Межгосударственное использование гидропотенциала реки Сырдарьи с применением гидроаккумулирующих электростанций

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 821

Ташкентский государственный технический университет, Ташкент

Межгосударственное использование гидропотенциала реки сырдарьи с применением гидроаккумулирующих электростанций

Мухаммадиев М.М., Джураев К.С.,

Жураев С.Р.,Уришев Б.У.

В условиях Центральной Азии дефицит водных ресурсов диктует несколько иные условия, вызванные ростом водопотребления на фоне увеличения численности населения и требований охраны окружающей среды. Самым главным вопросом при освоении водных ресурсов всегда было удовлетворение потребностей водного хозяйства и питьевого водоснабжения. Поэтому на нынешнем этапе развития гидроэнергетики освоение водных ресурсов необходимо осуществ-лять на внутренних и межгосударстенных водотоках сезонного действия, в системах водохранилищ, на гидротехнических сооружениях без ущерба интересам ирригации и водоснабже-ния. Это, как показывают расчеты, намного уменьшает капвложения на освоение гидроэнергетических ресурсов и даёт возможность более полно использовать потенциал накопленного объёма воды.

По данным наших исследований выявлено, что во многих водохозяйственных системах Центральной Азии-Туямуюнской, Таллимарджанской, Сохской, Чардаринской, Куюмазарской, Гиссаракской, Чимкурганской, Адижанской и др. действующих объектах не обоснованно теряется экологически чистая электроэнергия. Из-за отсутствия научно-технических основ создания гидроэнергетического комплекса, обоснования параметров и эксплуатационных режимов их объектов, а также необходимостью новых рациональных решений для повышения функциональных возможностей гидроэнергетических установок и регулируемых элементов гидротехнических сооружений. Состав гидроэнергетических комплексов (ГЭК) различны в разных регионах Центральной Азии, в зависимости от возлагаемых на них задач и состав электростанций в энергосистемах. Например, для условий Узбекистана может быть в состав ГЭК отнесены: гидроэлектростанция (ГЭС) с водохранилищем комплексного назначения, насосная станция (НС), гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС) и гидротехнические сооружения ирригационных и водоснабженческих систем [1,2,3,4].

Остановимся на некоторых вариантах технологических основ создания ГЭК для производства и аккумулирования энергии на существующих круп-ных ирригационных сооружениях республики.

Одним из таких потенциальных объектов является совместное использование Чардаринской и Арнасайской водохранилищ (рис.1).

Чардарьинское водохранилище--водохранилище образованное в 1966 году расположенное на реке Сырдарья на территории Южно-Казахстанской области Республики Казахстан.

Это водохранилище осуществляет многолетнее регулирование стока, также используется для энергетики, на плотине находится Шардаринская ГЭС и для ирригации -- Кызылкумский канал, который является источником воды для города Шардара.

Чардаринское водохранилище имеет следующие параметры: площадь -- 783 кмІ, полный объём -- 5,7 кмі, полезный -- 4,2 кмі [5,6].

Водохранилище предназначено для внутригодового перераспределения стока. Арнасайское водохранилище расположено в восточной части Арнасайских озёр. Аккумулирующая ёмкость ограждена от остальной части озера насыпными дамбами. Эта часть озера отличается наиболее низкой минерализацией воды.

Арнасайское водохранилище наливное, и может наполняться как из реки Сырдарья, через систему канала ЮГК, так и за счёт сбросов из Чардарьинского водохранилища.

Водохранилище в Арнасайском понижении формируется путем строительства двух ограждающих плотин №1 и №2, с водосбросами и водовыпускном и глухой плотиной №3.

Полная емкость водохранилища составляет - 605 млн. м³, а полезная - 475 млн. м³.

природный маневренность электроэнергия научный

Рис.1. Вид Чардаринского и Арнасайского водохранилища со спутника

Ввиду строительства сооружений Арнасайского водохранилища, сбросные расходы Чардаринского водохранилища через Арнасайское водосбросное сооружение составляет 790 м³/с вместо проектных 2100 м³/с (ввиду подпора сбросного сооружения) и пропускаются или транзитом через водосбросы автоматического действия, или идут на наполнение Арнасайского водохранилища [1,2,4].

Рис. 2. Предлагаемый Арнасайский гидроэнергетический комплекс

Следуя из условия обеспечения полива 40 тыс.га, при проектном КПД 82%, требуемый объём составляет 285 млн. м³ воды, а остальной полезный объём водохранилища 190 млн. м³, находится в резерве и по нашему мнению может быть использован для выработки электроэнергии [1,2,7].

В теоретических исследованиях рассматривалось несколько возможных вариантов и схем строительства ГАЭС на Арнасайском гидроэнергетическом комплексе. (рис.2.)

1. Строительство ГАЭС на водосбросной плотине Чардаринского водохранилища.

2. Строительство ГАЭС на водосбросной плотине №1 Арнасайского водохранилища.

3. Строительство ГАЭС на глухой плотине №3 Арнасайского водохранилища.

4. Строительство ГАЭС с использованием двух верхних бассейнов Чардаринского и Арнасайского водохранилищ.

Одним из путей совершенствования научных основ использования природных ресурсов и природоохранной деятельности является разработка методов обоснования параметров и режимов функционирования ГЭК.

Совместное обоснование параметров и режимов эксплуатации электростанций ГЭК требует особого научного подхода с тем, чтобы от концентрации энергетических мощностей не ухудшилась экологическая среда данного района (региона).

Впервые в разработку обоснования и строительство ГЭК внесли вклад Ю.С.Васильев, Н.В.Арефьев, Т.П.Доценко, В.И.Зерюков, Л.А.Левицкий, В.А.Осадчук, М.П.Федоров, М.М. Мухаммадиев и др.

В работах вышеприведенных авторов основное отражение в ГЭК нашли ГАЭС, имеющие многоцелевое назначение в энерговодохозяйственной системе. Расширение функциональной возможности ГАЭС при параллельной работе теплоэнергетическими установками потребовал разработку методики технико-экономических расчетов для определения дополнительного эффекта от комплексной работы участников ЭК. При этом на ГАЭС возлагается: регулирование нагрузки, поддержание качества напряжения и частоты тока, аварийное электроснабжение и т.д. Выполнение множества таких требований предъявляется к оборудованиям ГАЭС [2,4].

На основе обобщённой методики математического определения и расчёта основных параметров ГАЭС была разработана программа расчёта по технико-экономическому обоснованию основных параметров ГАЭС. Программа включает в себя - подпрограмму расчета энергогидравлических параметров ГАЭС, подпрограмму расчёта определения номинальной мощности и энергии ГАЭС, экономически выгодного диаметра напорного трубопровода, подпрограмму расчёта основных экономических показателей ГАЭС. На рис.3 представлена блок схема программы расчёта.

Таблица 1.

Рис. 3. Блок схема программы расчёта технико-экономического обоснования основных параметров ГАЭС

Основные результаты расчётов по программе расчёта технико-экономического обоснования основных параметров ГАЭС приведены в таблице 1.

Исходя из таб.1 можно сказать, что все варианты с экономической точки зрения одинаковы, и это даёт возможность создания межгосударственного использования гидропотенциалов Чардаринского и Арнасайского водохранилища с применением ГАЭС. От этого повышается возможность стабилизации режимов работы электроэнергетических систем Казахстана и Узбекистана, а так же даст возможность получения за год 350,0 млн. кВт•час экологическо чистой электроэнергии.

Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы:

На основе анализа современного состояния, режимов работы гидроэнергетического комплекса и режимов работы электроэнергетической системы Центральной Азии, обоснована необходимость повышения маневренности подачи электроэнергии, которая обеспечивается высокоманевренными гидроаккумулирующими электростанциями, работающих в режиме суточного, недельного и сезонного аккумулирования энергии.

- Разработан алгоритм расчёта определения и обоснования технико-экономических параметров ГАЭС, в составе гидроэнергетического комплекса, водохозяйственных систем, на основе системного анализа, управления энергетическим производством и его отдельными компонентами.

- Сформулирована постановка задачи оптимизации динамических режимов работы ГАЭС совместно с другими ГЭУ в условиях ЭЭС Центральной Азии.

- Разработана обобщённая методика математического определения и расчёта основных параметров ГАЭС применяемых на Чардаринской и Арнасайской водохранилищах;

- Разработана математическая модель и комплекс программ расчёта, задач по определению и обоснованию основных технико-экономических параметров ГАЭС применяемых на Чардаринской и Арнасайской водохранилищах.

Литература

1. Мухаммадиев М.М., Джураев К.С., Жураев С.Р. “Технико-экономическое обоснование строительство гаэс в Узбекистане”. Журнал “Экология плюс”, №3, Украина-Россия, 2011.

2. Мухаммадиев М.М., Халматов В.А., Джураев К.С. Проблемы развития гидроэнергетических комплексов. «Современное состояние и перспективы развития энергетики» международная научно-техническая конференция, 18-20 декабрь 2006, Ташкент.

3. Мухаммадиев М.М., Халматов В.А., Джураев К.С. Технологические основы создания гидроэнергокомплексов. РНПК «Проблемы надёжности и безопасности гидротехнических сооружение», ТИИМ, 22-23 ноября 2006.

4. Мухаммадиев М.М., Уришев Б.У. Аккумулирование гидравлической энергии и вопросы создания гидроэнергокомплексов/ Международный журнал “Гелиотехника”, №1, 2006.

5. ru.wikipedia.org/wiki/Чардаринское_водохранилище

6. fishinkz.ru/reservoirs/chardara.php

7. Мухаммадиев М.М., Джураев К.С. Роль ГАЭС в ЭЭС Центральной Азии. Ташкент, ТашГТУ, журнал «Техника юлдузи» № 1, 20

Размещено на Allbest.ru