Microsoft Word 167 Nguyen Duc Nghia doc Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN 978 604 82 2981 8 27 XÁC ĐỊNH VÙNG HẠN CHẾ PHÁT ĐIỆN CỦA TRẠM THỦY ĐIỆN Nguyễn Đức Nghĩa1, Nguyễn Văn Sơn1[.]
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 XÁC ĐỊNH VÙNG HẠN CHẾ PHÁT ĐIỆN CỦA TRẠM THỦY ĐIỆN Nguyễn Đức Nghĩa1, Nguyễn Văn Sơn1 Trường Đại học Thủy lợi, email: nghiand@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Qden – lưu lượng đến tuyến cơng trình Sử dụng hiệu nguồn nước nhận quan tâm lớn nhà máy thủy điện Tuy nhiên, khơng nhà máy xuất trạng thái làm việc bất lợi, làm giảm hiệu phát điện Trong nghiên cứu này, sở xây dựng biểu đồ dự trữ lượng cho trạm thủy điện, tác giả xác định vùng hạn chế phát điện trạm thủy điện từ đưa khuyến nghị vận hành Trong điều kiện chưa thể áp dụng phần mềm chuyên dụng vận hành, dẫn có nghĩa lớn trạm thủy điện NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1 Xác định công suất biết mực nước thượng lưu Thuật tốn xác định cơng suất biết mực nước thượng lưu đầu cuối thời đoạn thuật toán lĩnh vực thủy điện Trong giai đoạn thiết kế, cơng suất trung bình thời đoạn xác định theo công thức sau [1]: N = 9,81.η QT § H T § ( kt ) (1) η – hiệu suất trung bình thiết bị Q T § – lưu lượng phát điện trung bình (m /s) H T § – cột nước phát điện trung bình (m) QT § = Qhl − Qth − Qbh − Q (2) Qhl = Qtl = Qden + Q (3) v −v Qho = d c Δt (4) trung bình thời đoạn Qhl – lưu lượng xả xuống hạ lưu nhà máy Qh0 – lưu lượng hồ cung cấp Vd – dung tích hồ đầu thời đoạn Vc – dung tích hồ cuối thời đoạn H T § = Z tl − Z hl − hw (5) Điều kiện: QT §min ≤ QT § ≤ QT § max H ≤ H T § ≤ H max Trong đó: QTĐmin, QTĐmax, HTĐmin, HTĐmax giới hạn lưu lượng cột nước nhà máy thủy điện 2.2 Xác định công suất phát điện vận hành Áp dụng công thức (1) – (5) xác định công suất phát điện vận hành cần thực qua bước sau [2, 3]: Bước 1: giả thiết số tổ máy phát điện Bước 2: giả thiết phân phối công suất phát điện cho tổ máy Xác định công suất phát điện cho tổ máy, xác định xác tổn thất cột nước tổ máy, hiệu suất thiết bị tổ máy Bước 3: so sánh công suất phát điện phương án số tổ máy Phương án phát điện phương án cho tổng công suất tổ máy lớn 2.3 Xác định dải lưu lượng hạn chế phát điện trạm thủy điện Áp dụng phương pháp mục 2.2 để tìm cơng suất phát điện trạm thủy điện ứng với lưu lượng phát điện khác Kết 27 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 cho thấy, nhiều trạm thủy điện xuất số khoảng lưu lượng mà tăng lưu lượng cơng suất khơng tăng (Hình 1) Tại vùng hiệu sử dụng nước thấp Bảng Thơng số TTĐ Hương Điền [4] TT Thông số Đơn vị MNDBT m MNC m Nlm MW Z Phương thức cấp nước Tổn thất cột nước m lớn Giá trị 58.00 46.00 81.00 Độc lập 0.70 Các đặc tính hồ chứa, quan hệ Q – Zhl, đặc tính thiết bị thủy điện Hương Điền trình bày Hình – 3.2 Kết tính tốn Hình 1: Quan hệ N = f(Q) Ztl = const Hiện tượng tăng công suất tăng lưu lượng xẩy vị trí chuyển tiếp số tổ máy làm việc (từ lên tổ, …) Tại vị trí xẩy tượng thay đổi đổi đột ngột hiệu suất thiết bị điểm làm việc thay đổi, thay đổi đột ngột tổn thất cột nước đường dẫn trạm thủy điện có phương thức cấp nước độc lập Tiến hành tính tốn cho mực nước hồ chứa khác nhau, thu vùng hạn chế phát điện (theo lưu lượng) cho trạm thủy điện Trong Hình 1, kE “suất dự trữ lượng” [2], điện lượng mà trạm thủy điện thu sử dụng 1m3 nước Xây dựng quan hệ N = f(Q) cho thủy điện Hương Điền mực nước hồ khác Kết (Hình 5) cho thấy mực nước hồ chứa thay đổi từ MNC đến MNDBT trạm thủy điện ln xuất khoảng tăng công suất tăng lưu lượng Hình Đặc tính hồ chứa Z – F – W ÁP DỤNG TÍNH TỐN Sử dụng ngun lý tính tốn nêu để xác định đặc tính lượng trạm thủy điện Hương Điền Hình Quan hệ Q - Zhl 3.1 Trạm thủy điện Hương Điền Trạm thủy điện Hương Điền xây dựng Sông Bồ thuộc thị xã Hương Trà tỉnh Thừa Thiên - Huế Các thông số chủ yếu thủy điện Hương Điền thể Bảng 28 Hình Đặc tính tuabin Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 Tại Ztl = MNC = 46.0m, công suất tối đa TTĐ 68.34MW Tại dải lưu lượng từ 63.6 ÷ 71.2 (m3/s) 127.2 ÷ 132.2 (m3/s) cơng suất phát điện không tăng tăng lưu lượng qua nhà máy Tương tự Ztl = 52.0m, dải lưu lượng 61.0 ÷ 68.7 (m3/s) 122.1 ÷ 129.7 (m3/s) Tại Ztl = MNDBT = 58.0m: 56.0 ÷ 63.6 (m3/s) 111.9 ÷ 119.5 (m3/s) Kết tổng hợp cho tất mực nước thể Hình Hình Quan hệ N = f(Q) trạm thủy điện Hương Điền mực nước hồ chứa khác (46m, 52m, 58m) Hình Vùng hạn chế làm việc trạm thủy điện Hương Điền Đường màu xanh: đẳng công suất, Đường nhạt: đường đẳng kE, Vùng tô chéo: vùng tăng công suất Trên hình xuất vùng hạn chế làm việc trạm thủy điện Tại vùng này, công suất phát không tăng tăng lưu lượng Trong trình vận hành, người vận hành cần tránh vùng nói mà cơng suất khơng tăng tăng lưu lượng Các vùng gọi vùng hạn chế phát điện Trong thiết kế cần có biện pháp để thu hẹp vùng này, vận hành cần tránh vùng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO Trong thiết kế vận hành trạm thủy điện, việc xây dựng đặc tính cho trạm thủy điện (khơng riêng cho tổ máy) có ý nghĩa quan trọng Các đặc tính đem lại cách nhìn tổng qt trạng thái làm việc trạm thủy điện; - Họ đường kE có ý nghĩa tổng hợp, phản ánh đặc tính thiết bị, mực nước thượng lưu, hạ lưu, giúp cán vận hành dễ dàng phân bổ công suất phát điện hiệu Các TTĐ nên xây dựng sử dụng họ đường công cụ hỗ trợ vận hành; - Thực tế xây dựng đặc tính cho trạm thủy điện cho thấy tồn dải lưu lượng [1] Bộ môn Thủy điện – Trường Đại học Thủy lợi 1974 Giáo trình Thủy Nhà xuất nông thôn, Hà Nội [2] Nguyễn Đức Nghĩa 2017 Xây dựng biểu đồ dự trữ điện để đánh giá hiệu phát điện trạm thủy điện nhỏ Hội nghị Khoa học thường niên – Trường Đại học Thủy lợi [3] Nguyễn Đức Nghĩa 2018 Xây dựng công cụ hỗ trợ vận hành nhằm nâng cao hiệu phát điện trạm thủy điện nhỏ Đề tài NCKH cấp sở năm 2017 – Trường Đại học Thủy lợi [4] http://hdp.vn – Website Nhà máy Thủy điện Hương Điền 29 ... cột nước đường dẫn trạm thủy điện có phương thức cấp nước độc lập Tiến hành tính tốn cho mực nước hồ chứa khác nhau, thu vùng hạn chế phát điện (theo lưu lượng) cho trạm thủy điện Trong Hình 1,... trạm thủy điện Hương Điền mực nước hồ chứa khác (46m, 52m, 58m) Hình Vùng hạn chế làm việc trạm thủy điện Hương Điền Đường màu xanh: đẳng công suất, Đường nhạt: đường đẳng kE, Vùng tơ chéo: vùng. .. Các vùng gọi vùng hạn chế phát điện Trong thiết kế cần có biện pháp để thu hẹp vùng này, vận hành cần tránh vùng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO Trong thiết kế vận hành trạm thủy điện,