Исследование вопросов повышения точности моделирования расходных характеристик ГЭС
ВВЕДЕНИЕ
В настоящий момент гидроэнергетика занимает важное место, так как для получения электрической энергии используется неисчерпаемый возобновляемый энергоресурс - энергия рек. Она является эффективным представителем нетрадиционной энергетики, позволяющей получать относительно недорогую электроэнергию постоянно. Низкая себестоимость вырабатываемой электроэнергии с помощью гидроэлектростанций определяет её уникальность.
Однако моделирование энергетических характеристик гидроэлектростанций и самой модели станции происходит с большими затруднениями, так как для более высокой точности моделирования нужно учитывать большое количество факторов, таких как характеристики установленного оборудования, рельеф территории, количество и интенсивность осадков и т.д. Математические модели позволяют систематизировать вычисления, основываясь на практический знания и теоретические данные, при этом финансовые затраты и потраченное время на всех этапах проектирования и моделирования.
Мощност
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 8
1 РАСХОД ВОДЫ НА ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ 10
1.1 Основные учитываемые компоненты стока 10
1.2 Учет расхода и напора воды на ГЭС 12
1.3 Погрешности учета расхода и напора воды 25
2 РАСХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЭС И ИХ ПОСТРОЕНИЕ 28
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЭС 36
3.1 Существующие способы моделирования 37
3.2 Существующие распространенные способы моделирования в ПО 39
3.3 Модель расходной характеристики 42
3.4 Способы повышения точности моделирования расходных характеристик ГЭС 43
4 ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ ЗЕМЛИ 48
5 ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ В ЦЕЛЯХ В ГИДРОЛОГИИ 52
5.1 Методика оперативного расчета и прогноза притока воды 57
5.2 Мониторинг половодий и паводков 60
5.3 Определение снегозапасов 61
6 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГЭС 64
6.1 Технологический цикл систем управления 68
6.2 Взаимодействие системы контроля уровней и расхода воды через гидроагрегаты и донные водосбросы с системой АСУ ТП ГЭС 69
7 ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО МОНИТОРИНГА И ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ РАСХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ ПОМОЩИ ЕГО ДАННЫХ 72
7.1 Обобщенная схема организации работы с данными в системах дистанционного зондирования 72
7.2 Схема внедрения данных дистанционного зондирования для повышения точности расходных характеристик ГЭС 75
8 ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ НА РЕАЛЬНЫЙ ОБЪЕКТ 76
8.1 Актуальность внедрения и цели 78
8.2 Сбор и расчет необходимых данных 79
8.3 Проектирование гидрологических и метеорологических постов 85
8.4 Связь полученных данных с автоматизированной системой управления 88
9 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ 95
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТТЕРАТУРЫ 103
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. РД 153-34.2-21.564-00. Методические указания по учету стока воды на гидроэлектрических станциях. – М. : Издательство стандартов, 2001 г.
2. Подлесный С.А. Гидроэлектрические станции / С. А. Подлесный, В. Б. Затеев // Гидроэлектростанции в XXI веке: сб. материалов 2 Всерос. науч.-практ. конф. молод. ученых, специалистов, аспирантов и студентов, Саяногорск, - 2015 г. - 412 с.
3. Гидроэнергетические установки: Гидроэлектростанции, насос. станции и гидроаккумулирующие электростанции: Учебник для вузов / Д. С. Щавелев, Ю. С. Васильев. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л. : Энергоиздат : Ленингр. отд-ние, 1981. - 517 с.
4. СП 58.13330.2012. Гидротехнические сооружения. Основные положения : изм. 1 : взамен СНиП 2.06.15-85 : введ. 01.01.13 / Госстрой России. – Москва : ФГУП ЦПП, 2012. – 50 с. : ил. – (Система нормативных документов в строительстве. Строительные нормы и правила РФ). – ISBN 5-88111-169-9.
5. Гидроэлектростанции : Учеб. пособие / В. И. Брызгалов, Л. А. Гордон. Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2002. – 541 с. - ISBN 5-7636-0437-7.
6. Hydroelectric Power-Plant Simulator Implemented in Python/ M. Kuchai, A. Peichl, M. Kucera, J. Fiser, P. Kulik, T. Vyhlidal / International Conference on Process Control, 2021. -P. 108-113
7. Развитие теоретических основ и реализации автоматизированного управления активной мощностью и составом задействованных агрегатов ГЭС / Захарченко Виталий Евгеньевич / Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Вестник Ивановского государственного технического университета, 2021. –40 с.
8. Применение ГИС-технологий для повышения эффективности имитационного моделирования каскадов ГЭС / А.Ю. Арестова, С.В. Митрофанов, А.Г. Русина, A.А. Колесников / Новосибирский государственный технический университет - Российская Федерация, Новосибирск / Сибирский государственный университет геосистем и технологий - Российская Федерация, Новосибирск / DOI: 10.17516/1999-494X-0262
9. Modelling and Regulation of a Micro Hydroelectric Power Plant / I. Salhi, M. Chennani, S. Doubabi, N. Ezziani / Laboratory of Electric Systems and Telecommunications, 2008. -P. 1639-1644
10. Исследование и разработка алгоритмов группового регулирования активной и реактивной мощности ГЭС / Казанцев Юрий Валентинович / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Вестник Новосибирского государственного технического университета, 2021. –24 с.
11. Ю.А. Секретарев, А.А. Жданович, Основные принципы и модели привентивного управления гидроагрегатами с учетом их эксплуатационного состояния. Journal of Siberian Federal University. Engineering & Techologies, С.322-33 (2010).
12. D. G. Larentis, W. Collischonn, F. Olivera, C.E.M. Tucci, Gis-based procedures for hydropower potential spotting. Energy. Vol 35. P. 4237-4243 (2010).
13. Application of GIS in decision support systems for groundwater / Josef Fürst, Hans Peter Nachtnebel / University of
Для того чтобы определить эту функцию, необходимо провести экспериментальные исследования на реальной ГЭС. Однако это может быть очень сложно и дорого, поэтому используется метод численного эквивалента.
Этот метод заключается в том, что экспериментальные данные, полученные на одной ГЭС, могут быть использованы для моделирования расходных характеристик другой ГЭС, имеющей схожие параметры. Для этого необходимо провести ряд вычислений, которые позволяют пересчитать значения параметров для новой ГЭС.
Осуществление метода численного эквивалента включает в себя ряд шагов, таких как анализ параметров ГЭС, выбор эквивалентной ГЭС, определение коэффициентов преобразования параметров и т.д. Этот метод позволяет существенно сократить время и затраты на проведение исследований и получить достоверные результаты моделирования расходных характеристик ГЭС. А также позволяет более точно моделировать расходные характеристики, учитывая т