Bài giảng Thủy năng - Thủy điện: Chương 4 - PGS.TS. Nguyễn Thống

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Thủy năng - Thủy điện - Chương 4: Điều tiết nước hồ chứa thủy điện" trình bày kiến thức cơ bản về việc điều tiết nước hồ chứa thủy điện, phương pháp điều tiết đường chỉ thẳng,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thủy năng - Thủy điện: Chương 4 - PGS.TS. Nguyễn Thống

THỦY TRƯỜNG ĐẠI NĂNG HỌC BÁCH&KHOA THỦYTPỒ ĐIỆN CHÍ MINH THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN KHOA Chương KỸ THUẬT 4: Điều tiết hồXÂY DỰNG chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện BỘ MÔN KỸ THUẬT & QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC Chương 1 : Tổng quan. Chương 2 : Tài nguyên nước và quy hoạch khai thác Chương 3 : Các phương pháp khai thác năng lượng nước. Chương 4 : Điều tiết hồ chứa thuỷ điện. Chương 5 : Đập dâng & công trình tháo lũ. Chương 6 : Công trình lấy nước và dẫn nước. PGS. TS. NGUYỄN THỐNG Chương 7 : Tháp (giếng) điều áp. Email: nthong56@yahoo.fr or nguyenthong@hcmut.edu.vn Chương 8 : Đường ống áp lực & hiện tượng nước va. Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong/index Chương 9 : Nhà máy Thuỷ điện. 1 2 PGS. TS. Nguyễn Thống Tél. (08) 38 691 592 - 098 99 66 719 PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện GIỚI THIỆU ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA  Dòng chảy thiên nhiên thay đổi theo thời gian (mùa mưa, mùa khô). THUỶ ĐIỆN  Hồ chứa nhằm mục đích “trữ nước” vào  Giới thiệu mùa nhiều nước và tăng lưu lượng vào  Phương pháp điều tiết mùa khô so với lưu lượng tự nhiên  điều đường chỉ thẳng hoà dòng chảy theo thời gian (giảm sự khác biệt về lưu lượng giữa mùa nhiều nước & mùa ít nước lấy ra từ hồ chứa để phục vụ PGS.phát điện hoặc xả thừa). 3 4 PGS. TS. Nguyễn Thống TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện GIỚI THIỆU THÔNG SỐ HỒ CHỨA Z (m)  Một cách tổng quát hồ càng lớn  MNGC MNDBT Z (m) MNTL khả năng điều hoà dòng chảy lớn WHI F=f(z) (điều hoà ngày, tuần, tháng, năm, MNC VBC V=g(z) nhiều năm). F (km2) V (mil.m3) MNGC: mực nước cao nhất xảy ra khi có lũ kiểm tra MNDBT: mực nước hồ cao nhất khi khai thác bình thường MNC: mực nước hồ thấp nhất khi khai thác bình thường. Whi: dung tích hửu ích hồ chứa. 5 VBC: dung tích chết (chứa bùn cát lắng đọng trong N năm)6 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 1
THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THIẾT LẬP ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH HỒ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA (bản đồ tỷ lệ 1/10000  1/25000) hồ = Whi/Va (01) hồ  hệ số dung tích hồ  Fi =f1(zi)  V=f2(z). Whi  dung tích hữu ích (niv. Min  niv. Max). Fi  Fi 1  Fi Fi 1 Va  thể tích nước trung bình vào hồ trong 1 năm. Vi  Zi - Hồ điều tiết ngày : hồ < 12% 3 - Hồ điều tiết tuần, tháng: hồ : 1-2%5-6% Fi+1 Zi - Hồ điều tiết năm hồ : 5-6%12-14% Z - Hồ điều tiết nhiều năm hồ >12-14% Fi 7 8 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA THUỶ ĐIỆN HỒ ĐIỀU TIẾT HOÀN TOÀN Wđến=Wcấp Wđến> Wcấp & KHÔNG Q đến Giai đoạn xã tràn HOÀN TOÀN Q dùng 9 10 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU TIẾT NGÀY HỒ CHỨA Bài tập 1: Một hồ chứa thuỷ điện nhỏ THUỶ ĐIỆN điều tiết ngày đêm (24h). Lưu lượng W cấp nước max NM là Qmax=20 m3/s. Tính V hồ cần W thiết để NM chạy liên tục trong các trữ nước trường hợp sau (giả thiết thể tích nước G/đ cấp nước đến hồ & thể tích nước qua NM trong ngày đêm là bằng nhau): G/đ trữ nước 1. 4 h/ngày-đêm. 2. 6 h/ngày-đêm. 11 12 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 2
THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập 2: Giả thiết một NM thuỷ điện có hồ chứa Hướng dẫn: Wyc 1=Qmax*3*3600 m3 điều tiết ngày đêm hoàn toàn. Yêu cầu của hệ W1=W0+Qtb*9h thống là NM sẽ làm việc 5h/ngày, cụ thể: Q Qtb=Wyc/24h Lần 1: Từ 9h  12h Qmax W3 Lần 2: Từ 18h  20h. Qtb Biết rằng Qmax của NM là 18m3/s. Giả thiết dòng chảy W2 W5=W0 W0 W4 đến là đều trong 24h. Tính dung tích hữu ích cần 0 9h 12h 18h 20h 24h T có của hồ  hồ. (Chú ý: Nguyên lý tính giống như tính dung tích điều Hồ cấp nước bổ sung Hồ trữ nước hòa trong mạng lưới cấp nước). PGS. TS. Nguyễn Thống 13 PGS. TS. Nguyễn Thống W lũy tích trong hồ14 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện LƯU LƯỢNG & LƯU LƯỢNG CỘNG DỒN LƯU LƯỢNG CỘNG DỒN THEO THỜI GIAN (Đường lũy tích lưu lượng) 180 Gọi Q(t) là lưu lượng theo t, lưu lượng cộng dồn 160 Lưu lượng W(t) được xác định bởi: 140 theo thời Qm (m3/s) 120 gian Q=f(t) t W (t )   Qdt 100 80 60 40 t 0 20 0  Với t cho trước  xác định W(t)  được gọi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 là lưu lượng cộng dồn. T (mois) T (tháng) 15 16 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Trong thực hành: NHẬN XÉT t - Tại các vị trí sông chỉ có dòng chảy một W (t )   Qdt   Qt t t t 0 t 0 chiều  Đường lưu lượng cộng dồn luôn • Với Qt được xem là hằng số trong thời tăng hoặc nằm ngang (khi Q=0) theo t. đoạn Δt gọi là bước thời gian (đơn vị  s - Độ dốc của tiếp tuyến với đường cong luỹ or h) tích lưu lượng  lưu lượng dòng chảy tại thời điểm t tương ứng. Qi  tg ( i ) 17 18 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 3
THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện W(m3) Bài tập 1 & 2: Tính và trình bày trên đồ thị lưu 3500 lượng và lưu lượng công dồn W(t) của 2 3000 Đường luỹ tích chuỗi số liệu sau (lấy 1th=30ngày). Tính lưu 2500 l/lượng W(t) 2000 lượng trung bình Q0 (m3/s). [1] 1500 1000 α Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 500 Q(m3/s) 70 40 25 20 20 35 40 60 150 170 150 120 0 [2] 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ta có: Q5=0 ; Q6 =tg(α) Q(m3/s) 60 40 25 35 120 170 250 400 300 200 120 80 19 20 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Tham khảo: Lời giải 1 (Q0=75m3/s): Lưu lượng cộng dồn: Tháng 1 2 3 4 5 6 180 W (mil.m3) 181 285 350 402 454 544 160 140 Chuỗi t/gian Tháng 7 8 9 10 11 12 Qm (m3/s) 120 Q=f(t) W (mil.m3) 648 804 1192 1633 2022 2333 100 W(mil.m3) 80 2500 60 2000 40 1500 20 1000 0 500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 T (mois) 0 T (mois) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 21 22 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Lời giải 2: Chuỗi thời gian của Qm • Solution 2 (Q0=150m3/s): Lưu lượng cộng dồn Tháng 1 2 3 4 5 6 450 Qm (m3/s) 400 W (mil.m3) 156 259 324 415 726 1166 350 Mois 7 8 9 10 11 12 300 250 W (mil.m3) 1814 2851 3629 4147 4458 4666 W(mil.m3) 200 5000 150 4000 100 3000 50 T (mois) 2000 0 1000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 T (mois) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 23 24 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 4
THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập 3: Tính và vẽ trên đồ thị lưu lượng • Solution: công dồn W: Tháng 1 2 3 4 5 6 Tháng 1 2 3 4 5 6 W (mil.m3) 78 181 363 596 596 907 Q(m3/s) 30 40 70 90 0 120 Tháng 7 8 9 10 11 12 Tháng 7 8 9 10 11 12 Q(m3/s) 130 200 255 150 100 15 W (mil.m3) 1244 1763 2424 2812 3072 3110 25 26 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập 4: Lưu lượng cộng dồn W theo tháng của chuỗi dòng chảy 12 tháng như sau. Trình bày số liệu lên đồ thị và tính giá trị lưu lượng của LƯU LƯỢNG tháng thứ 2, 5, 8 và 12. Lấy 30ngày/tháng. CỘNG DỒN Tháng 1 2 3 4 5 6 W(tri.m3) 155.52 220.32 272.16 311.04 336.96 375.84 TRONG TỌA ĐỘ XIÊN Tháng 7 8 9 10 11 12 W(tri.m3) 458.78 601.34 860.54 1171.58 1689.98 2052.86 28 27 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện GIẢI THÍCH BẰNG ĐỒ THỊ GIẢI THÍCH BẰNG ĐỒ THỊ W (Q0t)  T* W T* W* Lũy tích giá trị TB (Q0t) Lưu lượng cộng W=f(t) dồn W=f(t) W= Q0(t) 0 T 0 T 29 30 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 5
THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện GIẢI THÍCH BẰNG ĐỒ THỊ LƯU LƯỢNG CỘNG DỒN TRONG TOẠ ĐỘ XIÊN W* Công thức tính W trong toạ độ xiên: Cho chuỗi dòng chảy Q(m3/s) có lưu lượng W=(Q-Q0)t trung bình Q0. Lưu lượng cộng dồn W(t) trong toạ độ xiên được định nghĩa bởi: t W (t )   (Q  Q0 )dt   Qt t  Q0 t t 0 t 0 T* t 0 Tổng thể tích nước vào hồ từ t=0 t 31 32 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Dạng tổng quát của W(t): NHẬN XÉT Q=Q0  W(t) có thể tăng hoặc giảm theo t.  W(t) tăng khi Qt>Q0 và ngược lại. 400 QQ0 W(m3)  W(t) là có chu kỳ cho chuỗi dòng chảy nghiên 200 cứu  Giá trị W tại đầu và cuối chu kỳ là bằng 0 nhau. -200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12  Lưu lượng dòng chảy tại thời điểm t: -400 α t(s) Qt  Q0  tg ( ) -600  tg(α) >= - Q0 (vì Qt>=0). -800 33 34 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Lời giải 1: Q0=75m3/s Bài tập 1 & 2: Tính và vẽ đường lưu lượng cộng dồn trong toạ độ xiên tháng 1 2 3 4 5 6 (30ngày/tháng). W(mil.m3) -13.0 -103.7 -233.3 -375.8 -518.4 -622.1 tháng 7 8 9 10 11 12 Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 W(mil.m3) -712.8 -751.7 -557.3 -311.0 -116.6 0.0 Q 0 T (mois) (m3/s) 70 40 25 20 20 35 40 60 150 170 150 120 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -200 -400 W (mil. m ) Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 -600 Q -800 (m3/s) 60 40 25 35 120 170 250 400 300 200 120 80 -1000 35 36 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 6
THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện • Solution 2: Q0=150m3/s Bài tập 3: Số liệu W(t) dòng chảy trong toạ độ xiên Tháng 1 2 3 4 5 6 như sau. Biết lưu lượng trung bình dòng chảy là 80m3/s (1 tháng có 30ngày). Vẽ W(t) lên đồ thị. Xác W(mil.m3) -233 -518 -842 -1140 -1218 -1166 định lưu lượng tháng 2, 5, 10. Tháng 7 8 9 10 11 12 W(mil.m3) -907 -259 130 259 181 0 Tháng 1 2 3 4 5 6 500 0 W(tr.m3) -15.0 -110.7 -245.3 -380. -520. -620. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -500 T (mois) W (mil. m3) -1000 Tháng 7 8 9 10 11 12 -1500 -2000 W(tr.m3) -700. -780. -540. -310. -110. 0.0 37 38 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện ĐƯỜNG LUỸ TÍCH LƯU LƯỢNG & ĐƯỜNG BỔ CHÚ Ý TRỢ TRONG TOẠ ĐỘ XIÊN Xét “hành lang” giới hạn bởi đường lũy tích lưu Dung tích nước có Lưu lượng cộng dồn lượng và đường bổ trợ. trong hồ lúc t trong TĐX W=f(t)  Xét một điểm bất kỳ M trong hành lang, KHOẢNG B D Biểu thị CÁCH THẲNG ĐỨNG từ điểm xét đến đường LŨY W(mil. m3) TÍCH biểu thị DUNG TÍCH NƯỚC CÓ trong hồ tại A hồ ở MNC 0 t T(mois) thời điểm t tương ứng. Whi C Z  Điểm nằm trên đường lũy tích  HỒ CẠN: MNC T0  Điểm nằm trên đường bổ trợ  HỒ ĐẦY: MNDBT Đường bổ trợ Biểu thị hồ ở của W=f(t) MNDBT 39 40 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập 4: Xét trong tọa độ xiên. Các số liệu: A=50tr.m3; B=150tr.m3; C=-10tr.m3; D=50tr.m3. Lưu Bài tập 5: Lấy số liệu bài tập trên. Vẽ lượng TB của chuỗi Q0=15m3/s. Tính lưu lượng TB đường bổ trợ với dung tích hửu tháng Qi với i=1,12 (lấy 30ngày/tháng). ích Whi=80 tr. m3. Lưu lượng W(tr. m3) B tD=8th. hằng số từ Tính giá trị lưu lượng bởi các tia A D tháng 3  7 điều tiết O1AB1CD1Z. Z T(th) 0 tA=1th.C tB=2th. tZ=12th. tC=7th. Luỹ tích lưu lượng trong TĐX W=f(t) 41 42 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 7
THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Hướng dẫn: Bài tập 6: Lấy số liệu bài tập trên 4 W(tr. m3) B & 5. Giả thiết hồ cạn ở t=0. Giả A B1 tC=7th. D T(th) thiết lưu lượng lấy ra khỏi hồ 0 A1 C D1 Z chứa để chạy NM của tháng 1, 2 01 tA=1th. tB=2th. tD=8th. tZ=12th. và 3 lần lượt là 20m3/s, 40m3/s và C1 8m3/s . Whi=50 tr. m3 a. Tính tổng thể tích nước lấy ra khỏi hồ đến cuối tháng 1, 2 và 3. 43 44 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện b. Dùng phương trình cân bằng nước, xác định thể tích nước còn lại trong hồ vào cuối tháng 1, 2, 3. c. Dùng số liệu câu (a) & đưa vào đồ ĐIỀU TIẾT thị tọa độ xiên trình bày lũy tích lưu lượng lấy ra khỏi hồ chứa. Từ đồ thị HỒ CHỨA xác định dung tích hồ tại các thời điểm cuối tháng 1, 2, 3. THUỶ ĐIỆN 46 45 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Một số chú ý: ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA THUỶ ĐIỆN Qđến(t) - Sau một chu kỳ điều tiết (ngày, tuần, tháng, năm, MNDBT Mực nước hồ tại thời nhiều năm) mực nước hồ trở về mực nước ban điểm t đầu. WHI Qđt(t) - Qđt(t) được xác định tuỳ theo phương pháp điều VBC tiết. - Trong quá trình điều tiết, Qđến(t) đã biết (số liệu Quá trình lấy lưu lượng Qđt(t) ra khỏi hồ để đi thuỷ văn tính). vào NM phát điện (hoặc phục vụ tưới,…) gọi là - Qđt(t) và Qđến(t) >=0 quá trình điều tiết hồ. - Quá trình điều tiết khác nhau  diễn biến mực PGS. TS. Nguyễn Thống 47 nước PGS. hồ khác TS. Nguyễn Thốngnhau. 48 8
THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập 1: Hãy giải thích ý nghĩa đường MiMj & Bài tập 2: Xét hồ chứa có đường lũy tích & bổ trợ tình trạng mực nước hồ tại các thời điểm “đặc trong TĐX như sau. Giả thiết hồ đầy nước ở t=0 & biệt” trên đồ thị sau  t=T0. Hãy xác định phương án điều tiết (thể hiện bằng đường gãy khúc từ t=0  t=T0) để Qđiều tiết Lưu lượng cộng dồn W(mil. m3) B min là lớn nhất. B Lưu lượng cộng dồn trong TĐX W=f1(t) W(mil. m3) trong TĐX W=f(t) A D M6 A M2 D 0 T0T(month) 0 T0 T(mois) M1 t0 C Z C Z Whi Whi M3 M7 M0 M5 M4 Z1 Thể tích nước có O1 Đường bổ trợ Điểm bắt đầu Đường bổ trợ trong hồ tại t0 PGS. TS. Nguyễn Thống W=f2(t) 49 PGS. TS. Nguyễn Thống kết thúc Điểm W=f2(t) 50 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập 3: Giả thiết hồ đầy nước ở t=0 & t=T0. Hãy BÀI TẬP 4 (lấy số liệu bài trước): ĐIỀU TIẾT HỒ xác định phương án điều tiết (thể hiện bằng W(tr. m3) B Đường luỹ tích dòng đường gãy khúc từ t=0  t=T0) để Qđiều tiết max là chảy đến trong TĐX nhỏ nhất. A D B Lưu lượng cộng dồn B’ T(th) C Z trong TĐX W=f(t) 0 W(mil. m3) D tA=1th D’ Z’ A 0’ tB=2th tD=8th tZ=12th 0 T0T(mois) tC=7th Whi C Z Whi=50 tr. m3 Đường bổ trợ Biết rằng O’AB’CD’Z biểu diễn một chuỗi lưu lượng Qđt lấy ra khỏi hồ (điều tiết) Điểm bắt đầu Đường bổ trợ  Tính các giá trị lưu lượng tương ứng. Điểm PGS. TS. Nguyễn Thống kết thúc W=f2(t) 51 PGS. TS. Nguyễn Thống 52 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện  Tính thể tích nước vào và ra khỏi hồ ĐIỀU TIẾT HỒ3 W(tr. m ) B kể từ t=0 đến tại các thời điểm A, B, C. D Nhận xét. A t3=5th D’ T(th) 0 B’ Z  Tính thể tích nước còn trong hồ sau Whi t1=1th C t4=8th t5=12th t2=2th 1th, 1.5th, 4th, 6th, 7th, 10th. Với giả thiết 0’ hồ đầy lúc t=0. CHÚ Ý !!! Đường điều tiết gãy khúc không bao giờ đi ra khỏi Bài tập tương tự với tia điều tiết hành lang giới hạn bởi đường luỹ tích và O’B’CD’Z. đường bổ trợ. 53 54 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 9
THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện NHẬN XÉT ĐIỀU TIẾT HỒ Xét 1 điểm “bất kỳ” ở thời điểm t trong THEO PHƯƠNG PHÁP hành lang giới hạn bởi đường lũy tích & đường bổ trợ: ĐIỀU HÒA LƯU LƯỢNG “KHOẢNG CÁCH THẲNG ĐỨNG TỪ NHẤT ĐƯỜNG LŨY TÍCH ĐẾN ĐIỂM XÉT BIỂU  P/P ĐƯỜNG CHỈ THẲNG THỊ THỂ TÍCH NƯỚC CÓ TRONG HỒ TẠI (ĐCT) THỜI ĐIỂM XÉT t”. 56 55 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện ĐIỀU TIẾT THEO P/P PP. Điều hòa nhất (pp. ĐCT) ĐƯỜNG CHỈ THẲNG Điều tiết hồ theo phương pháp điều Điều tiết: Điều tiết hồ là một chuỗi hòa nhất là phương pháp điều tiết lưu lượng liên tục lấy ra khỏi hồ sao cho sự SAI BIỆT giữa lưu lượng theo thời gian và tuân theo một điều tiết Max và lưu lượng điều quy luật được xác định. tiết Min của chuỗi lưu lượng trong một chu kỳ điều tiết là BÉ NHẤT. 57 58 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Ví dụ xét 1 hồ chứa có thể tích hữu PHƯƠNG PHÁP “ĐƯỜNG CHỈ THẲNG” W(tr. m3) B ích (Whi) đã biết. tC=7th A B’ D Giả thiết lưu lượng đến hồ theo 0 C Z T(th) thời gian đã biết (vẽ được đừờng tA=1th D’ Z’ 0’ tB=2th tD=8th tZ=12th lũy tích lưu lượng trong TĐX). Whi=80 tr. m3 Đường điều tiết theo p/p “Đường  Xem đồ thị sau: chỉ thẳng” Nhận xét: O’B’CD’Z’ là đường ngắn nhất nối O’ et Z’ 59 60 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 10
THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện CÂU HỎI TÍNH CHẤT Giả thiết hồ đầy tại t=0 (có thể trạng thái khác):  Giữa A & Z lưu lượng điều tiết min là lớn  Đại biểu là điểm O’ nhất. Và hồ cũng sẽ trạng thái đầy cuối chu kỳ (giống tại  Giữa A & Z lưu lượng điều tiết max là nhỏ thời điểm t=0) nhất. Đại biểu là điểm Z’ Phương pháp điều tiết có tính “CỰC ĐẠI” Một cách “định tính” hãy xác định đường “gãy lưu lượng điều tiết min và “CỰC TIỂU” lưu khúc” (nằm trong hành lang) nối O’ & Z’ là lượng điều tiết max. NGẮN NHẤT. 61 62 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện TÍNH CHẤT Bài tập: Hãy vẽ tia điều tiết theo phương pháp ĐCT cho 2 t/h: hồ cạn lúc t=0 & W=0.5Whi lúc  So với các phương pháp khác, t=0. Lưu lượng cộng dồn phương pháp ĐCT làm cho chênh lệch W(mil. m3) B trong TĐX W=f(t) giữa giá trị điều tiết Max và Min là A B’ D NHỎ NHẤT. 0 T0T(mois) C Z  Lưu lượng qua TUA BIN là “ĐIỀU Whi D’ HÒA” nhất. 0’ A’ Z’ Đường bổ trợ 63 C’ W=f2(t) 64 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện 1. Giả thiết lưu lượng TB của chuỗi dòng chảy là Bài tập : Xét đồ thị : 50m3/s. Toạ độ điểm a, b là -100 tr.m3 và -700 T(th) tr.m3. Tính thể tích nước vào hồ trong thời đoạn 0 1 năm 2 năm 3 năm từ ta đến tb. Lấy 360ngày/năm. Whi a b 2. Cho biết dung tích hữu ích là 150 tr. m3. Tính lưu c lượng điều tiết tương ứng tia a’c và cb’ với a’ tC=1năm8th và tung độ c là -900tr.m3. b’ W(tr.m3) 3. Hãy cho nhận xét về thể tích nước đến hồ & c’ thể tích nước lấy ra khỏi hồ trong thời Đường Đường lũy tích đoạn từ a đến b. bổ trợ trong TĐX PGS. TS. thiết 4. Giả Nguyễnhồ đầy lúc t=0. Vẽ tia điều tiết p/p ĐCT. 65 66 PGS. TS. Nguyễn Thống Thống 11
THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập: Cho dòng chảy đến hồ chứa sau: Lưu lượng TB là Q0 =90m3/s. Giả thiết hồ đầy ở t=0 và có dung tích hữu ích 250 tr.m3. a. Tính và vẽ đường lũy tích lưu lượng trong tọa độ tháng 1 2 3 4 5 6 xiên. Vẽ đường điều tiết bằng p/p ĐCT và tính lưu Q(m3/s) 70 50 20 10 15 25 lượng tương ứng. b. Trình bày kết qủa trên đồ thị và giải thích sự thay tháng 7 8 9 10 11 12 đổi mực nước trong hồ. c. Tính thể tích nước trong hồ vào cuối các tháng 3, Q(m3/s) 40 150 200 250 150 100 4. 67 68 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện d. Mực nước hồ TB tháng 2 và 7 lần lượt là PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHỈ THẲNG 300m và 250m. Mực nước sau NM tương ứng Whi 0 là 60m và 58m. Giả thiết mất năng (cột nước) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -200 là 15% giá trị cột nước địa hình và hiệu suất A TIA ĐIỀU tổng NM là =0,85. -400 B TIẾT G Z C F -600 Tính công suất (MW) phát ra của NM và năng lượng E (tr.kwh) của 2 tháng nêu trên. -800 -1000 E -1200 D -1400 69 70 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện tháng Qin(m3/s) Win(tr.m3) Cộng dồn. 1 70 -51.8 -51.8 AB BC CD DE EF FG GZ 2 50 -103.7 -155.5 3 20 -181.4 -337.0 Q (m3/s) 70.0 50.0 41.3 150.0 176.8 150. 100. 4 10 -207.4 -544.3 W 5 15 -194.4 -738.7 (tr.m3) 181.4 129.6 535.1 388.8 916.4 388.8 259.2 6 25 -168.5 -907.2 7 40 -129.6 -1036.8 8 150 155.5 -881.3 9 200 285.1 -596.2 10 250 414.7 -181.4 11 150 155.5 -25.9 71 72 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn 12 Thống 100 25.9 0.0 12
THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập: Lưu lượng đến hồ chứa như sau: Lưu lượng TB Q0 =140m3/s. Giả thiết hồ đầy ở t=0 và có dung tích 350 tr.m3. a. Tính lưu lượng cộng dồn trong tọa độ xiên. tháng 1 2 3 4 5 6 Tính lưu lượng điều tiết bởi p/p đường chỉ Q(m3/s) 30 40 70 90 150 200 thẳng. b. Giải thích sự thay đổi mực nước trong hồ. tháng 7 8 9 10 11 12 c. Tính thể tích nước trong hồ vào cuối tháng 3 250 310 275 150 100 15 và tháng 4. Q(m3/s) 73 74 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện d. Mực nước hồ TB tháng 1 và 9 lần lượt là 400m và 370m. Mực nước sau NM tương ứng 600 400 là 120m và 118m. Giả thiết mất năng (cột 200 E F nước) là 15% và hiệu suất tổng NM 0 G (Tuabin+Máy phát) là =0,85. -200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -400 Tính công suất (MW) phát NM và năng lượng -600A D Z năm E (tr.kwh) của 2 tháng nói trên. -800 B C -1000 -1200 -1400 75 76 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập: Xét đồ thị sau với: Q0=30m3/s; tg(α) = -10; t0=2th ; HƯỚNG DẪN tung độ A là 150 tr. m3; T0=12th. AB BC CD DE EF FG GZ Dòng chảy đến A Q(m3/s) 91.3 150 200 233.3 150 100 15 W(tr. m3) A0 T(th) W(tr.m3) 946.2 388.8 518.4 1814.3 388.8 259.2 38.8 t0 Z 0 α T0 B Dòng chảy ra khỏi hồ 77 78 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 13
THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Tính: Giải: - Lưu lượng tương ứng tia OB. - QB=Q0+tg(α) =30-10 =20m3/s. - Tung độ B. - Tung độ B =(QB-Q0)dt= - Tổng lượng nước vào hồ đến thời điểm t0. -10*2th=-51.84 tr.m3. - Thể tích nước có trong hồ ở thời điểm t0. - Thể tích nước vào hồ =150+Q0dt=150+30*2th.= 305.52tr.m3. - Thể tích nước trong hồ: =150-(-51.64) =201.84 tr.m3. 79 80 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập: Lấy lại số liệu trên, vẽ đường bổ trợ với Giải: A Dòng chảy đến Whi=50tr.m3. Ngoài ra: W(tr. m3) C - Tung độ A0 là 55 tr. m3 A0 tB=7th 0 Z - Tung độ của B là -50 tr. m3 tA=2th B T(th) - Tung độ C là 100 tr. m3 tC=9th 50(tr. m3) Tính lưu lượng điều tiết bởi p/p đường chỉ tA0=1th tZ=12th thẳng. 81 82 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập: Dòng chảy có lưu lượng 0 -100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 W(mil.m3 ) TB là 90m3/s. Hồ đầy lúc t=0 có -200 W=200tr.m3. Lưu lượng tích luỹ -300 -400 vào và ra khỏi hồ̀ chứa trong tọa -500 -600 độ xiên theo đồ thị và bảng giá -700 -800 trị như sau: -900 T(mois) -1000 -1100 83 84 PGS. TS. Nguyễn Thống PGS. TS. Nguyễn Thống 14
THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Đơn vị: tr.m3 Câu hỏi: T 1 2 3 4 5 6 1. Tính lưu lượng vào TB tháng Win -51.8 -155.5 -337.0 -544.3 -738.7 -907.2 2. Tính lưu lượng điều tiết Wout -303.7 -407.4 -511.0 -645.8 -780.6 -915.4 3. Xác định thời điểm hồ đầy, cạn. T 7 8 9 10 11 12 Win -1036.8 -881.3 -596.2 -181.4 -25.9 0.0 Wout -1050.2 -946.5 -816.9 -537.0 -355.5 -200.0 Note: Win: lưu lượng vào; PGS. TS. Nguyễn Thống Wout: lưu lượng ra 85 PGS. TS. Nguyễn Thống 86 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện tháng Qin Win Accu. Qout Wout Accu. Delta 0 0 0 0 -200 1 70 -51.8 -51.8 50 -103.7 -303.7 251.8 2 50 -103.7 -155.5 50 -103.7 -407.4 251.8 3 20 -181.4 -337.0 50 -103.7 -511.0 174.1 4 10 -207.4 -544.3 38 -134.8 -645.8 101.5 5 15 -194.4 -738.7 38 -134.8 -780.6 41.9 6 25 -168.5 -907.2 38 -134.8 -915.4 8.2 7 40 -129.6 -1036.8 38 -134.8 -1050.2 13.4 8 150 155.5 -881.3 130 103.7 -946.5 65.2 9 200 285.1 -596.2 140 129.6 -816.9 220.7 10 250 414.7 -181.4 198 279.9 -537.0 355.5 11 150 155.5 -25.9 160 181.4 -355.5 329.6 12 100 25.9 0.0 150 155.5 -200.0 200.0 87 88 PGS. QtbTS. Nguyễn 90 Thống 0.00 90 0.00 PGS. TS. Nguyễn Thống 15