АЛГОРИТМ ОПЕРАТИВНОЙ КОРРЕКТИРОВКИ ПРОПУСКА РАСХОДОВ СШГЭС МАЙНСКОЙ ГЭС

​THE ALGORITHM FOR THE OPERATIONAL ADJUSTMENT OF THE SKIPPING OF EXPENSES OF THE MAIN HYDROELECTRIC POWER STATION

Xenia Kurlenko

master's student, Department of Hydropower, Hydroelectric Power Plants, Electric Power Systems and Electric Networks, Sayano-Shushensky branch of the Siberian Federal University,

Russia, Sayanogorsk

АННОТАЦИЯ

В публикации представлен анализ создания информационной системы, предназначенной для прогнозирования и своевременной корректировки условий эксплуатации гидроагрегатов Майнской ГЭС, с целью минимизации ущерба (упущенной выгоды) от неоптимальных режимов работы гидроагрегатов и вероятных холостых сбросов воды. Актуальность данной статьи заключается в выявлении зависимости, которая в дальнейшем поможет при определении реакции загрузки Основной гидроэлектростанции при внеплановом изменении нагрузки СШГЭС.

ABSTRACT

The publication presents an analysis of the creation of an information system designed to predict and timely adjust the operating conditions of the Main hydroelectric power plant in order to minimize damage (lost profits) from suboptimal operating modes of hydraulic units and probable idle water discharges. The relevance of this article lies in the identification of a dependence that will further help in determining the loading reaction of the Main hydroelectric power plant with an unplanned change in the load of the SSHPP.

Ключевые слова: гидроэлектростанция, контррегулирующая станция, водный режим, водноэнергетический режим, оптимизация режима.

Keywords: hydroelectric power station, counter-regulating station, water regime, water-energy regime, regime optimization.

Саяно-Шушенский гидроэнергокомплекс[1] является сложным гидроэнергетическим объектом, в том числе и потому, что при работе Саяно-Шушенской ГЭС необходимо планировать водноэнергетический режим Майнской ГЭС, удовлетворяющий потребностям других неэнергетических пользователей.

Майнское водохранилище служит контррегулирующей емкостью, позволяющей полноценно использовать мощность Саяно-Шушенского гидроузла. Контррегулирование вызвано необходимостью выравнивания уровней (расходов) воды на участке реки Енисей от плотины Майнской ГЭС до зоны выклинивания Красноярского водохранилища в периоды пиковых и сниженных нагрузок Саяно-Шушенской ГЭС.

Работа СШГЭС в пиковой и полупиковой части графика нагрузки приводит к частой смене гидрологической ситуаций на станции и необходимости постоянной адаптации эксплуатационного режима под новые условия.

Под поддержкой принятия решений понимают всевозможную помощь пользователю в процессе его работы (подход к решению задачи пользователя в управленческой деятельности и в конечном итоге – выбор варианта решения задач пользователя).

Трудность расчета графика нагрузки МГЭС заключаются в том, что СШГЭС участвует в автоматическом вторичном регулировании частоты и перетоков мощности (АВРЧМ) с широким диапазоном возможных коэффициентов долевого участия (КДУ) от 0% до 51%, а с сентября 2023 года ещё и в процессе интегральной оптимизации режимов ОЭС Сибири. В данных условиях для повышения эффективности работы, минимизации либо полного исключения холостых сбросов воды требуется ежечасный контроль и актуализация расчета графика активной мощности МГЭС.

Требуется найти зависимость необходимого изменения расходов МГЭС при изменении расходов СШГЭС, что позволит определить необходимое изменение графика активной мощности МГЭС.

Расчеты могут выполнятся средствами MS Excel.

Для примера взят расчет водноэнергетического режима работы МГЭС за сутки 03.07.2023.

За исходные данные взята суммарная активная мощность МГЭС план и факт, турбинные расходы МГЭС и СШГЭС план и факт, также посчитаны отклонений сбросных расходов. Данные приведены в таблице 1.

Определяем ежечасное изменение расчетного и фактического расхода по каждой ГЭС:

где  - расчетные расходы СШГЭС и МГЭС соответственно, м³/с;

– фактические расходы СШГЭС и МГЭС соответственно, м³/с.

Таблица 1.

Расчет изменения сбросных расходов СШГЭС, МГЭС

Как следует из таблицы 1, расход через турбины СШГЭС меняется непредсказуемо, что неизбежно оказывает влияние на водноэнергетический режим работы МГЭС и приводит к необходимости корректировка графика суммарной активной мощности МГЭС.

Для выполнения расчета требуемой величины изменения активной мощности в зависимости от изменения расходов – определим удельный турбинный расход МГЭС , а именно, расход воды, приходящий на 1 МВт мощности, вырабатываемой турбиной МГЭС.

Примем, – удельный расход МГЭС через турбины равен 11,5 м³/МВт×с. Тогда можно оценить требуемую мощность в зависимости от изменения расходов.

В соответствии с правилами оптового рынка, существенным условием является возможность корректировки графика активной мощности МГЭС с заблаговременностью не менее чем на за 2 часа.

Алгоритм действий представлен на рисунке 1.

Результат реализации расчета выполнен на примере расчета корректировки водноэнергетического режима МГЭС за сутки 03.07.23, представлен в таблице 2.

Рисунок 1. Алгоритм расчета

Таблица 2.

Расчет изменения мощности в течении суток.

Из рассчитанных данных видно, что корректировка в начале суток (в первый час суток) возможна только на 4 час.

Графики работы водохранилища МГЭС для определения эффективности предложенного алгоритма.

На рисунке 2 представлен график изменения УВБ МГЭС с учетом фактических сбросных расходов СШГЭС и плановым режимом работы МГЭС.

На рисунке 3 представлен график изменения УВБ МГЭС с учетом фактических сбросных расходов СШГЭС и реализацией изменения суммарной активной мощности МГЭС по рассчитанному алгоритму.

Рисунок 2. Плановый график режима МГЭС

Рисунок 3. График режима МГЭС при корректировке мощности по алгоритму

Из представленных выше графиков видно, что при отклонениях расхода СШГЭС от плановых значений реализация корректировки режима МГЭС по предложенному алгоритму позволяет эффективно управлять водноэнергетическим режимом МГЭС.

При дальнейшей работе над данным вопросом появилась необходимость моделирования процесса регулирования в программных комплексах, что уточнит применимость алгоритма и точность работы при ведении водного режима рассматриваемого каскада. При доведении до стабильной положительной динамики расчетов по данному алгоритму он будет доработан, где будет учитываться КДУ СШГЭС, а также неплановые пуски-остановы гидроагрегатов СШГЭС при участии в процессе интегральной оптимизации.

Список литератры:

1. Стандарт организации ОАО «РусГидро» 06.01.84-2013. Гидроэлектростанции. Планирование водноэнергетических режимов / Методические указания. – Москва: 2013. – 54 с. – Текст.
2. Правила использования водных ресурсов водохранилищ Енисейского каскада ГЭС: электронный ресурс / Федеральное агентство водных ресурсов Енисейское бассейновое водное управление – URL: http://pivr.enbvu.ru/ (дата обращения: 02.03.2023)
3. Инструкция по эксплуатации ГТС МГЭС 1325-1-22 т. / Ленгидропроект – Москва: 2015. – 46 с. – Текст.
4. Филиппова, Т.А. Гидроэнергетика: учебник / Т.А. Филиппова, М.Ш. Мисриханов, Ю.М. Сидоркин, А.Г. Русина. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. – 640 с. – Текст.
5. Секретарев, Ю.А. Разработка системы поддержки принятия решений на основе многокритериальной оптимизации состава агрегатов ГЭС дис. канд. техн. наук: 05.14.02 / Ю.А. Секретарев. – Новосибирск: 2013, - 213 с. – Текст.
6. Филиппова, Т.А. Оптимизация энергетических режимов гидроагрегатов гидроэлектростанций / Т.А. Филиппова. – Москва: Энергия, 1975. – 207 с. – Текст.