Bài giảng Thủy năng - Thủy điện - Chương 4: Điều tiết nước hồ chứa thủy điện

7 30 0
Bài giảng Thủy năng - Thủy điện - Chương 4: Điều tiết nước hồ chứa thủy điện

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

(Chú ý: Nguyên lý tính giống như tính dung tích điều hòa trong mạng lưới cấp nước). - Độ dốc của tiếp tuyến với đường cong luỹ[r]

(1)

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPỒ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN KỸ THUẬT & QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC

PGS TS.NGUYỄN THỐNG

Email: nthong56@yahoo.fr or nguyenthong@hcmut.edu.vn Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong/index

Tél (08) 38 691 592 -098 99 66 719 PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

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

2

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA THUỶ ĐIỆN

Giới thiệu

Phương pháp điều tiết

đường thẳng

3

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện 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 lấy từ hồ chứa để phục vụ

phát điện xả thừa)

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện GIỚI THIỆU

Một cách tổng quát hồ lớn khả điều hoà dịng chảy lớn (điều hồ ngày, tuần, tháng, năm, nhiều năm)

5

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện THÔNG SỐ HỒ CHỨA

6

MNDBT MNGC

MNC WHI

VBC

Z (m)

Z (m)

V (mil.m3)

F (km2)

V=g(z) F=f(z)

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

(2)

PGS TS Nguyễn Thống

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)

Fi =f1(zi) V=f2(z)

i i i i i

i Z

3 F F F F

V    

  

7

Zi Fi

Fi+1

Z

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA

hồ = Whi/Va (01)

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 < 12%

- 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%

8

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

9

HỒ ĐIỀU TIẾT HOÀN TOÀN & KHƠNG HỒN TỒN

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

10

KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA THUỶ ĐIỆN

Wđến=Wcấp Wđến> Wcấp

Giai đoạn xã tràn Q đến

Q dùng

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

11

KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU TIẾT NGÀY HỒ CHỨA THUỶ ĐIỆN

W cấp nước

G/đ trữ nước

G/đ cấp nước

W trữ nước

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

Bài tập 1: 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):

1 h/ngày-đêm 2 h/ngày-đêm

(3)

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

Bài tập 2: Giả thiết NM thuỷ điện có hồ chứa điều tiết ngày đêm hồn tồn 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 hữu ích cần cócủa hồ hồ

(Chú ý: Nguyên lý tính giốngnhư tính dung tích điều hòa mạng lưới cấp nước)

13

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

Hướng dẫn:

14 24h T Q

9h 12h 18h 20h

Wyc 1=Qmax*3*3600 m3

Qtb=Wyc/24h

Qtb Qmax

0

Hồ trữ nước

W0

W1=W0+Qtb*9h

W2

W3

W4

Hồ cấp nước bổ sung W5=W0

W lũy tích hồ

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

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

1 10 11 12 T (mois)

Q

m

(

m

3/s

)

15 Lưu lượng

theo thời gian Q=f(t)

T (tháng)

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện LƯU LƯỢNG CỘNG DỒN

(Đường lũy tích lưu lượng)

Gọi Q(t) lưu lượng theo t, lưu lượng cộng dồn W(t) xác định bởi:

Với t cho trước xác định W(t) gọi là lưu lượng cộng dồn

16 

t

t Qdt

t W

0

) (

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

Trong thực hành:

Với Qt xem số thời đoạn Δt gọi bước thời gian (đơn vịs or h)

17

t Q Qdt t

W

t

t t t

t  

 

 

0

) (

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện 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

18 )

( i

i tg

(4)

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện W(m3)

19

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

0 10 11 12

Ta có: Q5=0 ; Q6 =tg(α) α

Đường luỹ tích l/lượng W(t)

PGS TS Nguyễn Thống

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)

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Q(m3/s) 70 40 25 20 20 35 40 60 150 170 150 120

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Q(m3/s) 60 40 25 35 120 170 250 400 300 200 120 80

20

[1]

[2]

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

Tham khảo:

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

1 10 11 12 T (mois)

Q

m

(

m

3/s

)

21

Chuỗi t/gian Q=f(t)

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

Lời giải (Q0=75m3/s): Lưu lượng cộng dồn:

0 500 1000 1500 2000 2500

1 10 11 12

T (mois)

W

(m

il

m

3)

Tháng 1 2 3 4 5 6 W (mil.m3) 181 285 350 402 454 544

22

Tháng 7 8 9 10 11 12 W (mil.m3) 648 804 1192 1633 2022 2333

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

Lời giải 2: Chuỗi thời gian Qm

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

1 10 11 12 T (mois)

Q

m

(

m

3/s

)

23

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

Solution (Q0=150m3/s): Lưu lượng cộng dồn

Tháng 1 2 3 4 5 6

W (mil.m3) 156 259 324 415 726 1166

Mois 7 8 9 10 11 12

W (mil.m3) 1814 2851 3629 4147 4458 4666

24

0 1000 2000 3000 4000 5000

1 10 11 12

T (mois)

W

(m

il

m

(5)

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

Bài tập 3: Tính vẽ đồ thị lưu lượng công dồn W:

Tháng 1 2 3 4 5 6 Q(m3/s) 30 40 70 90 0 120

Tháng 7 8 9 10 11 12 Q(m3/s) 130 200 255 150 100 15

25

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Solution:

Tháng 1 2 3 4 5 6 W (mil.m3) 78 181 363 596 596 907

Tháng 7 8 9 10 11 12

W (mil.m3) 1244 1763 2424 2812 3072 3110 26

PGS TS Nguyễn Thống

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

Tháng 1 2 3 4 5 6

W(tri.m3) 155.52 220.32 272.16 311.04 336.96 375.84

Tháng 7 8 9 10 11 12

W(tri.m3) 458.78 601.34 860.54 1171.58 1689.98 2052.86

27

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

28

LƯU LƯỢNG CỘNG DỒN TRONG TỌA ĐỘ XIÊN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện GIẢI THÍCH BẰNG ĐỒ THỊ

29 T

W T*

Lưu lượng cộng dồn W=f(t)

(Q0t)

Lũy tích giá trị TB

0

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện GIẢI THÍCH BẰNG ĐỒ THỊ

30 T

W T*

W=f(t) (Q0t)

0 W*

(6)

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện GIẢI THÍCH BẰNG ĐỒ THỊ

31 T* Cơng thức tính W trong toạ độ xiên:

W=(Q-Q0)t

0 W*

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện 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) trong toạ độ xiên định nghĩa bởi:

32 t Q t Q dt

Q Q t

W

t

t t t

t

0 0( 0) )

(     

 

Tổng thể tích nước vào hồ từ t=0 t

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

Dạng tổng quát W(t):

33 -800

-600 -400 -200 200 400

0 10 11 12

α

W(m3)

t(s)

Q<Q0 Q>Q0

Q=Q0

PGS TS Nguyễn Thống

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 nhau

Lưu lượng dòng chảy thời điểm t:

tg(α) >= - Q0 (vì Qt>=0)

34

) (

0 tg

Q

Qt  

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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Q

(m3/s) 70 40 25 20 20 35 40 60 150 170 150 120

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Q

(m3/s) 60 40 25 35 120 170 250 400 300 200 120 80 35

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

Lời giải 1: Q0=75m3/s

tháng 1 2 3 4 5 6

W(mil.m3) -13.0 -103.7 -233.3 -375.8 -518.4 -622.1

tháng 7 8 9 10 11 12

W(mil.m3) -712.8 -751.7 -557.3 -311.0 -116.6 0.0

36

-1000 -800 -600 -400 -200

0 10 11 12

T (mois)

W

(m

il

m

(7)

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

Solution 2: Q0=150m3/s

-2000 -1500 -1000 -500 500

0 10 11 12

T (mois)

W

(

m

il

m

3)

Tháng 1 2 3 4 5 6

W(mil.m3) -233 -518 -842 -1140 -1218 -1166

37 Tháng 7 8 9 10 11 12

W(mil.m3) -907 -259 130 259 181 0

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện Bài tập 3: Số liệu W(t) dòng chảy toạ độ xiên

như 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 1 2 3 4 5 6

W(tr.m3) -15.0 -110.7 -245.3 -380 -520 -620

38

Tháng 7 8 9 10 11 12

W(tr.m3) -700 -780 -540 -310 -110 0.0

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

ĐƯỜNG LUỸ TÍCH LƯU LƯỢNG & ĐƯỜNG BỔ

TRỢ TRONG TOẠ ĐỘ XIÊN

39

Đường bổ trợ của W=f(t)

W(mil m3)

T(mois) 0

B

A

T0

Lưu lượng cộng dồn trong TĐX W=f(t)

Z

Whi C

D

t

Dung tích nước có trong hồ lúc t

Biểu thị hồ MNC

Biểu thị hồ MNDBT

PGS TS Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

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

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)

41 W(tr m3)

T(th) 0

B

A

Luỹ tích lưu lượng TĐX W=f(t)

Z

C D

tA=1th tB=2th tC=7th

tD=8th

tZ=12th

Lưu lượng hằng số từ tháng

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 4: Điều tiết hồ chứa thủy điện

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

Ngày đăng: 09/03/2021, 04:42

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan