Гидроаккумулирующие электростанции
Гидротехнические сооружения ГЭС
При создании водохранилища ГЭС плотины являются основными гидротехническими сооружениями и входят в состав напорного фронта. Существуют две группы плотин: бетонные (железобетонные) и грунтовые.
Бетонные плотины подразделяются на гравитационные, контрфорсные и арочные.
Гравитационная плотина является массивной, ее устойчивость обеспечивается собственным весом (гравитацией).
Плотина, не допускающая перелив воды через гребень (рис. 17.11, а), называется глухой.
Плотина, выполненная с поверхностным водосливом или заглубленными (донными) отверстиями для пропуска воды (рис. 17.11, б), называется водосливной.
Контрфорсная плотина (рис. 17.11, в) выполняется в виде вертикальных железобетонных ребер 2 (контрфорсов), на которые со стороны верхнего бьефа наклонно укладываются железобетонные плиты 1, воспринимающие давление воды. Контрфорсы соединяются между собой балками жесткости 3. В узких ущельях на скальном основании возводят арочные плотины (рис. 17.11, г). Арочная плотина, выполненная в виде свода, воспринимает давление воды и передает часть нагрузки на скальные берега и скальное основание.
Плотины из грунтовых материалов разделяются на земляные и каменные. Земляные плотины по виду возведения могут быть насыпные и намывные. Каменные плотины подразделяются на каменно-набросные и каменной кладки.
На деривационных ГЭС в качестве подводящей или отводящей деривации используются гидротехнические сооружения: туннели, каналы или трубопроводы.
Гидроаккумулирующие электростанции создаются, как правило, для суточного аккумулирования энергии в электроэнергетической системе. Недельное аккумулирование требует большой емкости водохранилища и поэтому оказывается выгодным лишь при благоприятных топографических условиях.
ГАЭС покрывает пики графика нагрузки и обеспечивает потребление дешевой энергии в провалы графика нагрузки, выравнивая режимы работы ТЭС, АЭС.
ГАЭС характеризуется высокой маневренностью оборудования в турбинном и насосном режимах. Наличие у ГАЭС значительного регулировочного диапазона нагрузки (в турбинном и насосном режимах) и емкости аккумулирования позволяет очень эффективно использовать их в энергосистеме в качестве нагрузочного (частотного) и аварийного резервов.
Агрегаты ГАЭС могут использоваться в режиме синхронного компенсатора для выработки реактивной мощности и энергии.
Для ГАЭС характерно многообразие установившихся и нормальных эксплуатационных переходных процессов, так как ее гидроагрегаты в течение суток осуществляют многократную смену режимов работы (рис. 17.12).
Продолжительность нормальных эксплуатационных переходных процессов обусловлена параметрами оборудования и сооружений, условиями работы ГАЭС в электроэнергетической системе.
В России эксплуатируется Загорская ГАЭС мощностью 1200 МВт, ведется проектирование других ГАЭС.