3.2.2. Для гидроэлектростанций с водохранилищем ком­плексного пользования

3.2.2. Для гидроэлектростанций с водохранилищем ком­плексного пользования должен быть составлен годовой водохозяйственный план, устанавливающий помесяч­ные объемы использования воды различными водополь­зователями. Водохозяйственный план должен уточнять­ся на каждый квартал и месяц с учетом прогноза стока воды региональными гидрометеорологическими служ­бами.

При наличии в энергосистеме нескольких гидроэлектростанций или каскадов регулирование сто­ка должно производиться так, чтобы получить максимальный суммарный энергетический (топливный, мощностной) эффект с учетом удовлетворения по­требностей других водопользователей.

Для гидроэлектростанций с водохранилищами комплек­сного назначения в целях предотвращения или смягчения конфликтов с неэнергетическими водопользователями (пре­тензий по поводу недодачи воды или необеспечения тре­буемых уровней воды и т.п.) рекомендуется составление годовых или сезонных планов использования воды водо­пользователями. О помесячных или сезонных объемах водоподачи, рассчитанных исходя из запаса воды в водо­хранилище и прогноза притока на предстоящий период (месяц, сезон, год), необходимо заблаговременно сообщать заинтересованным ведомствам (водопользователям). Пла­нируемые объемы (расходы) и уровни воды должны опре­деляться применительно к неблагоприятному отклонению прогноза от наиболее вероятного значения и корректиро­ваться в течение сезона (года) с учетом фактического при­тока и наличного объема воды в водохранилище.

Обязанностью диспетчерских служб и управлений яв­ляется составление водохозяйственного плана только в части помесячного использования объемов (расходов) воды и напора на гидроэлектростанции в соответствии с требо­ваниями правил эксплуатации данного водохранилища и решений органов водного хозяйства. При наличии каска­да водохранилищ водохозяйственный план составляется для каскада в целом.

Разработка водохозяйственного плана для гидроэлектро­станций осуществляется до начала года; основой для предварительной разработки могут служить типовые мо­дели гидрографов бытового притока и потребления всеми водопользователями для 3-4 лет различной водности (ма­ловодный, средний, многоводный). В качестве основного расчетного принимается средний по водности год 50%-ной обеспеченности; в качестве других расчетных лет прини­маются: многоводный – 25%-ной обеспеченности, мало­водный — 75%-ной и 90%-ной обеспеченности.

Водохозяйственный план определяет помесячно среднемесячные значения всех водохозяйственных пока­зателей использования водных ресурсов. В приходную часть плана включаются: запас воды в водохранилище (объем) на начало периода (год, месяц), приток в водохра­нилище, осадки на зеркало водохранилища. В расходную часть включаются: объем безвозвратного забора из водо­хранилища на орошение, все виды попусков, включая хо­лостые сбросы, использование воды гидроэлектростанцией, а также потери воды на испарение и фильтрацию. По сум­ме приходных и расходных компонентов рассчитываются запасы воды в водохранилище, определяются уровни воды в верхнем и нижнем бьефах, напоры гидроэлектростанции, средняя за период мощность и выработка электроэнер­гии, а также удельный расход воды на выработанный ки­ловатт-час.

Водохозяйственный план гидроэлектростанции учиты­вается при планировании работы тепловых электростан­ций, в том числе по затратам топлива. При использовании водохозяйственного плана для перспективного планиро­вания выработки электроэнергии применяются модели года 50%-ной обеспеченности; при составлении балансов мощ­ностей участия гидроэлектростанции в покрытии графи­ков нагрузки энергосистемы ориентируются на 90%-ную обеспеченность стока. В течение года водохозяйственный План уточняется на базе краткосрочных прогнозов воднос­ти и реальных потребностей каждого из участников водо­хозяйственного комплекса (эти потребности не должны превышать пределы, установленные правилами экс­плуатации конкретного водохранилища — см. выше п. 3.2.1).

Рабочей формой изображения правил оперативного Управления водным режимом водохранилища являются диспетчерские графики, представляющие собою зависи­мость расхода (стока) воды или среднесуточной мощнос­ти от календарной даты и запасов воды в водохранилище на известный момент времени. Диспетчерские графики составляются на основании детального анализа фактических гидрографов реки за длительный ряд лет; крайне важ­ное значение диспетчерские графики имеют при малой обеспеченности долгосрочного прогнозирования стока или при отсутствии прогнозов. Диспетчерские графики обыч­но разрабатываются в составе правил эксплуатации водо­хранилищ. Наибольшая степень детализации диспетчерс­ких графиков необходима на периоды весеннего полово­дья, зимней сработки водохранилища, навигационный. Тре­бования к диспетчерским графикам, на период предполоводной сработки и последующего наполнения водохрани­лища изложены в п. 3,2.3.

Порядок использования диспетчерских графиков следу­ющий:

—на поле диспетчерского графика наносится отметка воды в водохранилище на начало расчетного интервала времени (например, месяца) и определяется зона, в кото­рой будет работать гидроузел в этот интервал времени;

—назначается средний за расчетный интервал време­ни расход воды в нижнем бьефе гидроузла или средняя мощность гидроэлектростанции в соответствии с диспет­черской зоной, в которой окажется вышеуказанная от­метка воды в водохранилище;

—рассчитывается предполагаемая отметка уровня воды в водохранилище на конец расчетного интервала времени;

—    если расчетный уровень воды в конце интервала находится в той же зоне графика, что и в начале, то расчет для данного интервала времени заканчивается. Если расчетный уровень в конце интервала соответствует дру­гой зоне диспетчерского графика, то он (уровень) назна­чается равным отметке на границе зон и вычисляется про­межуточное значение среднего за расчетный интервал времени расхода воды в нижнем бьефе гидроузла или сред­ней мощности гидроэлектростанции.

Принципы непосредственного составления водохозяйст­венных планов на основе диспетчерских схем регулирова­ния стока с учетом долгосрочных и краткосрочных про­гнозов стока и расходов воды изложены в специальной литературе, которой и следует пользоваться, например [2, 3].

Примером учета прогноза половодного притока при диспетчерском управлении является Цимлянское водохра­нилище на р. Дон, где объем весеннего рыбохозяйственного попуска нормируется в зависимости от сочетания запаса воды в водохранилище к концу зимней межени и прогнозируемого объема предстоящего половодья.

Двухступенное (или еще более дробное) задание рас­хода судоходных попусков в зависимости от уровня воды в водохранилище к началу навигации регламентировано диспетчерским графиком работы Иркутского водохрани­лища на р. Ангаре.

Таким образом, для водохранилищ многолетнего регулирования стока объемы, планируемые для разных водопользователей на предстоящий год или сезон, могут назначаться исходя из запаса воды в водохранилище к началу планируемого периода работы.

Назначение экономичных режимов регулирования сто­ка водохранилищами гидроэлектростанций, работающих в сложных условиях многоцелевого комплексного водо­пользования, является задачей, которая решается с при­менением математических оптимизационных методов расчета на базе современной вычислительной техники. В общем виде критерий экономичности регулирования выра­жается в обеспечении гарантированных водных режимов (по уровням и объему водоподачи) неэнергетических водо­пользователей, максимальной срезки высоких пиков павод­ков и половодий и в достижении минимума тех эксплуа­тационных издержек в энергосистеме, которые зависят от водного режима гидроэлектростанций: издержек от расхо­да топлива на тепловых электростанциях и от ущербов при возможных дефицитах энергоснабжения из-за недостаточ­ной обеспеченности водой гидроэлектростанций.