Гидроэнергетика Украины

Содержание

1. Гидроэнергетика Украины

2. Анализ эффективности малой гидроэнергетики

3. Аккумулирующие гидроэлектростанции

4. Плотины

1. Гидроэнергетика Украины

Гидроэнергетика Украины началась с сооружения наибольшей в Европе Днепровской ГЭС - 560 МВт (1927г. - начало строительства, 1932г. - введенная в эксплуатацию). В состав сооружения входили здания ГЭС с девятью агрегатами.

Концентрация мощностей в процессе развития энергетики привела к строительству преимущественно мощных ГЭС. Из ГЭС средней мощности была сооружена лишь Теребле-Рикская (27 МВт, 1955г.) - чрезвычайно интересная ГЭС, где задействовано процедуру перебрасывания стока р.Теребля в р.Реку.

Здесь используется разность имеющихся природных уровней рек Теребля и Реки, составляющая 200 м в том месте, где эти реки сближаются на расстоянии 3,5 км.

В период с 1955г. началось освоение гидропотенциала р.Днепр - сооружение ГЭС Днепровского каскада. Обобщенные энергетические показатели Днепровских ГЭС приведенные в табл. 1. Сегодня начался важный процесс реконструкции этих ГЭС. По всей видимости, все ГЭС, кроме Каховской (периодически-полупиковый объект), являются пиковыми электростанциями.

В 1983г. введена в эксплуатацию Днестровская ГЭС. Установленная мощность Днестровской ГЭС - 702 Мвт, среднее многолетнее (проектное) производство электроэнергии составляет 800 млн. квт*ч, расчетный напор - 55 м, число часов использования мощности по проекту - 1140 часов, то есть это чисто остропиковая электростанция. Данная электростанция имеет характер горной, поэтому площадь затопления земель под водохранилищем составляет лишь 14,2 тыс. га (буферное водохранилище - 1,04 тыс. га).

ГЭС, в зависимости от водности, вырабатывали в последние годы 14-16 % электроэнергии в энергообъединении. Себестоимость электроэнергии на больших ГЭС составила, например, в 1998р. 0,59 коп./квт*ч. Ясно, что именно ГЭС сдерживают возрастания тарифов. Причем следует иметь в виду, что в структуре себестоимости плата за водопользование составляет 31 % (одна и та же вода проходит через все ГЭС Днепровского каскада и оплачивается многократно), а затраты на заработную плату в структуре себестоимости крайне маленькие.

Уровень освоения гидропотенциала больших рек практически исчерпан. В последние годы использования технического гидропотенциала больших рек в Украине превышало 60 %. Доиспользование потенциала р.Днестр требует серьезных экологических исследований и обоснований (кроме верховья). Усложняет эту работу новое межгосударственное значение речки.

Известно, что для энергообъединений с относительно малой удельной частицей в структуре мощностей ГЭС и преобладающим развитием низкоманевровых пилеугольной блочной теплоэнергетики и атомных электростанций необходимым является сооружение специальных пиковых энергообъектов. Понимание важности решений проблемы покрытия пиковых мощностей специальными способами (кроме широкого использования потребителей-регуляторов на основе многозонных тарифов) было присуще энергообъединению Украины. Еще в 1975г. введена первая в СССР гидроаккумулирующая электростанция - Киевская ГАЭС мощностью 225 Мвт. Ее характеристики:

· полный объем верхнего водохранилища - 4,79 млн. м3;

· полезный объем - 3,79 млн. м3;

· площадь верхнего водохранилища - 60 га (нижнее - водохранилище Киевской ГЭС);

· средний напор воды Нср = 70 г (65-74 м);

· мощность ГАЭС в турбинном режиме составляет 225 МВт;

· на станции установлены три вращающихся агрегата единичной мощности в насосном режиме 43 МВт (после модернизации 43,5 МВт), в турбинный - 33,4 МВт (после модернизации 37,0 МВт);

· мощность трех прямых агрегатов составляет по 41,5 Мвт.

Украинское энергомашиностроение справилось с задачей создания первых обратных гидромашин. Приобретен опыт их проектирования и эксплуатации. При создании гидрооснащения решены сложные вопросы разработки проточной части насосов-турбин и реверсивных подпятников с нулевым эксцентриситетом.

Киевская ГАЭС стала крупномасштабной моделью для всесторонних исследований. Выполнены исследования свойств усталости металлов вращающихся узлов в зависимости от влияния интенсивных вибрационных нагрузок, прочности узлов (крышки турбины и турбинного подшипника), вибрации лопаток направляющего аппарата, системы отжима воды и выпуска воздуха при пуске в насосный режим. Проведен комплекс исследований переходных процессов при пусках и переведении в разные режимы, остановках, потере привода. Отработан двухтактный и более режим эксплуатации. Опыт эксплуатации и накопленные исследовательские наработки в будущем будут оказывать содействие внедрению мощных ГАЭС (сооружаются Днестровская и Ташликская, начато строительство, но законсервировано, Каневской ГАЭС).

В 20-30-тые годы началось массовое развитие малой гидроэнергетики. Так, в 1924 г. в Украине эксплуатировалось 84 малых гидроэлектростанций (МГЭС) (суммарная мощность 4000 квт, средняя мощность 47,6 квт), а до 1929 г. их было уже 150 (суммарная мощность 8400 квт, средняя мощность 56 квт). Среди них достаточно мощной была Бузская (введенная в эксплуатацию в 1929г., мощность 570 квт), Вознесенская (1929г., 840 квт), Сутиская (1927г., расширенная в 1935г. до 1000 квт). В 1935 - 1937гг. из известных введены в эксплуатацию Шумская (120 квт), Потуская (32 квт), Писаревская (160 квт), Белоусовская (88 квт),