Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Результат поиска

Наименование:

реферат Гидроаккумулирующие электростанции

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 01.06.2012. Год: 2011. Страниц: 9. Уникальность по antiplagiat.ru:

Описание (план):

Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт управления бизнес-процессами и экономики СФУ

СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
Глава 1 Определение, принцип работы, классификация, основное
оборудование и технологические схемы ГАЭС 4
1.1 Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) 4
1.2 Принцип работы 5
1.3 Классификация ГАЭС 7
1.4 Технологические схемы 9
1.5 Гидросиловое оборудование 11
1.6 Компоновочные решения 13
Глава 2 Системное значение ГАЭС 15
2.1 Энергетическая безопасность страны и роль ГАЭС в
повышении живучести энергосистем 15
2.2 Целесообразное расположение ГАЭС и их использование 17
2.3 Влияние ГАЭС на окружающую среду 21
Заключение 24
Список использованных источников 26

ВВЕДЕНИЕ

Вопросы использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) актуальны для всех стран мира в силу различных обстоятельств. Для промышленно развитых стран мира, зависящих от импорта топливно-энергетических ресурсов это, прежде всего, энергетическая безопасность. Для промышленно развитых стран, богатых энергоресурсами, — это экологическая безопасность. Для развивающихся стран — это наиболее быстрый путь к улучшению социально-бытовых условий жизни населения.
К ВИЭ относятся: энергия солнца, ветра, рек и водотоков, мирских приливов и волн, тепловая энергия земли (геотермальная) и гидросферы (тепло воздуха и вод океанов, морей и крупных водоемов), а также энергия биомассы. Меня из этого перечня интересует, в первую очередь, гидроэнергетика. Это прежде всего потенциал энергии рек и водотоков, который в мире оценивается величиной в 8100 млрд. кВт-ч.
В настоящее время разработана (и частично уже реализуется) программа развития гидроэнергетических мощностей на период до 2020 г., предусматривающая ввод генерирующих мощностей.
Особое место в числе различных видов гидроэнергетики занимают ГАЭС. Благодаря специфической технологии ГАЭС дают уникальную возможность двойного регулирования мощности — в генераторном и нагрузочном режимах. Это позволяет использовать ГАЭС при решении широкого диапазона режимных задач, связанных с потребностями в регулировании:

работа в интересах Системного оператора Единой энергетической системы по регулированию суточного графика нагрузки регулирование режимов «тепловых» изолированных энергосистем;
оптимизация работы тепловых (ТЭС) и атомных (АЭС) электростанций, улучшение их технико-экономических показателей, снижение вредных выбросов в атмосферу;
совместная работа с ПЭС;
осуществление функций быстро вводимого аварийного резерва генерирующей мощности.

Гидроаккумулирующие электростанции получили широкое распространение в мире: по состоянию на 2005 г. их общее количество достигло 460; в настоящее время строится около 40 новых ГАЭС во многих странах мира.
Актуальность развития генерирующих мощностей гидроаккумулирующего типа обусловлена дефицитом маневренных регулирующих мощностей.

Глава 1. Определение, принцип работы, классификация, основное оборудование и технологические схемы ГАЭС

1.1 Гидроаккумулирующие электрические станции.

Гидравлическое аккумулирование электрической энергии осуществляется гидроаккумулирующими электростанциями (ГАЭС), сооружение которых способствует комплексному решению ряда энергетических, топливно-энергетических и водохозяйственных проблем.
Планомерно увеличивающиеся масштабы промышленного и сельскохозяйственного производства обуславливают значительные приросты электропотребления. Удовлетворения этого прироста электропотребления энергетическими мощностями невозможно без концентрации мощностей на электростанциях и отдельных агрегатах.
Концентрация мощностей агрегатов и электростанций обеспечивает более быстрый ввод мощностей в энергосистемах, повышение экономичности электростанций, уменьшение потребности в трудовых ресурсах при строительстве и эксплуатации, снижение металлоемкости.
Наряду с положительными сторонами насыщение энергетических систем тепловыми и атомными электростанциями огромной мощности усугубляет трудности с покрытием минимальных нагрузок. Ограниченный диапазон регулирования мощности крупноблочных агрегатов и невозможность частых пусков и остановок без резкого снижения надежности и экономичности работы энергосилового оборудования тепловых и атомных электростанций затрудняет покрытие неравномерной части графиков электрической нагрузки. Неравномерность режима электропотребления наблюдается не только в течение суток ( внутрисуточная неравномерность), но и по дням недели (внутринедельная неравномерность), и сезонам года (внутригодовая неравномерность).
В этих условиях 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.

1.2 Принцип работы

а — вертикальный разрез; б — план; 1 — верхний аккумулирующий бассейн; 2 — водоприёмник; 3 — напорный водовод; 4 — здание электростанции; 5 — нижнее питающее водохранилище; 6 — плотина с водосбросом; 7 — нормальный подпорный уровень воды; 8 — уровень сработки.
Рисунок 1 – Гидроаккумулирующая электростанция
Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) перераспределяют электроэнергию, вырабатываемую другими электростанциями, во времени в соответствии с требованиями потребителей. Принцип действия гидроаккумулирующей станции основан на ее работе в двух режимах: насосном и турбинном. В насосном режиме вода из нижнего водохранилища (бассейна) ГАЭС (рис. 2.I) перекачивается в вышерасположенный верхний бассейн. Во время работы в насосном режиме (обычно в ночные часы, когда нагрузка в энергосистеме снижается) ГАЭС потребляет электрическую энергию, вырабатываемую тепловыми электростанциями энергосистемы. В турбинном режиме ГАЭС использует запасенную в верхнем бассейне воду, агрегаты станции при этом вырабатывают электроэнергию, которая подается потребителю в часы пиков нагрузки.

Классификация ГАЭС по напорам:

1.4 Технологические схемы

Гидроаккумулирующие электростанции разделяют на ГАЭС чистого аккумулирования и ГАЭС смешанного типа. Последние в свою очередь, можно разделить на ГЭС-ГАЭС (сочетание речной и гидроаккумулирующей станций) (рис.3).

1 — объем воды, используемый для производства электроэнергии за один рабочий цикл установки; 2 – объем воды, закачиваемый за один рабочий цикл установки. (Потери воды на фильтрацию, испарение не учтены).

Рисунок 3 — Диаграмма соотношения объемов воды, проходящих через агрегаты, для различных типов гидравлических станций

Работа ГАЭС чистого, или простого, аккумулирования, верхний бассейн которых не имеет притока воды, происходит на одном и том же объеме воды, перекачиваемом из нижнего бассейна и в срабатываемом в турбинном режиме из верхнего бассейна в нижний (рис.4). Лишь небольшие потери воды происходят в результате испарения и инфильтрации.

а- с искусственными верхним и нижним бассейнами и наземным расположением сооружений; б – то же с подземным расположением сооружений; в – с использованием существующего водоема в качестве нижнего бассейна; 1 – верхний бассейн; 2 – нижний бассейн; 3 – ГАЭС.

Рисунок 4 — ГАЭС чистого аккумулирования

Когда в верхний бассейн имеется приток воды и ГАЭС может работать в турбинном режиме не только за счет насосной подкачки, но и на естественном стоке, такие установки представляют собой соединение обычной ГЭС и ГАЭС и называются ГАЭС смешанного типа, или ГЭС – ГАЭС (рис. 5).

а – плотинная; б – деривационная; в – в схеме переброски стока; 1 – верхний бассейн; 2 – ГЭС – ГАЭС; 3 – нижний бассейн.

Рисунок 5 — ГАЭС смешанного типа

В некоторых случаях ГАЭС смешанного типа могут действовать при неполной высоте подкачки (рис. 6). При этом забор воды насосами может осуществляться не из нижнего бассейна ГАЭС, а из водотока или водоема, расположенных на более высоких отметках. Такие установки обычно применяются в схемах переброски стока. Характерным для их является раздельное расположение насосной станции и гидроэлектростанции. Обычно ГАЭС смешанного типа представляют собой обширные гидротехнические комплексы, включающие многочисленные водохранилища, туннели, насосные станции и т.д.

1 – водохранилище; 2 – насосная станция; 3 – аккумулирующий бассейн; 4 – ГАЭС.

Рисунок 6 — ГАЭС с неполной высотой подкачки

Особый интерес представляют ГАЭС смешанного типа в составе энергетических комплексов, включающих наряду с гидравлическими тепловые или атомные электростанции (рис. 7).

1 – верхний бассейн (пруд-охладитель); 2 – нижний бассейн (водохранилище); 3 — верхний бассейн (водохранилище); 4 – верхний бассейн.

Рисунок 7 — Схемы энергетических комплексов, включающих ГАЭС

1.5 Гидросиловое оборудования

По количеству машин различают четырех-, трех- и двухмашинную схему агрегатов ГАЭС (рис.8).

а – четырехмашинная; б – трехмашинная с вертикальными агрегатами; в – то же с горизонтальными агрегатами; г – двухмашинная; 1 – электродвигатель; 2 – генератор; 3 – обратимая электрическая машине; 4 – обратимая гидромашина; 5 – гидротурбина; 6 – насос; 7 – муфта сцепления.

Рисунок 8 — Схемы гидросилового оборудования ГАЭС
Четырехмашинные схемы (рис. 8,а) превосходят остальные по количеству оборудования и требует соответственно больших объемов машинных залов, подводящих и отводящих водоводов и т.д. Подобные схемы могут рассматриваться главным образом только при раздельном расположении насосной и турбинной частей установки. В остальных случаях четырехмашинные схемы, как правило, не применяются и вытесненены значительно более рациональными трех- и двухмашинными схемами.
Трехмашинная схема имеет общий двигатель-генератор , турбину и насос (рис.8, б). Трехмашинные агрегаты могут изготовляться как с горизонтальным, так и с вертикальным валом.
Трехмашинная схема до недавнего времени была наиболее распространенной. Преимущества этой схемы: возможность подбора турбины и насоса с наиболее благоприятными энергетическими показателями; совмещение электрических машин в единый обратимый двигатель-генератор, что не связано со значительными конструктивными осложнениями; неизменность направления вращения, что облегчает смену режимов и упрощает конструкцию подпятника.
Недостатком трехмашинной схемы является высокая стоимость ( по сравнению с двухмашинной) из-за наличия двух отдельных гидравлических машин (турбины и насоса) с индивидуальным подводом и отводом воды, а также отдельными запорными устройствами.
Двухмашинную схему оборудования, при которой на ГАЭС устанавливаются гидроагрегаты, состоящие каждый из обратимой гидромашины (насосотурбины) и реверсивной электромашины, следует считать наиболее совершенной и экономичной (рис. 8, г).Как правило, двухмашинные обратимые агрегаты имеют вертикальное расположение вала. Работа в турбинном и насосном режимах происходит при противоположном направлении вращения. Применение обратимых гидроагрегатов, исключающих ( по сравнению с трехмашинной) из состава оборудования турбину с ее трубопроводами и муфтой, существенно уменьшает объем строительных работ по зданию ГАЭС и упрощает конструктивную схему ГАЭС. Хотя стоимость обратимой гидромашины на 40 – 50 % выше стоимости обычной гидротурбины тех же параметров и к.п.д. несколько снижается при работе в обоих режимах, общая стоимость ГАЭС при применении обратимых агрегатов существенно ниже.

1.6 Компоновочные решения ГАЭС

Взаимное расположение основных сооружений ГАЭС определяет различные компоновочные решения. Эти компоновки могут различаться по расположению здания ГАЭС ( наземное, подземное и полуподземное) и водоводов ( наземное и подземное), по использованию в качестве верхнего и нижнего бассейнов естественных (а также ранее созданных искусственных) водоемов или специально создаваемых водохранилищ, по схеме создания напора установки( плотинная, деривационная смешанная), по расположению бассейнов ГАЭС ( поверхностное или подземное). В зависимости от природных факторов, строительно-хозяйственных условий, требований энергосистем и т.д.в различных странах выработались характерные традиционные компоновочные решения ГАЭС.
Компоновки с искусственно созданными бассейнами на поверхности земли.
Выбор расположения верхнего бассейна во многом зависит от его основных параметров: полезной емкости и площади акватории. Эти параметры рассматриваются и выбираются на основании технико- экономического сопоставления вариантов.
Верхние бассейны ГАЭС чистого аккумулирования целесообразно создавать на участках территории с относительно ровным рельефом. Бассейны обычно сооружают в полувыемках- полунасыпях, что является экономически наиболее эффективным. Плановое очертание бассейнов по возможности должно быть близким к окружности, поскольку это сокращает периметр бассейна и снижает его стоимость за счет уменьшения объемов насыпи, крепления откосов, дренажных устройств и т.д.
Использование существующих водоемов в качестве бассейнов ГАЭС.
На сооружение верхних бассейнов затрачивается до 30 % стоимости строительно- монтажных работ по возведению основных сооружений. Поэтому использование существующих водоемов в качестве верхних бассейнов может существенно улучшить технико-экономические показатели ГАЭС в целом. Важным положительным фактором при использовании существующих водоемов для целей гидроаккумулирования является повышение турбулентности водного потока при прохождении его через агрегаты ГАЭС и как следствие повышение аэрации и самоочищающей способности водотока.
Компоновки с подземным или полуподземным расположением зданий ГАЭС.
Подземное и полуподземное расположение зданий ГАЭС обычно связано с туннельными подводящими ( отводящими) водоводами. Такие компоновки получают в настоящее время все более широкое распространение. Этому способствует следующие преимущества подземного и полуподземного расположения зданий ГАЭС по сравнению с их наземным размещением:
— повышение энергетических показателей за счет снижения потерь напора и улучшения работы агрегатов в переходных режимах благодаря сокращению длины подводящих водоводов, а также за счет возможности установки наиболее совершенного гидросилового оборудования, отличающегося значительным заглублением под уровень нижнего бьефа по условиям кавитации;
— возможность более свободного выбора планового размещения сооружений;
— максимальное сохранение естественного ландшафта и сокращение площади отчуждаемых земель;
— снижение эксплуатационных расходов из-за большей долговечности подземных сооружений, в особенности водоводов, по сравнению с открытыми стальными трубопроводами;
— исключение необходимости в защите зданий ГАЭС и водоводов от лавин, камнепадов, а также от других воздействий.
Подземное расположение основных сооружений ГАЭС связано, однако, с рядом осложнений при их строительстве и эксплуатации:
— требуется проведение особо тщательной геологической разведки, так как неточные данные по инженерно-геологическим условиям могут привести к значительным непредвиденным затратам;
— подземные строительно-монтажные работы требуют рабочей высокой квалификации;
— необходимость создания нормальных условий для эксплуатационного персонала ( вентиляция, освещение, кондиционирование воздуха) приводит к некоторому увеличению стоимости эксплуатации подземных ГАЭС
Компоновки с подземными бассейнами.
Устройство искусственных нижних бассейнов на большой глубине может быть оправдано тогда, когда отсутствует естественные перепады рельефа, необходимые для создания эффективных ГАЭС, и имеются благоприятные геологические условия для устройства крупных подземных сооружений.

Глава 2. Системное значение ГАЭС

2.1 Энергетическая безопасность страны и роль ГАЭС в повышении живучести электроэнергетических систем

Термин «энергетическая безопасность» означает состояние защищенности жизненно важных «энергетических интересов» личности, общества и государства от различных угроз независимо от их характера. Подобные интересы сводятся к бесперебойному обеспечению потребителей экономически доступными топливно-энергетическими ресурсами приемлемого качества: в нормальных условиях – к обеспечению в полном объеме обоснованных потребностей; в чрезвычайных ситуациях –к гарантированному обеспечению минимально необходимого объема первоочередных, наиболее важных потребностей.
Важными элементами энергобезопасности являются валовое производство электроэнергии, соответствующее годовой и сезонной потребности промышленности и населения, обеспечение маневренного ведения суточных режимов нагрузки энергосистемы, качество поставляемой потребителям электроэнергии и живучесть систем энергетики, то есть свойство противостоять возмущениям, не допуская их каскадного развития с массовым нарушением питания потребителей.
Значение этих критериев резко возросло в последние годы, когда после периода стагнации возрастает спрос на энергоносители, предъявляются повышенные требования в отношении качества и надежности энергоснабжения, а темпы обновления систем энергетики пока не соответствуют темпам роста энергопотребления.
Как известно, в сложной электроэнергетической системе как в структурно неоднородном техническом объекте объективно существуют так называемые слабые места, то есть элементы, группы элементов или условия, которые с точки зрения реакции на изменение режима, возмущения, управляющие воздействия являются критичными и негативно сказываются на живучести системы.
Своевременное и квалифицированное определение слабых мест в электроэнергетической системе позволяет разработать и обосновать мероприятия по их усилению путем изменения схемы сети, структуры генерирующих мощностей и расположения генераторов, установки реакторов и компенсирующих устройств, выбора средств противоаварийной автоматики и т. д.
Графики потребления электроэнергии (суточные графики нагрузки) современных энергообъединений отличаются высокой степенью неравномерности, что создает трудности как с покрытием пиков, так и, в большей степени, с прохождением ночных провалов суточных графиков нагрузки. Кроме того, в связи с резким ростом интенсивности подъема нагрузок в часы утренних и вечерних максимумов обостряются проблемы обеспечения качества электроэнергии (поддержание нормированных значений частоты и напряжения).
и т.д.

Перейти к полному тексту работы

Скачать работу с онлайн повышением оригинальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru

Смотреть полный текст работы бесплатно

Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.