Расчет экономического эффекта использования гидрологических прогнозов в работе Камской ГЭС

Настоящая практическая работа базируется на методике оценки экономического эффекта Г.Н. Угренинова, приспособленной для Камской ГЭС В.М. Матвеевым.

Использование прогноза о среднемесячном притоке воды к ГЭС позволяет правильно рассмотреть нагрузку в энергосистеме и наиболее рационально использовать дешевую электроэнергию гидроэлектростанций. В результате этого энергосистема, несомненно, получит экономический эффект в виде значительной экономии топлива на ТЭЦ.

В условиях пермской энергосистемы коэффициент инерционности (К₁) и перегрузки (К₂), принятые Г.Н. Угрениновым соответственно равными 0,85 и 1,10, имеют несколько иные значения, поскольку Камская ГЭС обладает значительно большей регулирующей способностью, чем ГЭС с суточным и недельным регулированием.

В Пермской энергосистеме коэффициент инерционности по значению должен быть меньше, а коэффициент перегрузки – больше значений, принятых для Ленэнерго. Однако, не имея исследований в данной области для Пермской энергосистемы – принимаем значения, предложенные Г.Н. Угрениновым.

Для получения выработки электроэнергии на ГЭС, мы используем формулу

, (2.1)

где А – выработка электроэнергии в кВт·ч, W – объем притока в млн м³, q – удельный расход в кВт·ч /м³.

Удельный расход воды определяется по формуле

, (2.2)

где Н – среднемесячный напор воды на ГЭС (это значение возможно вычислить, используя среднемесячные значения уровня воды по постам вдхр. Камское – Камская ГЭС или Добрянка), h – КПД гидроагрегатов, принимаемый для Камской ГЭС равным 0,87 (условно – во все месяцы). Значение удельного расхода может быть также рассчитано как отношение годовой выработки электроэнергии к годовому объему притока к ГЭС (на основании данных годового отчета предприятия, публикуемого обычно в открытом доступе).

Исходными формулами для оценки эффекта при разных соотношениях притока (W) фактического, прогнозируемого и 50%-ной обеспеченности являются:

1. Если прогнозируемый приток (W_п) равен притоку 50%-ной обеспеченности (W_50%), экономический эффект равен нулю (Э =0);

2. Если фактический среднемесячный приток (W_ф) больше прогнозируемого притока и притока 50%-ной обеспеченности (W_50%<W_ф>W_п), экономический эффект вычисляется по формуле

Э=(А_п-А_50%)*(1-К₁)*В_ф*Ц_ф, (2.3)

где Э – экономический эффект, руб.;

А_п – выработка электроэнергии кВт·ч по прогнозируемому притоку;

А_50% – выработка электроэнергии кВт·ч по притоку 50%-ной обеспеченности;

В_ф – удельный расход условного топлива, кг/ кВт·ч;

Ц_ф – фактическая цена условного топлива, руб./тонна.

Нетрудно заметить, что произведение В_ф*Ц_ф отражает разницу в стоимости 1 кВт·ч выработки энергии на ГЭС и ТЭЦ (эта разница составляет 5 коп./1 кВт·ч), или себестоимость выработки 1 кВт·ч энергии на ГЭС. Это два различных случая расчета.

3. Если фактический среднемесячный приток меньше прогнозируемого и притока 50%-ной обеспеченности (W_50%>W_ф<W_п), экономический эффект вычисляется по формуле

Э=(А_50%-А_п)*(К₂-1)*В_ф*Ц_ф. (2.4)

4. Если фактический приток больше притока 50%-ной обеспеченности, но меньше прогнозируемого притока (W_50%<W_ф<W_п), экономический эффект вычисляется по формуле

Э=[(А_ф-А_50%)*(К₂-1)-(А_п-А_ф)*(1-К₁)]*В_ф*Ц_ф. (2.5)

5. Если фактический приток больше прогнозируемого, но меньше притока 50%-ной обеспеченности (W_50%>W_ф>W_п), экономический эффект вычисляется по формуле

Э=[(А_50%-А_ф)*(1-К₁)-(А_ф-А_п)*(К₂-1)]*В_ф*Ц_ф. (2.6)

Цель работы: рассчитать экономический эффект гидрологической информации в работе ГЭС за один год, помесячно; для двух расчетных случаев – себестоимости энергии и разницы в стоимости энергии на ТЭЦ и ГЭС; рассчитать 50%-ные значения месячного притока по материалам наблюдений.

Исходные данные: значения фактического и прогнозируемого притока к Камской ГЭС за период 1956–1997 гг. (представлены в электронном виде); среднемесячные значения уровня воды по ближайшему посту на Камском вдхр. (рекомендуемые посты см. выше), выбираемые из гидрологических ежегодников и материалов наблюдений на озерах и водохранилищах; Основные положения правил использования водных ресурсов водохранилища Камской ГЭС (используется для расчета напора на ГЭС).

Оформление: результаты расчетов представляются в табличной форме с кратким описанием методики расчета, а также гидрологических условий расчетного года. Образец таблицы для оформления расчетов представлен ниже.

Таблица 2.1