|
р
2
- давление [Па], v
1
, v
2
-
средняя скорость [м/с], а
1
, a
2
- коэффициент кинетической энергии,
Каждый член выражения, заключенного в скобки, представляет собой
удельную энергию массы протекающей жидкости в единицах напора [м].
Коэффициент кинетической энергии (а
1
и a
2
) представляет собой отношение
действительной кинетической энергии к ее величине, полученной по средней
скорости. Разделив выражение (3.2) на время t, получим среднюю мощность
водотока на данном участке:
g
v
a
g
v
a
g
p
g
p
z
z
gQ
t
Э
N
уч
уч
2
2
2
2
2
2
1
1
2
1
2
(3.3)
Поскольку в естественных условиях разность кинетических (3.2) и (3.3)
принимают вид:
уч
ус
gWH
Э
(3.4)
уч
уч
gQH
N
(3.5)
42
где: Н
уч
=z
1
-z
2
- разность уровней (падение
уровней) свободной
поверхности водотока в пределах рассматриваемого участка [м].
Для водотоков с чистой пресной водой р = 1000 кг/м
3
и при g = 9,81 м/с
2
формула (3.5) приводится к удобному виду, кВт:
уч
уч
QH
N
81
,
9
(3.6)
Формулы (3.4) и (3.6) выражают теоретическую (потенциальную) энергию и
мощность на рассматриваемом участке. Сумма потенциальных энергетических
ресурсов по участкам водотока, представляет собой потенциальные энергетические
ресурсы реки. Гидроэнергетические ресурсы подразделяются на теоретические
(потенциальные), технические и экономические.
Теоретические гидроэнергетические ресурсы — это теоретические запасы,
определяемые по формуле Ошибка! Источник ссылки не найден.:
i
i
n
i
H
Q
,
Э
1
81
9
8760
(3.7)
где: Э- энергия [кВт·ч], Q
i
- средний годовой расход реки на i-м
рассматриваемом участке [м
3
/с], H
i
- падение уровня реки на этом участке [м], n- число
участков, 8760- число часов в году.
Они подсчитываются в предположении, что весь сток будет использован для
выработки электроэнергии без потерь при преобразовании гидравлической энергии
в электрическую.
Технические гидроэнергетические ресурсы – всегда меньше теоретических,
так как они учитывают потери:
гидравлических напоров в водоводах, бьефах, на неиспользуемых участках
водотоков;
расходов воды на испарение из водохранилищ, фильтрацию, холостые сбросы
и т.п.;
• энергии в различном гидроэнергетическом оборудовании.
Технические ресурсы характеризуют возможность получения энергии на
современном этапе.
43
Экономические гидроэнергетические ресурсы – это часть технических
ресурсов, которую, по современным представлениям, целесообразно использовать в
обозримой перспективе. Они существенно зависят от прогресса в энергетике,
удаленности ГЭС от места подключения к энергосистеме, обеспеченности
рассматриваемого региона другими энергетическими ресурсами, их стоимостью,
качеством и т.п.
На ГЭС выработку энергии и мощность принято измерять на выводах
гидрогенератора, поэтому энергия и мощность ГЭС будут определяться с учетом
коэффициентов полезного действия гидротурбины и электрогенератора.
Мощность на валу гидротурбины (кВт) определяется как:
T
T
T
H
9,81Q
N
(3.8)
где: Q
T
- расход воды через гидротурбину [м
3
/с], Н- напор турбины с учетом
потерь, ŋ- коэффициент полезного действия (КПД) турбины.
Электрическая мощность гидрогенератора вычисляется по формуле:
ГЕН
Т
ГЕН
N
N
(3.9)
где: η
ген
- КПД гидрогенератора, обычно равный 0,97.
Регулирование мощности агрегата ГЭС производится изменением расхода
воды, проходящей через гидротурбину. Мощность ГЭС в i-й момент времени
равна:
RI
RI
RI
RI
H
9.81Q
N
(3.10)
где: Q
R1
- расход ГЭС в i-тый момент времени [м
3
/с], Н
R1
- напор ГЭС в i-тый
момент времени [м], η
R1
- КПД ГЭС в i-тый момент времени.
Выработка электроэнергии ГЭС [кВт·ч] за период времени Т [ч] определяется
по формуле:
T
RI
ГЭС
dt
N
Э
0
(3.11)
В качестве расчетного периода рассматриваются час, сутки, неделя, месяц,
год. Годовая выработка электроэнергии ГЭС не является постоянной величиной, а
изменяется в зависимости от объема стока, поступившего в водохранилище,
степени его регулирования и условий эксплуатации ГЭС. При годичном
регулировании годовая выработка электроэнергии ГЭС, как правило, существенно
44
колеблется – в основном за счет энергоотдачи в паводковый период. При
многолетнем регулировании неравномерность выработки электроэнергии по годам
бывает незначительной.
Do'stlaringiz bilan baham: |
