Реферат: Малая гидроэлектростанция в Беларусии
Таблица 1 Действующие гидроэлектростанции
| Область | Река | ГЭС | Установленная мощность ГЭС, кВт |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Брестская | Логозва | Логозвинская | 100 |
| Витебская | Дрисвята | Богинская | 630 |
| Нища | Клястицкая | 520 | |
| Улла | Лепельская | 320 | |
| Туровлянка | Гомельская | 260 | |
| Черница | Добромысленская | 210 | |
| Лу комка | Лукомльская | 150 | |
| Гродненская | Мол чад ь | Гезгальская | 620 |
| Россь | Волпянская | 500 | |
| Свислочь | Войтовщизна | 200 | |
| Гавья | Жемыславльская | 200 | |
| Молчадь | Новоселковская | 200 | |
| Ошмянка | Рачунская | 200 | |
| Лоша | Яновская | 150 | |
| Минская | В илия | Вилейская | 1630 |
| Свислочь | Гонолес | 300 | |
| Югна | Селявская | ПО | |
| Могилевская | Свислочь | Осиповичская | 2175 |
| Друть | Чигиринская | 1500 | |
| Друть | Тетеринская | 370 | |
| Всего | 10345 |
Таблица 2 Освоение гидроэнергоресурсов в Республике Беларусь и сопредельных странах
| Показатели | Страна | ||||
| Беларусь | Литва | Польша | Украина | Россия | |
| Экономический гидроэнергопотенциал, млрд. кВтч/год | 1.3 325 | 1.5 375 | 7 1750 | 16.5 4125 | 852 213000 |
| МВт | |||||
| Общая установленная мощность действующих ГЭС. МВт | 10 | 113 | 770 | 4731 | 44700 |
| Использование экономического гидроэнергопотенциала, % | 30 | 44 | 115 | 21 | |
В таблице 3 приведены приемлемые по эколого-экономическим показателям возможные новые ГЭС на реках Беларуси, створы и водоподпорные отметки которых определены в результате исследований, проведенных в ЦНИИКИВР в 1997-2000гг. по заданиям ГНТП «Природопользование и охрана окружающей среды».
Таблица 3 Эколого-экономические показатели возможных ГЭС
| Река | Расстояние до устья, км |
Напор, м | Мощность, кВт | Площадь водохранилища. км2 | Показатель глубоковод-ности | 3/N. долл./кВт | ||||||
| Притоки Западной Двины | ||||||||||||
| Друйка | 6.4 | 14,5 | 1730 | 2.8 | 1,80 | 694 | ||||||
| Вята | 1,1 | 23,5 | 920 | 2.0 | 5.67 | 1272 | ||||||
| Сарьянка | 6.6 | 8,0 | 670 | 1,0 | 1.00 | 821 | ||||||
| 17.3 | 14,2 | 1000 | 6,2 | 3,13 | 1000 | |||||||
| Дрисса | 53.8 | 7,6 | 3270 | 6,6 | 1,64 | 725 | ||||||
| 86,5 | 6,6 | 1630 | 1.1 | 1.75 | 479 | |||||||
| Свольна | 49.3 | 7,6 | 900 | 6,2 | 1,30 | 1556 | ||||||
| Нища | 0.6 | 10.2 | 1270 | 3,0 | 1.73 | 850 | ||||||
| Диена | 8.5 | 9.7 | 7750 | 8,4 | 1,47 | 623 | ||||||
| Мнюта | 2,4 | 10,5 | 740 | 3,4 | 2,40 | 1649 | ||||||
| 36,5 | 5,0 | 250 | 0,3 | 2,00 | 960 | |||||||
| Березовка | 1,9 | 10,0 | 550 | 3.0 | 1,00 | 1727 | ||||||
| Зарежанка | 28,0 | 10,0 | 290 | 2,0 | 1,26 | 2172 | ||||||
| Ушача | 1.0 | 12,1 | 1000 | 1,7 | 2,40 | 780 | ||||||
| Оболь | 12,3 | 12,6 | 2240 | 5,9 | 2,28 | 992 | ||||||
| Туровлянка | 2.2 | 5.0 | 430 | 0.2 | 1.00 | 558 | ||||||
| Улла | 9.4 | 9,7 | 2970 | 9.3 | 1.27 | 832 | ||||||
| Усвейка | 22,2 | 7,5 | 260 | 2,0 | 1,50 | 2346 | ||||||
| 45.0 | 11,8 | 330 | 1,6 | 1.67 | 1848 | |||||||
| Лукомка | 13,1 | 9,6 | 630 | 1,4 | 1,33 | 1032 | ||||||
| Кривинка | 8.5 | 6,7 | 240 | 0,8 | 1,33 | 1292 | ||||||
| Лучеса | 15,8 | 10,6 | 2470 | 22,0 | 2,28 | 2178 | ||||||
| Реки бассейна Немана | ||||||||||||
| Неман | 598,0 | 6.4 | 15180 | 55,3 | 2,82 | 1136 | ||||||
| Вилия | 234,6 | 9,6 | 11600 | 9,3 | 1,84 | 501 | ||||||
| 279,2 | 9,7 | 8890 | 11,0 | 1,93 | 549 | |||||||
| 347,1 | 7,0 | 4770 | 18,2 | 2,12 | 900 | |||||||
| Страна | 29,8 | 7,0 | 420 | 0.3 | 4,00 | 833 | ||||||
| 42.9 | 12.1 | 350 | 1,3 | 1,50 | 1571 | |||||||
| Щара | 57,0 | 6,0 | 2200 | 27,0 | 1.00 | 2518 | ||||||
| Реки бассейна Днепра | ||||||||||||
| Днепр | 1310,0 | 7.6 | 24410 | 366,3 | 1,50 | 2712 | ||||||
| 1410,0 | 5.6 | 9210 | 115,3 | 1,20 | 2742 | |||||||
| 1671.3 | 4.7 | 5520 | 5,3 | 1,41 | 681 | |||||||
| 1715.0 | 4,7 | 4920 | 4.1 | 2,42 | 652 | |||||||
| Березина | 227.8 | 6.0 | 5030 | 74,8 | 1.28 | 2512 | ||||||
В этой таблице приняты обозначения: 3 -суммарные капитальные затраты по водохранилищу и гидроузлу ГЭС; N - установленная мощность ГЭС. Принятый показатель глубоководности есть отношение площади глубоководной (с глубиной более 2 м) к площади мелководной части акватории водохранилища при нормальном подпорном уровне воды в нем.
Из анализа структуры капитальных затрат в ГЭС следует, что основной вклад в стоимость их строительства обычно вносят затраты на создание их водохранилищ в долинах равнинных рек - от 35 до 50 и более процентов. Поэтому за счет поиска вариантов сокращения площади затепления прилегающих к руслу реки земель возможно существенно улучшить эколого-экономические показатели гидроэнергетических объектов. В этом отношении представляется рациональным строительство многоступенчатых русловых каскадов малых ГЭС с гидравлически связанными подпорными бьефами как альтернатива созданию традиционной водохранилищной ГЭС [Патент Российской Федерации № 2039189. Способ использования энергии водотока, выдан по заявке ЦНИИКИВР.- БИ, 1995, № 19]. При этом достигается энергетическое использование реки на более протяженном ее участке преимущественно без выхода подпорных уровней воды из берегов русла. Благоприятными для реализации таких каскадов являются участки рек с достаточным возвышением берегов русла над меженным уровнем воды в реке. В таблице 4 приведены характеристики русловых каскадов ГЭС, возможных на притоках Западной Двины, в сопоставлении с водохранилищной ГЭС (при п = 1, где п - количество ступеней в каскаде) на том же притоке.
При создании каскада представляется возможность поочередного строительства его ступеней, начиная с нижележащей ГЭС на реке. Это позволяет за счет освоения мощности и выработки электроэнергии на вводимой ступени повысить экономическую эффективность каскада в сравнении с традиционной ГЭС, на которой создание напора сосредоточивается в одном створе.
Исходя из прошлого опыта строительства сельских гидроэлектростанций в Беларуси целесообразно вернуться к созданию на малых водотоках микроГЭС (мощностью менее 100 кВт) для локального электроснабжения ближайших населенных пунктов. На небольших водотоках при благоприятных топографических и гидрологических условиях возможно создание таких установок, экономическая эффективность которых может быть обеспечена на основе применения современных типов гидросилового оборудования и рациональных конструкций гидросооружений.
Эколого-экономические показатели возможных каскадов ГЭС
Таблица 4
| Река | п | Расстояние от створа ГЭС до устья реки, км | Напор, м | Мощность, кВт | Показатель затопления, га/кВт | Удельные затраты. долл./кВт |
| Друйка | 1 | 6,4 | 14,5 | 1730 | 0,15 | 694 |
| 3 | 7,8; 11,8; 16,5 | 14,0 | 1710 | 0,05 | 708 | |
| Вята | 1 | 1, | 23,5 | 920 | 0.21 | 1272 |
| 3,9; 5.4; 8,6 | 18,0 | 780 | 0.04 | 731 | ||
| Дрисса | 1 | 53.8 | 7.6 | 3270 | 0.17 | 725 |
| 5 | 57.2; 75.0; 84.9; 90.6; 95,8 | 16,0 | 4410 | 0.04 | 710 | |
| 2 | 119,9; 128.5 | 9,0 | 1560 | 0.06 | 673 | |
| Свольна | 1 | 49.3 | 7,6 | 900 | 0.64 | 1556 |
| 2 | 51.5; 57,9 | 4.0 | 480 | 0.11 | 1125 | |
| Диена | 1 | 8,5 | 9,7 | 7750 | 0,07 | 623 |
| 7,0; 37,6; 66.3 | 14,5 | 10270 | 0,04 | 565 | ||
| Оболь | 1 | 12.3 | 12,6 | 2240 | 0,21 | 992 |
| 4 | 13.3; 25.0; 41,1; 54.2 | 14,0 | 2190 | 0.05 | 790 | |
| Улла | 1 | 9,4 | 9,7 | 2970 | 0.27 | 832 |
| 2 | 9.4; 21,3 | 9,5 | 2650 | 0.12 | 690 | |
| Лучеса | 1 | 15,8 | 10,6 | 2470 | 0,83 | 2178 |
| 4 | 5,9; 33.4; 54.1; 69.5 | 19,0 | 2500 | 0,10 | 776 |
5. Перспективы развития
По утвержденной концерном «Белэнерго» от 03.05.2003 г. Программе строительства и восстановления объектов гидроэнергетики на период до 2020 г. предусмотрено строительство ГЭС на основных реках Беларуси общей установленной мощностью 200 МВт и ряд малых ГЭС на их притоках мощностью каждой не менее 100 кВт с удельными затратами не более 2000 долл./кВт. Разработаны архитектурные проекты первых двух ГЭС средней мощности на Западной Двине и Немане - Полоцкой (28 МВт) и Гродненской (17 МВт).
Согласно этой Программе распределение общей установленной мощности ГЭС по административным областям характеризуется таблицей 5.
Таблица 5 Мощности ГЭС по областям и годам
| Область | Установленная мощность (МВт) | |||||
| 2003 г. | 2006 г. | 2009 г. | 2013 г. | 2016 г. | 2020 г. | |
| Брестская | 0.10 | 0.52 | 0.79 | 1,08 | 1,37 | 1.37 |
| Витебская | 2.09 | 30.49 | 60,99 | 110,99 | 139,99 | 144.89 |
| Гродненская | 2.42 | 19.42 | 39,92 | 39,92 | 39,92 | 39.92 |
| Минская | 2,04 | 2,24 | 2,24 | 2,24 | 2,24 | 2,24 |
| Могилевская | 4.05 | 4,33 | 4,67 | 30,67 | 30,67 | 30.67 |
| Всего | 10,7 | 57.0 | 108,6 | 184,9 | 214,2 | 219.1 |
Из таблицы .5 следует, что большее развитие гидроэнергетики предусматривается в Витебской, Гродненской и Могилевской областях, что обусловлено нахождением в их границах участков рек бассейнов Западной Двины, Немана и Днепра, представляющих в Беларуси наибольшую энергетическую ценность.
Реализация принятой Программы развития гидроэнергетики будет способствовать более благоприятному режиму работы Белорусской энергосистемы, уменьшению зависимости республики от импорта топлива.
Неразрывность процесса выработки и потребления электроэнергии требует от энергосистем оперативного маневрирования мощностями, что достигается вводом в эксплуатацию ГЭС, гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС), газотурбинных и специальных пиковых паратурбинных электростанций.
Оптимальным путем развития электроэнергетических систем считается создание необходимых маневренных мощностей на ГЭС или ГАЭС. При этом Г АЭС занимают особое место, поскольку являются как высокоманевренным источником пиковой мощности, так и потребителем-регулятором для заполнения ночного провала графика электрической нагрузки. В отличие от обычных ГЭС пиковая энергоотдача ГАЭС не зависит от водности года. Строительство ГАЭС требует значительно меньших размеров отчуждения земель, чем для речных ГЭС.
Следует отметить, что наиболее маневренные среди тепловых электростанций газотурбинные установки требуют на пуск агрегата из холодного состояния 15-20 минут, тогда как время пуска гидроагрегата ГЭС или ГАЭС только 2 минуты.
Создание необходимых мощностей на обычных ГЭС часто не покрывает потребности энергосистемы в маневренной мощности (до 20% от введенной мощности электростанций всех типов). Во многих странах наиболее экономически эффективные гидроэнергоресурсы либо уже использованы, либо ограничены как в природных условиях Беларуси. В такой ситуации наиболее приемлемый путь решения проблемы - создание Г АЭС.
Следует также отметить, что в современных условиях, а в перспективе в особенности, участие ГЭС иТАЭС.в покрытии пиковой части суточного графика нагрузок и заполнения его провалов уже не является более основным их назначением. Они должны поддерживать постоянными уровни напряжения и частоты в электроэнергетической системе, выполнять функции резерва быстрого ввода. Это обусловлено особенностями современных промышленных технологий, требующих высокой степени надежности электроснабжения и высокого качества электроэнергии.
В таблице 6 приведены данные Мирового атласа гидроэнергетики за 2003 г. об участии ГЭС и ГАЭС в установленной мощности Белорусской энергосистемы и электроэнергетике сопредельных стран.
При отсутствии пока ГАЭС в стране и низком уровне освоения экономического гидроэнергопотенциала рек Беларуси в РУП «ЦНИИКИВР» проведены исследования по выявлению возможностей создания ГАЭС на ее территории. Определены 16 возможных, в том числе 5 первоочередных мест их размещения. В качестве приоритетной выделена ГАЭС установленной мощностью 500 МВт на левом берегу водохранилища Гродненской ГЭС на р. Неман и дано энерго-экономическое обоснование целесообразности ее строительства. Согласно результатам обоснования чистый дисконтированный доход (как важнейший показатель эффективности инвестиционного проекта) за 25 лет эксплуатации выбранной приоритетной ГАЭС составляет 79,1 млн. долларов США, что в три раза превышает этот показатель для альтернативной газотурбинной электростанции аналогичного назначения.
На рисунке представлен прогноз развития гидроэнергетики в Республике Беларусь с учетом указанной Программы концерна «Белэнерго» и плани руемой ГАЭС, соответствующий прогнозу развития Белорусской энергосистемы [Михалевич А. А., Якушев А. П., Попов Б. И. Будущее электроэнергетики Республики Беларусь. - Энергия: экономика, техника, экология, 2001, № 4. -М.: Наука. - С. 7-13].
Таблица 6
Показатели участия ГЭС и ГАЭС в электроэнергетике Беларуси и
сопредельных стран
| Показатель | Страна | ||||
| Беларусь | Литва | Польша | Украина | Россия | |
| Установленная мощность электростанций всех типов, МВт | 7630 | 6340 | 33630 | 52700 | 215160 |
| Установленная мощность ГАЭС, МВт: Действующих Строящихся Планируемых | 500 | 800 800 | 1582 450 | 225 3174 1980 | 1200 840 |
| Доля ГЭС и ГАЭС в установленной мощности энергосистемы. с учетом строящихся и планируемых ГАЭС, % | |||||
Прогноз развития гидроэнергетики в Беларуси до 2020 г.:
1 - прогноз; 2 - изменение общей мощности ГЭС; 3 - то же - ГЭС и ГАЭС.
Возможности использования гидроаккумулирования в электроэнергетике не ограничиваются традиционным путем создания ГАЭС для регулирования режима работы энергосистем. В комплексе с ГАЭС возможно более эффективное использование ветроэнергетических установок, что обусловливается нерегулярным характером источника ветровой энергии. Так, в Нидерландах разработан проект энергокомплекса, включающего ветровую электростанцию мощностью 3000 МВт и ГАЭС мощностью 2400 МВт с обратимыми гидроагрегатами напором 23 м, причем бассейны ГАЭС размещены в заливе, отгороженном от моря дамбами.
В условиях Беларуси имеются пригодные площадки для размещения ветро-гидроэнергетических комплексов с использованием водоподъемных устройств. Такие комплексы могут функционировать как для гидроаккумулирования энергии ветра, так и для расширения освоения низконапорного потенциала рек путем водоподъема части речного стока на возвышающиеся над руслами рек участки прилегающих земель с последующей сработкой накопленных объемов воды при производстве пиковой электроэнергии, например для локального электроснабжения.
Две малые ГЭС будут построены в Минской области в 2010 году
Две малые гидроэлектростанции планируется построить в Минской области в 2010 году. Об этом агентству БЕЛТА сообщил генеральный директор государственного учреждения по строительству и эксплуатации мелиоративных и водохозяйственных систем "Объединение "Минскмелиоводхоз" Николай Грицук. Одна из них (Логойская МГЭС) разместится на реке Гайна, другая (Крупская МГЭС) - на реке Бобр. Проектная мощность станций - 60 кВт и 100 кВт. В настоящее время РУП "Белгипроводхоз" завершает разработку проектно-сметной документации на объекты. Николай Грицук рассказал, что программа строительства малых гидроэлектростанций в Минской области утверждена Миноблисполкомом в 2001 году. Объединение "Минскмелиоводхоз" определено генеральным заказчиком по ее выполнению, а РУП "Белгипроводхоз" - генеральным проектировщиком. За это время в столичном регионе построено семь малых ГЭС, их суммарная мощность составляет 800 кВт.
Две малые ГЭС будут построены в Минске до 2011 года
В Минске до 2011 года планируется построить две малые ГЭС, сообщил БелТА начальник производства по эксплуатации Вилейско-Минской водной системы Сергей Гук. Новые объекты гидроэлектроэнергетики намечено ввести за счет собственных средств в соответствии с республиканской программой по снижению потребления топливно-энергетических ресурсов. Уже разработан проект строительства малой ГЭС на Чижовском водохранилище в районе ТЭЦ-3, рассказал С.Гук. Здесь планируется смонтировать две турбины расчетной мощностью выработки 1,7 млн.кВт/ч электроэнергии в год. Ввести в эксплуатацию объект намечено в 2009 году. На закупку оборудования потребуется около 2 млрд. рублей. Аналогичный проект, разработка которого уже начата, будет реализован на водохранилище Дрозды. "В перспективе рассматривается возможность строительства более мощной гидроэлектростанции на минской станции аэрации", — уточнил специалист. Сегодня на объектах Вилейско-Минской водной системы эксплуатируются 4 малых ГЭС. В частности, на гидроузле Вилейского водохранилища действуют две самые мощные в Беларуси станции. Также малые ГЭС работают на насосной станции №6 и на водохранилище ТЭЦ-2.
6. Список литературы