Энергитический эффект ПЭС Ране и ее экономичиские показатели. Главная идея, заложенная в проекте ПЭС Ране. Приливные электростанции. Анализ работы ПЭС Ране

  

Вся электронная библиотека >>>

 Приливные электростанции >>>

 

 

Приливные электростанции


Раздел: Учебники



 

15.4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ПЭС РАНЕ И ЕЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

  

Главная идея, заложенная в проекте ПЭС Ране, состояла в реализации циклов Жибра, обеспечивающих гибкую эксплуатацию ПЭС. Именно таким образом и велась эксплуатация ПЭС .

Максимальная мощность, потребляемая 24 агрегатами — 150 МВт. Выработка нетто при регулировании на максимум отдачи должна была попроекту составлять 544 ГВт • ч за вычетом 8 ГВт  ч, расхода на собственные нужды. Эта энергия складывается из выработки при прямой турбинной работе 537 и обратной 71,5 и потребления 64,5 ГВт • ч на работу насосов.Такая выработка планировалась с учетом 95 %-ной готовности агрегатов, что соответствует остановке на техническое обслуживание одного из 24 агрегатов [из 5 % неготовности 3,5 % затрачивается на планово-предупредительный ремонт, производимый в период квадратур (одна неделя из двух), и 1,5 % — на непредвиденные остановки, что приводит в сумме к потери 3,5 % энергии! 11261.

Анализ условий работы ПЭС в 1973—1974 гг. и после ремонта 1982г., когда были наиболее полно реализованы ее возможности, выявил две причины небольшого отклонения от проектной выработки: колебания среднегодовой величины прилива на ±5 % в 18,6- летнем цикле [981, которые дают отклонение выработки ±3,5 %, и изменение режима эксплуатации ПЭС в энергосистеме. Так, специалисты EdF, анализируя опыт эксплуатации ПЭС Ране, отмечают, что выработку нетто 507 ГВт • ч, достигнутую в 1974 г., можно было бы получить гораздо раньше, «если бы ПЭС работала в режиме, оптимизирующем выработку энергии, а не дохода» Однако это было невыгодно, потому что режим приливов перед плотиной подарил создателям ПЭС необычное явление, заключающееся в «поразительном» (выражаясь словами Бон- фия) факте: полные и малые воды сизигийных приливов наступают приблизительно в одно и то же время суток (8 и 20 ч), когда напор на турбину мал, и совпадают с максимумом нагрузок национальной энергосистемы. Насосная работа в это время представляется наиболее выгодной по условиям максимальной выработки и оправдана экономически ввиду небольшой разницы между стоимостью энергии, вырабатываемой ПЭС и затрачиваемой на насосы, с учетом КПД насосного 280 % . Это позволяет увеличить среднюю мощность ПЭС с 45 до 65 МВт и выработку на 33 % (с 381 до 507 ГВт • ч/год). При этих условиях, казалось бы, нет ничего парадоксального в работе насосов в часы пиковых нагрузок. Однако здесь появляются ограничения насосной работы по условиям пропускной способности линии электропередачи, объема водохранилищ ГЭС и запрета насосной работы даже в часы ночного спада нагрузок (22 ч), когда начинает действовать льготный тариф и включаются электробойлеры. Спустя 4—6 ч, ко времени малой воды, напор ПЭС доходит до максимума, чем и объясняется высокая выработка в эти часы, не полностью совпадающие с часами вечернего пика нагрузок и ночью с ними вообще не совпадающие. Таким образом, ПЭС выдает наибольшую энергию в ночные и дневные часы, а насосная работа директивно ограничивается и исключается от 8 до 13 и от 19 до 23 ч, а также при ее кратковременных включениях по условиям сохранности оборудования. Получение в этих сложных, во многом непредвиденных, а зачастую противоречивых условиях высокой выработки, близкой к проектной (507 ГВт • ч), демонстрирует исключительные возможности, которые представляют циклы Жибра для обеспечения гибкой и эффективной эксплуатации ПЭС Ране.

Используя эти циклы для решения задачи оптимальной эксплуатации ПЭС по методу динамического программирования, в ЭВМ закладывают указанные ограничения, а также ограничения колебаний уровня по условиям природоохранных мероприятий и судоходства, параметры естественного хода уровней моря, график изменения стоимости энергии, харак- 188 теристика турбин, и рассчитывают режим управления ПЭС с интервалами 10 мин .

На  15.12 даны полученные типы графиков эксплуатации ПЭС и возможности применения различных режимов. Графики в каждом случае даются для двух величин приливов: сизигийных (9—12 м), проходящих в течение одной недели и квадратурных (5—9 м), проходящих в следующую неделю

В квадратурный период для поддержания напора, близкого к расчетному (5,65 м), требуется с помощью предварительной прямой насосной работы запасти в бассейне как можно больше воды. Это также даст возможность увеличить ' сливную призму, которая обеспечит более продолжительную и производительную прямую турбинную работу. При квадратурных приливах обратный турбинный режим не применяется, поскольку напор ниже, чем при сизигийных приливах, и его выгоднее использовать в прямом направлении.

В этом цикле при величине прилива от 5 до 7 м обеспечивается подъем уровня бассейна от 1,25 до 1,75 м при максимальной высоте подачи, достигающей в конце насосной работы 2,5—3,5 м (1 раз даже 5 м). В период средних сизигийных приливов (а) производится двусторонняя турбинная, насосная и водопропускная работа, что ведет к уменьшению диапазона колебаний в бассейне по сравнению с морем. Для снижения этой разницы применяется режим ПН. При этом уровень бассейна поднимается на 0,5—1,25 м, а высота подачи достигает 1—2,5 м. Режим ОН до 1975 г. применялся очень ограниченное время (1,4 %), с 1983 г. после ремонта агрегатов по условиям обеспечения максимального дохода режим ОН был исключен.

Как видно из графика на  15.12, в, где показаны различные режимы работы (одно- или двусторонней) в зависимости от совпадения или несовпадения высоких приливов с пиком графика нагрузок, возможно варьирование с переходом от двусторонней работы на одностороннюю, что приводит к потере 20 % энергии (с 2360 до 1870 МВт-ч/сут), но время выдачи энергии с 10—12 до 16—17 ч сохраняется. При этом производится холостой сброс не только через водопропускные отверстия, но и через турбины. Для этого лопатки и лопасти стопорятся в положении, обеспечивающем наибольшую пропускную способность, частота вращения турбины с нормальной (94 об/мин) падает до 60—30 об/мин при снижении напора с 0,2 до 0,3 м.

Переменная частота вращения используется также для пуска машин в режиме ПН. Это позволяет избежать напряжений в конструкции, возникающих при асинхронном пуске. Кроме того, опережающий переход в насосный режим обеспечивает возможность дополнительного запаса воды. Холостой пропуск начинается после падения напора ниже 1,2 м. При двусторонней работе в период квадратурных и средних приливов, для того чтобы не допустить снижения выработки из-за более низких максимальных уровней бассейна по сравнению с максимальными уровнями моря, производится работа ПН.

В сизигийный период насосная работа ведется непродолжительно, так как объемы воды и напоры достаточны для эффективной работы агрегаты.

Варьированием с продолжительностью периодов ожидания можно сдвигать начало работы в соответствии с потребностью реактивной или активной мощности.

На  15.12, г показано, как меняются режим и выработка ПЭС при смене сизигийных приливов квадратурными. Переход при этом на одностороннюю работу ведет к потере 75 % энергии (с 2940 до 738 МВт-ч/сут), что является следствием использования ПЭС для вытеснения мощности альтернативной (тепловой) электростанции. Это, безусловно, верно при отсутствии компенсированного регулирования ее на ГЭС. Но еще в 1961 г. при анализе пр оекта ПЭС Ране нами отмечалась неизбежность таких потерь при отсутствии межсизигийного регулирования ПЭС со стороны гидроэлектростанций вследствие ограниченности объема их водохранилищ. Это положение может коренным образом измениться при крупномасштабном использовании в системе с ГЭС, имеющими большие возможности регулирования (Котантен). Эти возможности с еще большим эффектом подтверждаются в современных условиях.

Анализ работы ПЭС Ране за 20- летний срок эксплуатации позволяет выделить три периода.

Первый период, когда ПЭС вышла на проектные показатели и агрегаты бесперебойно работали во всех режимах, описан выше. В этот период оптимизация эксплуатации ПЭС Ране определялась исключительно противоречивыми ограничениями, и поэтому ПЭС «работала не на максимум дохода и не на энергетический максимум, а в функции компромиссных требований экономических (максимальный доход), технических (частое изменение режимов работы) и психологических (максимум энергии)».

В зависимости от ситуации в системе ПЭС может работать в режиме максимальной выработки в любое время суток, полностью используя для этого насосный ргжим, но при необходимости (при повышении стоимости энергии в определенное время суток) она переходит в режим обеспечения максимума доходов. В обоих этих режимах могут учитываться временные или постоянные ограничения. Понятно, что если выработка энергии концентрируется в определенные часы высокой стоимости, то тем меньше суммарная выработка. В то время, когда отношение максимума стоимости к минимуму не превышало 2, ПЭС в любое время суток вытесняла энергию ТЭС.

Во второй период (с 1976 по июль 1982 г.) после аварии поочередно ремонтировалась часть агрегатов, а на работающих агрегатах были отменены все режимы, кроме прямого турбинного, что позволило оценить эффективность всех остальных режимов, в которых работала ПЭС в первом и третьем периодах эксплуатации.

В третьем периоде (с 1983 по 1985 г.) после завершения ремонта были сняты ограничения режимов ПЭС. Вследствие значительного увеличения доли АЭС в элек- 190 тробалансе Франции стоимость энергии колебалась от 35 до 7 сант. за 1 кВт-ч, а отношение максимума стоимости энергии к минимуму колебалось от 2 до 9 раз. Поэтому оптимизация работы ПЭС определялась из условия максимума доходов.

Было установлено, что для современной ситуации энергетики Франции наиболее эффективны в работе ПЭС прямые режимы: турбинный — 57%, насосный — 18% времени. По условиям наиболее благоприятной эксплуатации ПЭС может работать в обратном турбинном режиме 5% времени, в обратном насосном—0%. Как видно из данных табл. 15.3, эффект по доходу при двусторонней работе в турбинном и насосном режимах достигает 132%.

В приведенных данных не учитывается двусторонний холостой пропуск, который хотя и не дает прямого энергетического эффекта, но благодаря использованию его в конце каждого рабочего цикла ускоряет начало турбинного режима, а следовательно, увеличивает выработку энергии.

Таким образом опыт нормальной эксплуатации ПЭС Ране показал целесообразность прямой и обратной турбинной и прямой насосной работы и двустороннего холостого пропуска, т. е. пяти из шести тактов.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Приливные электростанции

 

Смотрите также:

 

Приливные электростанции. Приливные электростанции преобразуют...

Построенные приливные электростанции во Франции, России, Китае доказывают, что приливную электроэнергию можно производить в промышленных масштабах.

 

Гидроэлектростанция гидроэлектрическая станция ГЭС

Помимо гидроэлектростанций строят еще и г и д р о а к к у м у л и р у ю щ и е электростанции (ГАЭС) и приливные электростанции (ПЭС).

 

Энергия приливов. Возможности получения энергии из океана

В мире эксплуатируются несколько экспериментальных приливных электростанций (ПЭС). У нас в стране на побережье Баринцева моря с 1968 г. работает Кислогубская ПЭС...

 

ПЕРЕДВИЖНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

ПЕРЕДВИЖНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ. Тип или марка Мощность станции (ква) Напряжение (в) Тип генератора Тип двигателя Вес (т). ЖЭС-9 9 230 СГС-6,25 Л-12 0,35.

 

Электростанции. Передвижная электростанция

...гидроаккумули-рующие и приливные), атомные электростанции; ветроэлектростанции (см. Ветроэнергетическая установка), геотермические электростанции и электростанции с...

 

ПРИРУЧЕНИЕ ПРИЛИВОВ

Вошла в строй Кислогубская ПЭС на Баренцевом море.
Именно на ее примере была предпринята попытка преодолеть «барьер стоимости» приливных электростанций.

 

...строительства: электрические станции тепловые электростанции...

...электрические станции (тепловые электростанции, гидроэлектрические станции, гидроаккумулирующие электростанции,атомные электростанции, приливные...

 

Первая электростанция. КОНЦЕНТРАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА...

В мире эксплуатируются несколько экспериментальных приливных электростанций (ПЭС). У нас в стране на побережье Баринцева моря с 1968 г. работает Кислогубская ПЭС...

 

ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ. Гидроаккумулирующие...

Особое место среди ГЭС занимают гидроаккумулирующие и приливные электростанции. Отдельные ГЭС или каскады ГЭС, как правило, работают в энергосистеме...

 

Последние добавления:

 

Справочник агронома  ШЛИФОВКА И ПОЛИРОВКА СТЕКЛА Производство комбикормов  Соболь   Меховые шапки  Арматура и бетон 

Облицовочные работы — плиточные и мозаичные   Огнеупоры  Древесные отходы   Производство древесноволокнистых плит

  Материаловедение для столяров, плотников и паркетчиков   Плотничьи работы Паркет   Деревянная мебель  Защитное лесоразведение