ch4_dieu_tiet_ho_ppt_3333

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH&KHOA CHÍ MINH THỦY NĂNG THỦYTPỒ ĐIỆN KHOA KỸ THUẬT DỰNG Chương 4: Điều tiết hồXÂY chứa thủy điện BỘ MÔN KỸ THUẬT TÀI NGUYÊN NƯỚC PGS TS NGUYỄN THỐNG Email: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong PGS TS Nguyễn Thống Tél (08) 38 640 979 - 098 99 66 719 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện  Giới thiệu  Phương pháp điều tiết đường thẳng THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện PGS TS Nguyễn Thống GIỚI THIỆU  Dòng chảy thiên nhiên thay đổi theo thời gian (mùa mưa, mùa khơ)  Hồ chứa nhằm mục đích “trữ nước” vào mùa nhiều nước tăng lưu lượng vào mùa khô so với lưu lượng tự nhiên  điều hồ dịng chảy theo thời gian (giảm khác biệt lưu lượng mùa nhiều nước & mùa nước) PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện GIỚI THIỆU THÔNG SỐ HỒ CHỨA  Một cách tổng quát hồ lớn  khả điều hồ dịng chảy lớn (điều hoà ngày, tuần, tháng, năm, nhiều năm) PGS TS Nguyễn Thống Chương : Tổng quan Chương : Tài nguyên nước quy hoạch khai thác Chương : Các phương pháp khai thác lượng nước Chương : Điều tiết hồ chứa thuỷ điện Chương : Đập dâng & cơng trình tháo lũ Chương : Cơng trình lấy nước dẫn nước Chương : Tháp (giếng) điều áp Chương : Đường ống áp lực & tượng nước va Chương : Nhà máy Thuỷ điện THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA THUỶ ĐIỆN PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện MNGC MNDBT MNTL WHI MNC VBC Z (m) Z (m) F=f(z) V=g(z) F (km2) V (mil.m3) MNGC: mực nước cao xảy có lũ kiểm tra MNDBT: mực nước hồ cao khai thác bình thường MNC: mực nước hồ thấp khai thác bình thường Whi: dung tích hửu ích hồ chứa VBC: dung tích chết (chứa bùn cát lắng đọng N năm)6 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THIẾT LẬP ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH HỒ (bản đồ tỷ lệ 1/10000  1/25000) ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA hồ = Whi/Va (01) hồ  hệ số dung tích hồ Whi  dung tích hữu ích (niv Min  niv Max) Va  thể tích nước trung bình vào hồ năm - Hồ điều tiết ngày : hồ < 12% - Hồ điều tiết tuần, tháng: hồ : 1-2%5-6% - Hồ điều tiết năm hồ : 5-6%12-14% - Hồ điều tiết nhiều năm hồ >12-14%  Fi =f1(Zi)  V=f2(z) Vi  Fi+1 Fi  Fi 1  Fi Fi 1 Zi Zi Z PGS TS Nguyễn Thống Fi PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện HỒ ĐIỀU TIẾT HỒN TỒN & KHƠNG HỒN TỒN KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA THUỶ ĐIỆN Wđến=Wcấp Q đến Wđến> Wcấp Giai đoạn xã tràn Q dùng PGS TS Nguyễn Thống PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU TIẾT NGÀY HỒ CHỨA THUỶ ĐIỆN W cấp nước W trữ nước G/đ cấp nước G/đ trữ nước PGS TS Nguyễn Thống 10 11 Bài tập: Một hồ chứa thuỷ điện nhỏ điều tiết ngày đêm (24h) Lưu lượng max NM Qmax=20 m3/s Tính V hồ cần thiết để NM chạy liên tục trường hợp sau (giả thiết thể tích nước đến hồ & thể tích nước qua NM ngày đêm nhau): h/ngày-đêm 12 h/ngày-đêm 24Nguyễn h/ngày-đêm PGS TS Thống 12 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập: Giả thiết NM thuỷ điện có hồ chứa điều tiết ngày đêm hồn toàn Yêu cầu hệ thống NM làm việc 5h/ngày, cụ thể: Lần 1: Từ 9h 12h Lần 2: Từ 18h20h Biết Qmax NM 18m3/s Giả thiết dịng chảy đến 24h Tính dung tích hửu ích cần có hồ  hồ (Chú ý: Nguyên lý tính giống tính dung tích điều hòa mạng lưới cấp nước) 13 PGS TS Nguyễn Thống Hướng dẫn: Q Wyc 1=Qmax*3*3600 m3 W1=W0+Qtb*9h Qtb=Wyc/24h Qmax W3 Qtb W0 W2 9h 12h W5=W0 W4 18h 20h 24h T Hồ cấp nước bổ sung Hồ trữ nước W lũy tích hồ14 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện LƯU LƯỢNG & LƯU LƯỢNG CỘNG DỒN THEO THỜI GIAN LƯU LƯỢNG CỘNG DỒN Qm (m3/s) THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện 180 160 140 120 100 80 60 40 20 (Đường lũy tích lưu lượng) Gọi Q(t) lưu lượng theo t, lưu lượng cộng dồn W(t) xác định bởi: Lưu lượng theo thời gian Q=f(t) t W (t )   Qdt t 0 T (mois) 10  Với t cho trước  xác định W(t)  gọi lưu lượng cộng dồn 11 12 T (tháng) 15 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Trong thực hành: NHẬN XÉT - Tại vị trí sơng có dịng chảy chiều  Đường lưu lượng cộng dồn tăng nằm ngang (khi Q=0) theo t - Độ dốc tiếp tuyến với đường cong luỹ tích lưu lượng  lưu lượng dòng chảy thời điểm t tương ứng t W (t )   Qdt   Qt t t t 0 16 PGS TS Nguyễn Thống t 0 • Với Qt xem số thời đoạn Δt gọi bước thời gian (đơn vị  s or h) Qi  tg ( i ) PGS TS Nguyễn Thống 17 PGS TS Nguyễn Thống 18 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập & 2: Tính trình bày đồ thị lưu lượng lưu lượng công dồn W(t) chuỗi số liệu sau (lấy 1th=30ngày) Tính lưu lượng trung bình Q0 (m3/s) W(m3) 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Đường luỹ tích l/lượng W(t) [1] α 70 40 25 20 20 35 40 Tháng Q(m3/s) 60 40 25 35 19 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện 10 11 12 10 11 12 120 170 250 400 300 200 120 80 20 PGS TS Nguyễn Thống Lời giải (Q0=75m3/s): Lưu lượng cộng dồn: Chuỗi t/gian Q=f(t) Tháng W (mil.m3) 181 285 350 402 454 544 Tháng 10 11 12 W (mil.m3) 648 804 1192 1633 2022 2333 W(mil.m3) 180 160 140 120 100 80 60 40 20 2500 2000 1500 1000 10 500 11 12 T (mois) T (mois) 21 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện 10 11 12 22 Tháng 156 259 324 415 726 1166 Mois 10 11 12 W (mil.m3) 1814 2851 3629 4147 4458 4666 10 11 2000 1000 12 T (mois) PGS TS Nguyễn Thống W(mil.m3) Qm (m3/s) 5 W (mil.m3) 3000 T (mois) 4 • Solution (Q0=150m3/s): Lưu lượng cộng dồn 4000 3 PGS TS Nguyễn Thống 5000 2 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Lời giải 2: Chuỗi thời gian Qm THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện • Lời giải: 450 400 350 300 250 200 150 100 50 60 150 170 150 120 [2] 10 11 12 Ta có: Q5=0 ; Q6 =tg(α) Qm (m3/s) Tháng Q(m3/s) 23 PGS TS Nguyễn Thống 10 11 12 24 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập 3: Tính vẽ đồ thị lưu lượng cơng dồn W: • Solution: Tháng Tháng Q(m3/s) 30 40 70 90 120 Tháng 10 11 12 Tháng 200 255 150 100 15 W (mil.m3) W (mil.m3) 78 Q(m3/s) 130 25 PGS TS Nguyễn Thống W(tri.m3) 5 181 363 596 596 907 10 11 12 2424 2812 3072 3110 1244 1763 26 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập 4: Lưu lượng cộng dồn W theo tháng chuỗi dòng chảy 12 tháng sau Trình bày số liệu lên đồ thị tính giá trị lưu lượng tháng thứ 2, 5, 12 Lấy 30ngày/tháng PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Tháng LƯU LƯỢNG CỘNG DỒN TRONG TỌA ĐỘ XIÊN 155.52 220.32 272.16 311.04 336.96 375.84 Tháng W(tri.m3) 10 11 12 458.78 601.34 860.54 1171.58 1689.98 2052.86 27 PGS TS Nguyễn Thống 28 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện GIẢI THÍCH BẰNG ĐỒ THỊ W (Q0t)  Lũy tích giá trị TB GIẢI THÍCH BẰNG ĐỒ THỊ T* W* (Q0t) Lưu lượng cộng dồn W=f(t) PGS TS Nguyễn Thống T* W T W=f(t) 29 PGS TS Nguyễn Thống T 30 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện GIẢI THÍCH BẰNG ĐỒ THỊ Cơng thức tính W toạ độ xiên: W=(Q-Q0)t W* LƯU LƯỢNG CỘNG DỒN TRONG TOẠ ĐỘ XIÊN Cho chuỗi dịng chảy Q(m3/s) có lưu lượng trung bình Q0 Lưu lượng cộng dồn W(t) toạ độ xiên định nghĩa bởi: t W (t )   (Q  Q0 )dt   Qt t  Q0 t t t 0 T* t 0 Tổng thể tích nước vào hồ từ t=0 t 31 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện NHẬN XÉT  W(t) tăng giảm theo t  W(t) tăng Qt>Q0 ngược lại  W(t) có chu kỳ cho chuỗi dòng chảy nghiên cứu  Giá trị W đầu cuối chu kỳ  Lưu lượng dòng chảy thời điểm t: Dạng tổng quát W(t): Q=Q0 Q>Q0 Q= - Q0 (vì Qt>=0) -800 33 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập & 2: Tính vẽ đường lưu lượng cộng dồn toạ độ xiên (30ngày/tháng) Tháng Q (m3/s) 70 40 25 20 20 35 40 10 11 34 PGS TS Nguyễn Thống 12 60 150 170 150 120 Lời giải 1: Q0=75m3/s tháng W(mil.m3) -13.0 -103.7 -233.3 -375.8 -518.4 -622.1 tháng 10 11 12 W(mil.m3) -712.8 -751.7 -557.3 -311.0 -116.6 0.0 T (mois) -200 10 11 12 Tháng Q (m3/s) 60 40 25 35 10 11 12 120 170 250 400 300 200 120 80 -600 -800 PGS TS Nguyễn Thống 35 W (mil m3) -400 -1000 PGS TS Nguyễn Thống 36 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện • Solution 2: Q0=150m3/s Tháng W(mil.m3) -233 -518 -842 -1140 -1218 -1166 Tháng 10 11 12 W(mil.m3) -907 -259 130 259 181 Bài tập 3: Số liệu W(t) dòng chảy toạ độ xiên sau Biết lưu lượng trung bình dịng chảy 80m3/s (1 tháng có 30ngày) Vẽ W(t) lên đồ thị Xác định lưu lượng tháng 2, 5, 10 Tháng W(tr.m3) -15.0 -110.7 -245.3 -380 -520 -620 Tháng 10 11 12 W(tr.m3) -700 -780 -540 -310 -110 0.0 500 -1000 -1500 10 11 12 T (mois) W (mil m3) -500 -2000 37 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện ĐƯỜNG LUỸ TÍCH LƯU LƯỢNG & ĐƯỜNG BỔ TRỢ TRONG TOẠ ĐỘ XIÊN Dung tích nước có hồ lúc t Lưu lượng cộng dồn TĐX W=f(t) B Biểu thị hồ MNC D W(mil m3) A t Whi C Đường bổ trợ W=f(t) T(mois) Z T0 Biểu thị hồ MNDBT 39 PGS TS Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện B A tD=8th D Lưu lượng số từ tháng  Z tA=1th C tC=7th Luỹ tích lưu lượng TĐX W=f(t) PGS TS Nguyễn Thống tB=2th CHÚ Ý Xét “hành lang” giới hạn đường lũy tích lưu lượng đường bổ trợ  Xét điểm M hành lang, KHOẢNG CÁCH THẲNG ĐỨNG từ điểm xét đến đường LŨY TÍCH biểu thị DUNG TÍCH NƯỚC CÓ hồ thời điểm t tương ứng  Điểm nằm đường lũy tích  HỒ CẠN: MNC  Điểm nằm đường bổ trợ  HỒ ĐẦY: MNDBT PGS TS Nguyễn Thống 40 THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập 4: Xét tọa độ xiên Các số liệu: A=50tr.m3; B=150tr.m3; C=-10tr.m3; D=50tr.m3 Lưu lượng TB chuỗi Q0=15m3/s Tính lưu lượng TB tháng Qi với i=1,12 (lấy 30ngày/tháng) W(tr m3) 38 PGS TS Nguyễn Thống T(th) Bài tập 5: Lấy số liệu tập Vẽ đường bổ trợ với dung tích hửu ích Whi=80 tr m3  Tính giá trị lưu lượng tia điều tiết O1AB1CD1Z tZ=12th 41 PGS TS Nguyễn Thống 42