Xây dựng biểu đồ dự trữ điện năng để đánh giá hiệu quả phát điện trạm thủy điện nhỏ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Xây dựng biểu đồ dự trữ điện năng để đánh giá hiệu quả phát điện trạm thủy điện nhỏ đề xuất khái niệm “Suất dự trữ điện năng”, từ đó xây dựng biểu đồ dự trữ năng lượng cho các trạm thủy điện nhằm mục đích nâng cao hiệu quả phát điện cho các trạm thủy điện nhỏ.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Xây dựng biểu đồ dự trữ điện năng để đánh giá hiệu quả phát điện trạm thủy điện nhỏ

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 XÂY DỰNG BIỂU ĐỒ DỰ TRỮ ĐIỆN NĂNG ĐỂ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN TRẠM THỦY ĐIỆN NHỎ Nguyễn Đức Nghĩa Trường Đại học Thủy lợi, email: nghiand@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Bảng 1. Các đại lượng chính Nghiên cứu sử dụng hiệu quả nguồn nước Ký TT Đại lượng (đơn vị) hiệu thu hút sự quan tâm lớn của các nhà khoa học cũng như các công ty chuyển giao công nghệ 1 E Điện năng (kWh) trên thế giới. Ở Việt Nam cũng đã đạt được 2 t Thời gian (giờ) những thành tựu lớn trong việc nghiên cứu 3 Q Lưu lượng phát điện (m3/s) quy trình vận hành trạm thủy điện. 4 Ztl Mực nước thượng lưu (m) Trong các nghiên cứu trước đây chủ 5 Qhl Lưu lượng chảy về hạ lưu (m3/s) yếutập trung vào điều tiết dòng chảy (thủy 6 Zhl Mực nước hạ lưu (m) văn), chưa tối ưu hóa để hạn chế tổn thất 7 Qkd Khả năng qua nước của tuabin (m3/s) năng lượng trên đường dẫn để nâng cao 8 H Cột nước phát điện (m) hiệu quả sử dụng nước của các trạm thủy điện. 9 Htp Cột nước toàn phần (m) Trong nghiên cứu này, tác giả đề xuất khái 10 hw Tổn thất cột nước trong đường dẫn (m) niệm “Suất dự trữ điện năng”, từ đó xây dựng 11 ηtbi Hiệu suất của thiết bị biểu đồ dự trữ năng lượng cho các trạm thủy 12 ηctr Hiệu suất của đường dẫn điện nhằm mục đích nâng cao hiệu quả phát 13 KE Suất dự trữ điện năng (kWh/m3) điện cho các trạm thủy điện nhỏ. 14 g(t) Giá điện năng (VNĐ/kWh) 2. NỘI DUNGNGHIÊN CỨU 15 KB Hệ số lợi ích (VNĐ/m3) 2.1. Khái niệm “Suất dự trữ điện năng” Với các đặc trưng của công trình, thiết bị đã xác định, KE được xác định từ các công “Suất dự trữ điện năng” (ký hiệu là KE) là thức từ (1) ÷ (9) ở phía dưới. điện năng phát ra của trạm thủy điện (TTĐ) 9,81 ∙ ∙ ∙ khi sử dụng một đơn vị thể tích nước. 9,81 ∙ ∙ ∙ ∙ (1) Hệ đơn vị: 9,81 ∙ ∙ ∙ ∙ . (2) - Điện năng E (kWh); - Thể tích nước W (m3); - Suất dự trữ điện năng KE (kWh/m3). , (3) 2.2. Thành lập công thức tính KE “Suất dự trữ điện năng”  , / (4) Các đại lượng được sử dụng trong xây dựng công thức tính KE được thể hiện trong bảng 1. 499
Tuyển n tập Hội nghị Khoa học thườ ờng niên năm 2017. 2 ISBN: 97 78-604-82-227 74-1 , B Bảng 2. Thông g số chính củ ủa TTĐ , (5) ( Sông g Giang 1 , TT Thông số Đơn vị Giá trị 1 MNDBT M m 615.00 , 2 M MNC m 600.00 , (6) ( 3 Nlm MW 12.00 , 4 Ldd m 4600 , , , 5 Ddd m 2.5 – 1.8 , (7) P Phương thức 9,81 ∙ ∙ ∙ ∙ . 6 - Liên hợp c nước cấp 9,81 ∙ , ∙ , 7 L tuabin Loại - Tâm trục ∙ , ∙ , ∙ 8 D1 m 0.95 , ∙ (8) 9 nđb v/p 750 10 aomax o mm 34 . / 11 Z - 2 . / Các ký k hiệu trong g bảng: 3600 ∙ ∙ MND DBT – mực nước n dâng bìn nh thường; , MNC C – mực nướcc chết; / 3600 ∙ , Nlm – công suất lắắp máy; , / (9) ( Ldd– chiều dài đườ ờng dẫn; ∙ Ldd – chiều dài đưường dẫn; Đ Ddd – đường kính đường dẫn; , , 10 0 D1 – đường kính tuabin; t 2.33. Ý nghĩa của “Suất dự trữ điiện nđb – số vòng quay tổ máy; năng” KE aomax – độ mở lớn nhất n của cánh hướng h nước; Z – số s tổ máy. Suuất dự trữ điệện năng biểu u thị lượng điiện năng phát ra của TTĐ T khi sử dụng d một đơn n vị thể tíích nước, nó nói n lên mức độ đ hiệu quả của c việc sử dụng nướcc. KE phụ thuộc các c yếu tố sau u: -MMực nước hồ chứa (Ztl); -LLưu lượng ch hảy về hạ lưu (Qhl); -ĐĐặc trưng củaa công trình dẫn d nước (ctrr); H Hình 1. Đường g ĐTTHC của a tuabin -ĐĐặc trưng củaa thiết bị ((tbbi). Nhhư vậy, khi đánh giá hiệệu quả sử dụ ụng nước của TTĐ cần n xem xét đủ cảc 4 yếu tố trêên. 3. XÂ ÂY DỰNG BIỂU B ĐỒ DỰ D TRỮ ĐIỆỆN NĂ ĂNG CHO TTĐ T SÔNG GIANG G 1 H Hình2. Quan hệ mực nước hạ lưu Trrong nghiên cứu c này, tác giả chọn TT TĐ Sôngg Giang 1 làm m ví dụ tính toán. t Thủy điiện Sôngg Giang 1 dự x dựng tại xã ự kiến được xây xã K Khánh Trung g, huyện Kháánh Vĩnh, tỉỉnh Khánnh Hoà. 3.11. Các thông g số chủ yếu của TTĐ Sô ông Gian ng 1 Hình c nước trên đường dẫn h 3. Tổn thất cột 500
Tuyển tậ ập Hội nghị Kho oa học thường g niên năm 201 17. ISBN: 978-6 604-82-2274-1 1 3..2. Xây dựng g biểu đồ dựự trữ điện nă ăng Với TTĐ Sông Giang G 1, KE thay đổi từừ cho TTTĐ Sông Giang G 1 0,243 ÷ 0,347.Khi mực m nước Ztl giảm thì KE giảm. Khi K làm việc với v 1 tổ máy thì trạng tháii Sửử dụng các công c thức từ (1) ÷ (9), xây x cho KE max là tổ máy m phát với công suất tốii dựngg mối quan hệ h KE = f(Qhl h ) ứng với các c đa. Khii làm việc vớ ới 2 tổ máy, trạng thái đóó mực nước thượng g lưu khác nhau thu được kết k ứ với 9.0 tương ứng (75 5% công suấtt quả ttrong như cácc đồ thị phía dưới d (Hình 4)). tối đa. Tại mực nướớc giảm dần vềv MNC nếuu Từừ các biểu đồ ồ trên hình 4 cho thấy: ứngứ phát cô ông suất tốii đa thì KE là rất nhỏỏ với mmỗi mực nướ ớc Ztl = cont,, khi lưu lượợng ( 0 0.247 / ) nên cầnn có phươngg tăng ban đầu tron ng phạm vi lưu lượng 1 tổ pháp vậận hành phù hợp để nâng caao KE. máy thì KE tăng do d hiệu suất của c thiết bị tăăng nhanh trong khi hiệu suất của c đường dẫn d 4. KẾT T LUẬN VÀ KIẾN K NGHỊ m chưa nhanh.. Khi thay đổi số tổ máy lààm giảm Thôn ng qua kết qu uả tính toán cho c một côngg việc thì hiệu suấtt của đường dẫn không đổi đ trình cụ ụ thể, ta nhận thấy: t trongg khi hiệu su uất của thiết bị giảm mạạnh - Biểểu đồ dự trữ điện năng KE =f(Ztl, Qhl) nên ttại vị trí này KE có bước nhảy. Tiếp tục t giúp ta có c một cái nh hìn chính xác về v mức độ dự ự tăng lưu lượng qu ua tổ máy, tuyy hiệu suất thhiết trữ năngg lượng của hồ h chứa ứng với v từng trạngg bị tăăng nhưng hiệuh suất đư ường dẫn giảảm thái vận n hành khác nh hau; mạnhh nên KE tăng g nhẹ để đạt giá trị max rồi - Biểểu đồ KElàm nổi rõ mức độ đ ảnh hưởngg sau đđó giảm. Tại vị trí N = Nkd k thì giá trị KE của đặcc tính công trìình và thiết bị b lên mức độộ tươngg đối thấp. dự trữ năng n lượng củủa TTĐ; - Từ biểu đồ KE người n vận hành h có thể nhậnn thấy đưược phương th hức mức độ hiệu quả củaa việc sử dụng năng lư ượng nước. Ở các trạng tháii khác nhhau, mức độ kh hác nhau hiệu u quả của việcc sử dụngg năng lượng nước n có thể lên n đến 42%. - Biểuu đồ KE cũng giúp đánh giáá lại việc thiếtt kế các công c trình đườờng dẫn và ch họn thiết bị cơ ơ khí thủyy lực chính củac TTĐ. Để khai thác cóó hiệu quảả tài nguyên nước, n đối vớii cácTTĐ nhỏỏ nên đượợc thiết kế sao cho khi mực nướcn thấp, lưuu lượng lớớn thì KE vẫn còn c tương đối lớn. H Hình 4. Quan hệ h KE ~ Qhl kh hi Ztl = const - Tro ong các nghiên n cứu tiếp theeo, trên cơ sởở (1 - Ztl = 615m; 6 2 – Ztl = 610m; biểu giáá theo thời giaan, tác giả sẽ xây x dựng biểuu 3 - Ztl = 60 05m; 4 – Ztl = 660m) đồ , , Đ/ . Dựựa vào biểu đồồ KB, trên n cơ sở dự báo o lượng nước được sử dụngg Tổổng hợp các quan hệ KE = f(Qhl) khi k trong cáác thời đoạn, người n vận hàn nh sẽ được hỗỗ Ztl = const) ta đượ ợc biểu đồ dự ự trữ điện năăng trợ để đưa đ ra quyết định đ vận hành h hợp lý nhằmm của TTTĐ Sông Giaang 1 KE =f(Z Ztl, Qhl) như trrên nâng cao o hiệu quả pháát điện của cácc TTĐ. hình 5. Với TTĐ SôngS Giang 1, KE thay đổii từ 0,2433 ÷ 0,347. 5. TÀI LIỆU L THAM M KHẢO [1] Bộ môn Thủy điiện – Trường Đại học Thủyy lợi (1974). Giáo trình Thủy năăng. Nhà xuấtt bảnn nông thôn, Hà H Nội. [2] Hồồ Sỹ Dự và nn nk (2006). Giááo trình Côngg trìn nh trạm thủy điện. đ [3] Bộ môn Thiết bị Thủy năng – Trường Đạii họcc Thủy lợi (20 006). Tuabin thủy t lực. Nhàà xuấất bản xây dựnng, Hà Nội. Hìn nh 5. Biểu đồ ồ dự trữ điện năng n của TTĐ Đ [4] Công ty cổ phần n Tư vấn xâyy dựng điện 3 Sôngg Giang 1 (đưường màu đen n – đường đẳn ng (PEECC3) (2017)). Hồ sơ thiếtt kế kỹ thuậtt KE; đđường màu đỏ - đường đẳn ng công suất N) N cônng trình thủy điện đ Sông Gian ng 1./. 501