уникальность станции заключается в том, что она способна не только производить, но и аккумулировать электроэнергию. Ночью, когда спрос на электроэнергию падает, гидроагрегаты ГАЭС работают как насосы, перекачивая воду из нижнего бассейна станции в верхний, тем самым забирая излишки из энергосистемы. В часы максимальных нагрузок вода через гидроагрегаты срабатывается обратно, обеспечивая дополнительную выработку электроэнергии. Таким образом, Загорская ГАЭС выполняет важную регулирующую функцию по сглаживанию пиков нагрузки и заполнению провалов в московской энергосистеме. Кроме этого, гидроагрегаты станции работают в режиме синхронного компенсатора для регулирования напряжения в прилегающей сети 500 кВ.

Установленная мощность Загорской ГАЭС в турбинном режиме составляет 1200 МВт, в насосном режиме – 1320 МВт. Среднегодовая выработка электроэнергии – 1 900 млн киловатт-час. В машинном зале станции установлены 6 обратимых гидроагрегатов.

В 2017 году Загорская ГАЭС отметила 30-летие со дня пуска первого гидроагрегата. За 30 лет эксплуатации станция выработала почти 42 млрд киловатт-час электроэнергии.

www.zagaes.rushydro.ru

Гидроаккумулирующая электростанция | Политика, экономика, общество (без банов)

Категория "Энергетика на возобновляемых источниках" в сообществе "Политика, экономика, общество (без банов)"

Гидроаккумули́рующая электроста́нция (ГАЭ́С) — гидроэлектростанция, используемая для выравнивания суточной неоднородности графика электрической нагрузки.

ГАЭС использует в своей работе либо комплекс генераторов и насосов, либо обратимые гидроэлектроагрегаты, которые способны работать как в режиме генераторов, так и в режиме насосов. Во время ночного провала энергопотребления ГАЭС получает из энергосети дешёвую электроэнергию и расходует её на перекачку воды в верхний бьеф (насосный режим). Во время утреннего и вечернего пиков энергопотребления ГАЭС сбрасывает воду из верхнего бьефа в нижний, вырабатывает при этом дорогую пиковую электроэнергию, которую отдаёт в энергосеть (генераторный режим). В крупных энергосистемах большую долю могут составлять мощности тепловых и атомных электростанций, которые не могут быстро снижать выработку электроэнергии при ночном снижении энергопотребления или же делают это с большими потерями. Этот факт приводит к установлению существенно большей коммерческой стоимости пиковой электроэнергии в энергосистеме, по сравнению со стоимостью электроэнергии, вырабатываемой в ночной период. В таких условиях использование ГАЭС экономически эффективно и повышает как эффективность использования других мощностей (в том числе и транспортных), так и надёжность энергоснабжения. Первые ГАЭС в начале XX века имели КПД не больше 40%, КПД современных ГАЭС составляет 70–75%. Первые ГАЭС появились в конце XIX века. Так, в 1882 году в Швейцарии, в окрестностях Цюриха, была построена установка Леттен (Letten) с двумя насосами общей мощностью в 103 кВт. Спустя 12 лет подобная установка заработала на одной из итальянских прядильных фабрик. Если к началу XX века общее число ГАЭС в мире не превышало четырёх, то уже к началу 1960-х оно достигло 72, а к 2010 году — 460.

ГАЭС бывшего СССР

Россия

Гидроаккумулирующий комплекс канала имени МосквыКубанская ГАЭС,Загорская ГАЭС,Строящаяся Загорская ГАЭС-2,Строящаяся Зеленчукская ГЭС-ГАЭС,Проектируемая Ленинградская ГАЭС на реке Шапше.Проектируемая Владимирская ГАЭС на реке Клязьма.Проектируемая Курская ГАЭС на водоеме-охладителе Курской АЭС.Проектируемая Волоколамская ГАЭС на реке Сестра.Проектируемая Центральная ГАЭС на реке Тудовка.Проектируемая Лабинская ГАЭС на реке Лаба.

Украина

Киевская ГАЭСТашлыкская ГАЭС (Южноукраинский энергокомплекс) (достраиваемая)Днестровская ГАЭСКаневская ГАЭС (недостроенная)

Литва

Круонисская ГАЭС

Крупнейшие ГАЭС мира

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Комментарии автора перепоста —

Отмечу так же, что роль "гидроаккумулятора" в единой энергетической системе страны могут выполнять и обычные ГЭС.

maxpark.com

Общие сведения

Видеозапись выездного заседания Правления ОАО «РусГидро» 18.02.2013

ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ.

ИСТОРИЯ. ПРИНЦИП РАБОТЫ.

Общие сведения

Строительство ГАЭС осуществляется в мире уже более 100 лет. Первая ГАЭС — Леттем (Швейцария), мощностью около 100 кВт, была введена в эксплуатацию в 1882 году. Сейчас общее количество ГАЭС в мире составляет более 460 станций, а их суммарная мощность составляет около 300 млн киловатт.

Гидроаккумулирующая электростанция является уникальным гидроэнергетическим сооружением, посредством которого удается аккумулировать (запасать) электрическую энергию, возвращая её в энергосистему по мере необходимости. В часы, когда в энергосистеме избыток электрической энергии, (преимущественно — ночью), гидроагрегаты ГАЭС работают в качестве насосов и, потребляя дешевую избыточную электроэнергию, перекачивают воду из нижнего бассейна в верхний аккумулирующий бассейн на высоту несколько десятков или сотен метров. В часы, когда в энергосистеме образуется дефицит генерирующей мощности, преимущественно — в утренние и вечерние часы, гидроагрегаты ГАЭС работают в качестве генераторов и превращают энергию потока воды — в электрическую. Она поступает в объединенную систему. Учитывая высокую маневренность гидроэнергетического оборудования, число пусков обратимых гидроагрегатов ГАЭС, в отличие от обычных ГЭС, достигает нескольких сот (500-700) в месяц, а иногда составляет около 30 пусков в сутки.

В СССР параллельно со строительством ГЭС, учитывая интенсивное развитие тепловой и атомной энергетики, разрабатывались проекты строительства около 20 гидроаккумулирующих станций. Однако, на сегодняшний день в России таких станций всего 2: Загорская ГАЭС в Подмосковье и Ставропольская ГАЭС на трассе Большого Ставропольского канала (БСК).

АО «ЗАГОРСКАЯ ГАЭС-2» . ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

АО «Загорская ГАЭС-2» — 100% дочернее общество ПАО «РусГидро», образованное в 2006 году. АО «Загорская ГАЭС-2» — приоритетный проект ПАО «РусГидро». Строительство Загорской ГАЭС-2 ведется вблизи действующей Загорской ГАЭС — Филиала ПАО «РусГидро». После ввода в эксплуатацию всех 4-х гидроагрегатов ГАЭС-2 обе станции станут единым целым.

По оценке Системного оператора дефицит маневренной регулирующей мощности в Центральном регионе России составляет более 3,0 млн кВт, в том числе в Москве и Московской области — около 2 млн кВт. Вторая очередь Загорской гидроаккумулирующей станции строится для частичного решения этой проблемы, а также предупреждения аварийных ситуаций в Москве и Московской области. Загорская ГАЭС-2 вошла в Генеральную схему размещения объектов энергетики до 2030 г., одобренную Правительством Российской Федерации в июне 2010 г.

В состав сооружений станции входят верхний и нижний бассейны, водоприемник, напорные водоводы и станционный узел, устройства выдачи мощности, а также объекты инфраструктуры, которые обеспечивают строительство.

Количество гидроагрегатов	4
Установленная мощность ГАЭС, МВт генераторный режим	840

Генеральным проектировщиком Загорской ГАЭС-2 является АО «Научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт «Гидропроект» (Институт Гидропроект). Компания входит в состав Группы «РусГидро» и является крупнейшей российской организацией, проектирующей гидроэнергетические и водохозяйственные сооружения непрерывно на протяжении 80 лет.

При разработке проекта был учтен многолетний опыт эксплуатации Загорской ГАЭС — первой ГАЭС такой мощности, построенной на равнинной местности, с напором 100 метров, с КПД на уровне мировых стандартов. Запроектировано современное высокотехнологическое как основное, так и вспомогательное оборудование, оснащенное АСУ ТП, комплектное элегазовое распределительное устройство 500кВ, применены новые технологии в строительстве водоводов, предусмотрен высокий уровень системы контроля и диагностики.

Учитывая важность экологической безопасности, на ГАЭС-2 применена новейшая система рыбозащитных сооружений, предложенная специалистами АО «Гидропроект». Цель проекта — не только сохранение рыб и иных водных биоресурсов, но и воссоздание среды их обитания. Проект разделен на три этапа и будет реализован в течение трех лет. Впервые в мире для ГАЭС применен метод удержания рыбы водными струями в период работы ГАЭС в насосном режиме — а это около 4-5 часов. Принцип работы рыбозащитного сооружения заключается в том, что водяные струи перенаправляют поверхностный рыбообитаемый слой от водозабора в безопасное место. При переключении насосного режима на турбинный обратное течение из гидроагрегатов будет «отводить» рыбу в места оптимального обитания, максимально удаленные от водозабора. Безопасные для рыб места представляют собой специальные города и барьеры, имитирующие природные рифы. Они обеспечат благоприятные условия для нагула, зимовки и нереста рыбы. При этом качество и эффективность сооружений отвечают всем требованиям российских нормативов и превосходят зарубежные стандарты в области экологии.

Первый кубометр бетона в основание станции был заложен в 2008 году

В годы активного строительства на стройплощадке было занято свыше 5000 человек и более 1000 единиц специализированной техники.

Строительство напорных трубопроводов (водоводов)

В октябре 2010 г. на Загорской ГАЭС-2 был начат монтаж 1 напорного водовода. Этот объект служит в качестве водоподводящего тракта, соединяющего водоприемные устройства с машинным залом, в котором расположены гидроагрегаты ГАЭС. В апреле 2013 года строители приступили к возведению последнего — 4 водовода Загорской ГАЭС-2.

Количество водоводов	4
Длина (метры)	800
Диаметр (метры)	7,5

Монтаж напорного водовода — одна из самых масштабных и трудоемких частей строительства ГАЭС. По предварительным оценкам специалистов монтаж 1 водовода занимает около 12 месяцев. Таких сроков удалось достичь благодаря применению современных средств монтажа (скользящая опалубка) и новых марок бетона. Для сравнения, при строительстве водоводов действующей Загорской ГАЭС, 30 лет назад, один водовод монтировался в течение двух лет.

Механизм строительства: Для обеспечения устойчивости объекта создается поддерживающая конструкция — свайное поле — глубиной более 20 метров. На свайное поле устанавливаются верхние бетонные строения, на которые и монтируются арматурные каркасы (секции водоводов). Армакаркасы представляют собой круглые металлические кольца, длиной 8 метров и весом более 70 тонн каждое. Это оборудование изготавливается на строительном полигоне Загорской ГАЭС-2 и по рельсовому пути направляется прямо в створ водовода. Особенностью строительства водоводов второй очереди ГАЭС является то, что все работы по свариванию и бетонированию каркасов производятся прямо на месте.

Строительство такого рода объектов — это мощный градообразующий фактор. За время реализации проекта привлекается свыше 5 тысяч рабочих, еще 200 постоянных рабочих мест будет создано для эксплуатации станции.

При строительстве новой ГАЭС решается ряд социальных вопросов муниципальных образований Богородское и Краснозаводск, на территории которых ведется строительство. Восстановлена автодорога Богородское — Краснозаводск. При расширении нижнего бассейна будет реконструирована транспортная инфраструктура между этими населенными пунктами. Реконструированы муниципальные инженерные коммуникации, попадающие в зону строительства. В деревни Григорово и Семенцево муниципального образования Богородское обеспечен круглогодичный подъезд и проложен питьевой водопровод.

www.zagaes2.rushydro.ru

Что такое ГАЭС ? - Мастерок.жж.рф

Очень необычная гидроэлектростанция находится неподалеку от городка Лестервилль, штат Миссури. До ближайшего источника воды – порядка 80 километров. Как же тогда она работает и нужно ли это вообще?

Данная электростанция состоит из двух отстоящих на расстоянии друг от друга частей и работает только в пиковые моменты нагрузок в электросети. Резервуар с водой открывается, и вода течет вниз к турбинам. Как только нагрузка в сети падает, вода, при помощи остаточной электроэнергии, возвращается обратно в резервуар. Таким образом, получается, что ГЭС можно считать самодостаточным аккумулятором (ГАЭС). Стоимость проекта на момент запуска в 2010-м году составила около полумиллиарда долларов. Резервуар вмещает порядка 5 миллиардов кубометров воды.

Она разработана, чтобы помочь удовлетворить пиковое потребление электроэнергии в течение дня. Во время периодов высокого потребления вода, сохраненная в резервуаре оригинальной формы на горе Проффит, выпускается через турбины в более низкий резервуар, на расстоянии в два километра, на Восточном берегу Черной Реки. Ночью, когда электрическое потребление низко, лишнее электричество, доступное в энергосистеме, используется, чтобы накачать воду назад к горной вершине. В основном, электростанция функционирует, как огромная батарея, храня лишнюю энергию, пока это не необходимо.

В крупных энергосистемах большую долю могут составлять мощности тепловых и атомных электростанций, которые не могут быстро снижать выработку электроэнергии при ночном снижении энергопотребления или же делают это с большими потерями. Этот факт приводит к установлению существенно большей коммерческой стоимости пиковой электроэнергии в энергосистеме, по сравнению со стоимостью электроэнергии, вырабатываемой в ночной период. В таких условиях использование ГАЭС экономически эффективно и повышает как эффективность использования других мощностей (в том числе и транспортных), так и надёжность энергоснабжения.

Опыт использования ГАЭС в целях регулирования электрических режимов показал, что они являются не только генерирующим источником, но и источником оказания системных услуг, способствующих как оптимизации суточного графика нагрузок, так и повышению надёжности и качества электроснабжения.

Строительство станции Таум Саук началось в 1960, а работать она начала в 1963. Два турбинных насоса способны к производству 175 мегаватт энергии. Они были модернизированы в 1999 году до 225 мегаватт каждый.

Первые ГАЭС появились в Западной Европе в конце XIX века. Так, в 1882 году в Швейцарии, в окрестностях Цюриха, была построена установка Леттем с двумя насосами общей мощностью в 103 кВт. Спустя 12 лет, подобная установка заработала на одной из итальянских прядильных фабрик. Если к началу XX века общее число ГАЭС в мире не превышало четырёх, то уже к началу 1960-х оно достигло 72, а к 2010 году — 460.

Taum Sauk Hydroelectric Power Station находится в горной области Миссури Озаркс примерно в 140 км к югу от Санкт- Луи вблизи Лестервилл, штат Миссури.

Гидроаккумулирующая электростанция по внешнему виду может быть неотличима от обычной ГЭС, стоящей на реке, а может представлять собой такой вот необычный резервуар, как станция Taum Sauk в Миссури. В любом случае – это большая территория и большие объёмы строительства.

4 декабря 2005 года в верхнем водном резервуаре Taum Sauk гидроэлектростанции близ городка Лестервиль произошло разрушение дамбы, в результате чего хлынувшие потоки воды смыли несколько домов и автомашин. Вода из верхнего резервуара площадью 50 акров вытекла всего за 12 минут.

По результатам расследования аварии было установлено, что причинами разрушения дамбы ограждения верхового бассейна ГАЭС Taum Sauk были его переполнение и перелив воды через гребень дамбы вследствие сбоя в компьютерной программе системы автоматического регулирования уровня воды в бассейне.

Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия - http://infoglaz.ru/?p=19568

masterok.livejournal.com

2.6. Принципиальные схемы работы ГАЭС

Гидроаккумулирующие электростанции перераспределяют во времени электроэнергию, вырабатываемую ТЭС и АЭС, работающими в базисном режиме, в соответствии с графиком нагрузки энергосистемы.

ГАЭС характеризуются работой в двух режимах: насосном и турбинном (генераторном). В насосном режиме вода из нижнего водоема перекачивается гидроагрегатами ГАЭС в верхний водоем. В насосном режиме ГАЭС обычно работает в ночной период, когда в связи со снижением нагрузки в энергосистеме имеется избыток электроэнергии, которую и потребляет ГАЭС (заполняет провальную часть суточного графика нагрузок). В турбинном режиме вода из верхнего водоема сбрасывается в нижний через агрегаты ГАЭС, а вырабатываемая электроэнергия подается в энергосистему потребителям. В турбинном режиме ГАЭС работают в периоды максимальной нагрузки в энергосистеме (обычно в часы вечернего и утреннего пиков в суточном графике нагрузок).

В современных энергосистемах, в которых основными энергоисточниками являются атомные и тепловые станции с крупными агрегатами, ГАЭС обеспечивают надежную и эффективную работу энергосистем за счет заполнения провальной части суточного графика нагрузок, обеспечивая работу агрегатов ТЭС и АЭС в базисном режиме с почти постоянной во времени мощностью; покрытия пиковой части суточного графика нагрузок; выполнения функций аварийного и частотного резерва энергосистем благодаря высокой маневренности и быстродействию.

Из всех предложенных способов аккумулирования энергии в области электроэнергетики (аккумулирование теплоты, вырабатываемой реакторами АЭС, в специальных резервуарах горячей воды или пара; воздушно-аккумулирующие газотурбинные электростанции с закачкой компрессорами воздуха под большим давлением в специальные подземные резервуары; механическое

аккумулирование энергии с использованием маховиков, разгоняемых до очень больших скоростей и помещенных в герметический корпус, где поддерживается вакуум, и др.) в настоящее время широко используется гидравлическое аккумулирование на ГАЭС, которое прошло многолетнюю проверку и является высокоэффективным.

Широкое строительство ГАЭС началось во второй половине XX в., когда стали вводиться в эксплуатацию тепловые и атомные электростанции с крупными агрегатами. Уже в 1970 г. мощность ГАЭС составила 16 млн. кВт, в 1985 г. – более 40 млн. кВт, а в 2000 г. в мире эксплуатировалось более 350 ГАЭС суммарной мощностью порядка 125 млн. кВт.

По схеме аккумулирования ГАЭС подразделяются на следующие типы (рис. 2.8):

ГАЭС простого аккумулирования, или «чистые» ГАЭС, характерным признаком которых является практически полное отсутствие притока воды в верхний водоем (рис. 2.8, а). Такая схема используется на большинстве ГАЭС, например на Киевской мощностью 230 МВт, Ладингтон (США) – 1872 МВт (рис. 2.9), строящейся Днестровской – 2270 МВт (рис. 2.10), Загорской (Россия) – 1200 МВт (рис. 2.11), Динорвик (Англия) – 1800 МВт, Tianhuangping (Китай) – 1836 МВт (рис. 2.12).

ГАЭС смешанного типа, или ГЭС-ГАЭС, с притоком воды в верхний водоем, при сработке которого в турбинном режиме обеспечивается дополнительная выработка электроэнергии (см. рис. 2.8, б).

ГАЭС с неполной высотой подкачки воды в верхний водоем. Такие ГАЭС используются при переброске стока из одной реки в другую путем закачки воды насосной станцией в верховой водоем на водоразделе и сброса ее через агрегаты ГЭС в низовой водоем на другой реке (см. рис. 2.8, в), а также при устройстве на реке двух рядом расположенных водохранилищ с перекачкой воды агрегатами ГАЭС из верхнего водохранилища на реке в самый верхний водоем, размещенный на более высоких отметках, и сбросом воды через агрегаты ГАЭС в нижнее водохранилище на реке.

Существенным преимуществом ГАЭС простого аккумулирования является возможность их строительства не только на крупных реках с использованием уже существующих водохранилищ в качестве нижнего водоема, но и вдали от крупных рек на небольших реках, где имеются благоприятные топографические условия для создания напора, вблизи от крупных ТЭС и АЭС, что позволяет повысить надежность их работы в энергосистеме, снизить затраты на сооружение ЛЭП.

Рис. 2.8. Принципиальные схемы ГАЭС: а – простого аккумулирования; б – смешанного типа; в – с неполной высотой подкачки воды; 1 – плотина; 2 – верхнее водохранилище; 3 – нижнее водохранилище; 4 – водохранилище; 5 – ГАЭС; 6 – ГЭС-ГАЭС; 7 – ГЭС; 8 – насосная станция

Рис. 2.10. Схема Днестровской ГАЭС, ГЭС 1 и ГЭС 2

Рис. 2.9. ГАЭС Ладингтон, США. Общий вид

По длительности цикла аккумулирования (периоду сработки и наполнения водоемов) ГАЭС подразделяются так:

ГАЭС суточного аккумулирования, которые применяются наиболее часто и характеризуются суточным циклом наполнения и сработки водоема.

По длительности работы в турбинном режиме их подразделяют на пиковые с работой в турбинном режиме до 5 часов в сутки и полупиковые с работой от 5 до 15 часов в сутки. Пиковые и полупиковые ГАЭС в насосном режиме работают в основном в период ночного провала в графике нагрузок в течение 6–7 часов в сутки.

ГАЭС недельного аккумулирования характеризуются закачкой в выходные дни дополнительного объема воды в верхний водоем (что позволяет в условиях снижения потребления электроэнергии в энергосистеме в эти дни уменьшить разгрузку ТЭС), который используется в рабочие дни в турбинном режиме для покрытия пиковой части суточных графиков нагрузки. При таком режиме работы требуется увеличение емкости водоемов для размещения дополнительного объема воды.

ГАЭС с сезонным циклом аккумулирования характеризуется тем, что в летний период, когда потребление электроэнергии снижается, закачивается дополнительный объем воды в верхний водоем и за счет этого в осенне-зимний период максимума нагрузки в энергосистеме увеличиваются мощность и выработка ГАЭС. Такой режим применяется крайне редко, так как требует большой емкости водоемов.

На ГАЭС применяются следующие схемы основного гидросилового оборудования:

Четырехмашинная схема, при которой имеются два отдельных агрегата – насосный и турбинный, т.е. четыре машины (насос, двигатель, турбина и генератор). Такая схема позволяет использовать преимущества работы насоса и турбины в наиболее благоприятном режиме (более высокие к.п.д. и др.), однако требует больших дополнительных капиталовложений и применяется крайне редко даже в условиях высоких напоров. Примером использования четырехмашинной схемы является ГАЭС Райсек-Крайцек (Австрия) с максимальным напором 1772 м, где установлены ковшевые турбины и многоступенчатые насосы.

Трехмашинная схема состоит из одного агрегата, включающего одну обратимую электромашину (двигатель-генератор) и две гидравлические машины – насос и турбину, с одинаковым направлением вращения в турбинном и насосном режимах. Такая схема позволяет достичь высоких к.п.д. насоса и турбины и получила распространение при высоких напорах (обычно более 300 м) с применением ковшевых турбин, например ГАЭС Вальдек II (ФРГ) мощностью 440 МВт с напором в турбинном режиме 320 м.

Трехмашинная схема применена на ГАЭС Россхаг (Австрия) с высоконапорными радиально-осевыми турбинами (напор 672 м), на ГАЭС Сан-Фиорино (Италия) с четырехступенчатыми насосами (напор 1350 м).

Двухмашинная схема состоит из одного агрегата, включающего две обратимые машины: двигатель-генератор и насос-турбину. Преимуществами двухмашинной схемы по сравнению с трехмашинной являются сокращение общей длины агрегата более чем на 30%, соответственно уменьшение габаритов здания ГАЭС и общее снижение капиталовложений в гидросиловое оборудование и строительную часть. Недостатком объединения в одной обратимой гидромашине насоса и турбины является снижение к.п.д. в связи с несовпадением зон оптимальных к.п.д. в турбинном и насосном режимах. Кроме того, в двухмашинной схеме направление вращения в турбинном и насосном режимах противоположное, из-за чего осложняется перевод из одного режима в другой и несколько снижается маневренность.

Рис. 2.12. ГАЭС Tiahuangping с подземным зданием, Китай. Общий вид

Рис. 2.11. Схема Загорской ГАЭС, Россия

Двухмашинная схема получила самое широкое распространение в мире. Такая схема применена на крупнейших ГАЭС: Ладингтон (США) мощностью 1872 МВт с напором 108 м, Бас Каунтри (США) – 2100 МВт с напором 384 м, Tianhuangping (Китай) – 1836 МВт с напором 570 м, Динорвик (Англия) – 1800 МВт с напором 505 м, Кайшядорской (Литва) – 1600 МВт с напором 111 м, Загорской (Россия) – 1200 МВт с напором 113 м, а также на строящихся в Украине Ташлыкской – 900 МВт с напором 83 м и Днестровской – 2270 МВт с напором 152 м. На всех этих ГАЭС применены обратимые радиально-осевые гидромашины.

energetika.in.ua

29 лет назад Загорская ГАЭС выдала первые 200 МВт в единую энергосистему России

29 лет назад на Загорской ГАЭС (филиал ПАО «РусГидро») были введены в эксплуатацию два первых обратимых гидроагрегата. Решение о строительстве первой в стране гидроаккумулирующей электростанции было принято в 1974 году. 1 и 2 ГА Загорской ГАЭС были введены в эксплуатацию в декабре 1987 г. в насосном режиме, а спустя неделю – машины заработали в режиме генератора. В этот день единая энергосистема получила первые 200 МВт, выработанные гидроаккумулирующей электростанцией. С 2000 года и, по настоящее время Загорская ГАЭС работает на полную проектную мощность. За почти 30 лет работы она выработала свыше 39 млн МВт*ч.

«Загорская ГАЭС – уникальный объект. Ее уникальность заключается в самой идее строительства такой станции, возникшей еще в 50-е годы прошлого века, в сложных грунтах, на которых больше никто в мире не строит такие сооружения, в конструктивных возможностях турбины, но, конечно, самое главное - люди, которые проектировали, строили и ежедневно управляют достаточно сложными механизмами»,- считает директор филиала ПАО «РусГидро» Владимир Магрук. - «Без опыта эксплуатационников, оперативного персонала и всех, кто сегодня здесь работает, трудно было бы организовать надежное и бесперебойное производство электроэнергии. Загорская ГАЭС через год отметит 30-летие с момента пуска первых гидроагрегатов. Люди и оборудование действующей Загорской ГАЭС справляются со своими задачами на отлично, а наши сотрудники являются редкими носителями уникального опыта эксплуатации ГАЭС в России. Мы сохраняем и преумножаем наш опыт. Привлекаем молодежь – выпускников энергетических ВУЗов страны. Верим, что они, как минимум, повторят тот жизненный и профессиональный путь, который проделали мы 35 лет назад», - подчеркнул Магрук.

С момента пуска гидроагрегатов в промышленную эксплуатацию в 1987 г. на станции ежегодно проводится кампания по ремонту генерирующего и вспомогательного оборудования. Ежегодные профилактические ремонты оборудования значительно повышают надежность работы и способствуют безаварийному прохождению осенне-зимнего сезона. Они необходимы для восстановления технических характеристик и диагностики генерирующего оборудования. Приоритет в работе отдается абсолютному выполнению программы ремонтов и реконструкции.

В СССР параллельно со строительством ГЭС, учитывая интенсивное развитие тепловой и атомной энергетики, разрабатывались проекты строительства около 20 гидроаккумулирующих станций. Однако на сегодняшний день в России таких станций всего 2: Загорская ГАЭС в Подмосковье и Ставропольская ГАЭС,(сезонного регулирования), на трассе Большого Ставропольского канала (БСК). Плюс Зеленчукская ГЭС-ГАЭС, введенная в строй 23 декабря 2016 года.

facebook

twitter

вконтакте

одноклассники

google+

мой мир

28.11.2016

Загорская ГАЭС познакомила юных жителей Сергиева-Посада с книгой «Вокруг света под русским флагом»

18.01.2017

Загорская ГАЭС выработала 40 миллиардов киловатт-часов электроэнергии