4. Cách xác định các thông số chính của nhà máy thuỷ điện.
4.1Xác định mực nƣớc dâng bình thƣờng;
Trình tự xác định các thông số cơ bản của các trạm thuỷ điện điều tiết giống nhau ở các bước chính. Trước hết phải xác định mực nước dâng bình thường (MNDBT), mực nước chết MNC (hay độ sâu công tác có lợi của hồ chứa) và dung tích có ích của hồ chứa Vhi. Từ đó tính ra công suất đảm bảo và chọn công suất lắp máy của trạm thuỷ điện. Sau khi có công suất lắp máy, sẽ tính điện lượng năm trung bình nhiều năm và điện lượng trong những năm đặc trưng khác cần thiết cho việc cân bằng điện lượng của hệ thống điện.
Việc lựa chọn mực nước dâng bình thường phải dựa trên cơ sở so sánh kinh tế và phân tích các yếu tố ảnh hưởng khác, nên phải tính cho nhiều phương án MNDBT lựa chọn. Phải xuất phát từ các điều kiện thiên nhiên ( địa hình, địa chất, thuỷ văn, khí tượng v.v…) và các nhiệm vụ kinh tế chính trị của vùng( các yêu cầu của các ngành đối với công trình) mà dự kiến quy mô công trình, định ra một số phương án MNDBT của công trình, rồi tiến hành tính toán theo trình tự nói trên. Sau khi có kết quả tính toán cho các phương án, sẽ phân tích so sánh chọn phương án hợp lý nhất.
Sau đó sẽ chính thức tính toán, thiết kế theo trình tự và nội dung trên theo các phương án MNDBT đã chọn. Khi phương án MNDBT được chọn trùng với một trong số các phương án sơ bộ trên thì chỉ cần tính bổ sung .
- Mực nước dâng bình thường có ảnh hưởng quyết định đến nội dung tính hồ chứa, cột nước, lưu lượng, công suất bảo đảm và điện lượng hàng năm của trạm thuỷ điện. - Mực nước dâng bình thường là một trong những thông số chủ yếu của công trình thuỷ điện. Đây là mực nước cao nhất trong hồ chứa ứng với các điều kiện thuỷ văn và chế độ làm việc bình thường như đã tính toán.
- Về mặt công trình, nó quyết định chiều cao đập, kích thước các công trình xả lũ, về mặt kinh tế nó ảnh hưởng trựctiếp đến diện tích ngậpnước và các tổnthất do ngập ở vùng hồ và trực tiếp quan hệ đến vấn đề thoả mãn một cách hợp lý yêu cầu của các ngành lợi dụng nước tổng hợp. Vì vậy việc chọn MNDBT phải được tiến hành thận trọng. Khi xem xét MNDBT cần chú ý đến một số vấn đề ảnh hưởng đến chính nó.
Đứng về yêu cầu điện và cung cấp nước mà xét thì MNDBT càng cao càng có lợi, nhưng quy mô công trình cũng càng lớn, vốn đầu tư càng nhiều và thiệt hại do ngập lụt, phải đền bù trong vùng càng nhiều. Đôi khi gặp trường hợp khó khăn như ngập các mỏ quý, các di tích lịch sử và các đường giao thông quan trọng.
Nếu trên một dòng sông mà ngoài công trình ta đang thiết kế, còn có một vài công trình nào đó đã xây dựng hoặc dự kiến sẽ xây dựng ở phía thượng lưu, thì khi nâng MNDBT lên có thể gây ra ngập chân công trình phía trên, có thể làm giảm cột nước phát điện, làm thay đổi chế độ và điều kiện làm việc của công trình trên, đôi khi làm thay đổi sơ đồ khai thác bậc thang.
Do điều kiện địa hình, nhiều khi không thể tăng MNDBT quá cao vì như vậy chiều dài và chiều cao của đập sẽ tăng, đôi khi phải làm hàng loạt các đập phụ xung quanh hồ. Ngay cả trong trường hợp địa hình thuận lợi, cũng có khi không thể nâng MNDBT quá cao vì có thể bị hạn chế bởi điều kiện địa chất, nền móng, vấn đề thấm mất nước…Mặt khác, ở một số vùng mà lượng bốc hơi lớn (chẳng hạn như một số vùng ở miền trung nước ta) khi chọn MNDBT cao, mặt hồ càng rộng, lượng nước bốc hơi mặt hồsẽ lớn, do đó tác dụnglưulượng mùa kiệt bị hạnchế.
Trong thực tế, khi thiết kế công trình, người ta căn cứ vào các yêu cầu dùng nước của các ngành tham gia lợi dụng tổng hợp, tình hình lượng nước đến và bồi lắng , điều kiện địa hình, địa chất toàn khu vực hồ và vị trí đập, tình hình ngập lụt và tổn thất nước do thấm và bốc hơi… sơ bộ xác định ra giới hạn dưới và trên của MNDBT. Trên cơ sở đó người ta ấn định một loạt phương án MNDBT chênh nhau một trị số ∆h nào đấy.
Với mỗi phương án MNDBT tính ra vốn đầu tư xây dựng cơ bản KTĐ và chi phí vận hành hàng năm CTĐ nhất định. Khi mực nước tăng thêm h, phải xác định số vốn đầu tư tăng thêm KTĐ và số tiền chi phí vận hành hàng năm tăng thêm CTĐ, kể cả tiền đầu tư và chi phí cho hoạt động công trình, thiết bị …của trạm. Khi
có các ngành khác cùng tham gia lợi dụng tổng hợp thì phải xét và tính thêm sự tăng giảm vốn đầu tư xây dựng cơ bản và chi phí vận hành tăng thêm ±∆ng.khác đối với các ngành dùng nước khác. Nếu trạm nằm trong một hệ thống bậc thang, khi MNDBT tăng thêm h, sẽ làm thay đổi các thông số cơ bản của các công trình khác trong hệ thống thì phải xác định trị số vốn đầu tư thay đổi ±∆KBT và chi phái vận hành thay đổi ±∆CBT. Đồng thời phải xác định vốn đầu tư ±∆Kthaythế và chi phí vận hành hằng năm ±∆Cthaythế giảm được ở trạm phát điện thay thế ( do MNDBT tăng nên khả năng cung cấp điện ở trạm thuỷ điện tăng). Để đánh giá lợi ích về mặt kinh tế do việc nâng cao trình MNDBT từ cao trình này lên cao trình khác, người ta tính số năm bù vốn chênh lệch của số vốn đầu tư thêm theo công thức:
Nếu tính T theo (3-25) nhỏ hơn To ( số năm bù vốn tiêu chuẩn) thì có thể nâng MNDBT cho đến khi T=To. Nếu tăng MNDBT thêm thì T>To , lúc đó thời gian bù vốn chênh lệch sẽ vượt quá thời hạn bù vốn tiêu chuẩn, như vậy việc tăng MNDBT sẽ không hợp lý nữa.