Выработка электроэнергии на ГЭС и ГАЭС, мощности ГЭС, как работает ГАЭС

В России внедрен парогазовый цикл производства электрической и тепловой энергии, отличающийся высоким КПД и быстрым вступлением в производственную работу.

Гидроэлектростанции характеризуются более простым технологическим циклом производства электроэнергии, в составе их механизмов СН присутствуют электродвигатели в основном на напряжение 0,4 кВ. Энергия на привод агрегатных и общестанционных механизмов на крупных ГЭС не превышает 0,5%.
Доля ГЭС по мощности электростанций России составляет 40397 МВт или 21%.

Гидроэлектростанции размещаются в верхней части графиков нагрузки, обладают малым временем пуска, до 2 минут, включая и синхронизацию с сетью энергосистемы и участвуют в покрытии переменных графиков нагрузки. Наиболее мощные ГЭС располагаются в следующих ОЭС:
– ОЭС Сибири – 22279 МВт; 49,5% по мощности;
– ОЭС Средней Волги – 6235 МВт, 26,1%;
– ОЭС Центра – 4787 МВт, 9,2%;
– ОЭС Северо-Запада – 2878 МВт, 14,9%;
– ОЭС Востока – 2933 МВт, 26%;
– ОЭС Северного Кавказа – 2474 МВт, 23,2%.
Электростанции Таймырэнерго целиком представлены ГЭС – 1041 МВт, 100%.
Применительно к ОЭС Северо-Запада основные ГЭС находятся в Карелии и на Кольском полуострове, в ЭС Ленэнерго имеется 6 ГЭС суммарной мощностью 668 МВт:
– Волховская – 66 МВт на реке Волхов;
– Нижнее-Свирская – 109 МВт и Верхне-Свирская – 160 МВт на реке Свирь;
– Светогорская – 100 МВт и Лесогорская – 108 МВт на реке Вуокса;
– Нарвская – 125 МВт на реке Нарва.
От последней ГЭС предусмотрено надежное питание Ленинградской АЭС (ОРУ-110 кВ) в случае отказа дизель-генераторов.
Предусмотрена работа ГЭС в режиме синхронных компенсаторов с потреблением реактивной мощности, генерируемой ВЛ-500, 750 кВ.
Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) являются промышленными источниками аккумулирования электроэнергии. Для их создания необходим напорный бассейн, заполняемый в часы минимума нагрузки энергосистемы и срабатываемый в часы максимума. Наиболее целесообразной схемой для ГАЭС является двухмашинный обратимый агрегат, состоящий из насос-турбины с поворотными лопастями и вертикального гидрогенератора-двигателя синхронного ВГДС 1025/245-40УХЛ4.
В типе гидрогенератора-двигателя: вертикальный гидрогенератордвигатель синхронный с наружным диаметром 1025 см и с длиной активной стали сердечника 245 см, с числом полюсов ротора 2р = 40, УХЛ – для районов с умеренным и холодным климатом, цифра 4 – для работы в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями.
Параметры в генераторном (числитель) и двигательном (знаменатель) режимах: Sном = 236 МВА, Рном = 200/220 МВт, cos ном= 0,85/0,93; Uном = 15,75 кВ; nном = 150 об/мин. Такие машины были разработаны в Ленинграде: насос-турбина – в объединении ЛМЗ, гидрогенератор – в объединении “Электросила” и использованы при строительстве Загорской ГАЭС. Методика пуска гидроагрегата в насосном режиме частотным методом описана в другой статье. При работе в генераторном режиме методика пуска не отличается от обычных ГЭС и происходитза счет открытия направляющего аппарата.
При определении экономичности производства электроэнергии в схемах ГАЭС необходимо учитывать насосный и генераторный режимы, а также, за счет какого источника (АЭС или КЭС) осуществляется насосный режим:
– ηГАЭС ≈ ηАЭС(КЭС) · ηнас · ηВГДС(дв) · ηтурб · η ВГДС(ген) = (0,3 ÷ 0,4)·0,8·0,985·0,9·0,984 = 0,21 ÷ 0,28, где ηАЭС(КЭС) = 0,3 ÷ 0,4 – КПД станции при заполнении водохранилища;