Przykładowa analiza produkcji energii w elektrowni wodnej (MEW)
– dobór turbin (Kaplana, Francisa i śmigłowej) dane z  okresu 10 lat

Przykład analizy elektrowni wodnej (MEW) dla danych z okresu tylko 10 lat:

Przykład opisuje hipotetyczny dobór 3 różnych turbin (Kaplana, Francisa i śmigłowej)
dla 3 różnych przełyków turbin, wyłącznie w celach edukacyjnych.
Pełna analiza powinna obejmować okres od 1951 roku.
Analiza ukazuje historyczne przedstawienie potencjalnej produkcji bez awarii, remontów, modernizacji dla dowolnych turbin (istniejących lub planowanych).
Każda elektrownia (lokalizacja) jest inna i wymaga indywidualnego podejścia.

Więcej o zastosowaniach analiz...

---

Wykresy a) ukazują krzywe sum czasów trwania (np. przepływów, spadów, mocy itd.)
– są to wykresy uporządkowane (rosnąco lub malejąco).
Wykresy b) ukazują krzywe dla kolejnych dni badanego okresu (jeśli są dostępne chronologiczne dane codzienne przepływów).

Wykres 1. a) i b) Krzywe czasów trwania przepływów i spadów oraz wykres mocy elektrowni (MEW)

Moc surowa – moc wynikająca z przełyku i spadu.
Moc użyteczna – moc na wale turbiny, wynikającą z mocy surowej i sprawności turbiny.
Moc znamionowa – jest to wartość mocy, przy której urządzenie pracuje prawidłowo i zgodnie z normami lub zaleceniami producenta.
Moc zainstalowana – suma mocy czynnych znamionowych wszystkich generatorów zainstalowanych w elektrowni.

Dobór całkowitego przełyku instalowanego Q_inst = 38 m³/s.
Moc zainstalowana N_inst = 2280 kW.

Wykres 2. a) i b) Dobór przełyków turbin (Kaplana, Francisa i śmigłowej)

Turbiny:

• Kaplan Q_inst = 16 m³/s,
• Francis Q_inst = 12 m³/s,
• śmigłowa Q_inst = 10 m³/s.

Wykres 2. c). Dobór przełyków turbin (przepływ nienaruszalny malejący)

Sposób przyjęcia obliczeń przepływu nienaruszalnego ma wpływ na wielkość produkcji energii.
Najdokładniejsze wyniki zapewnia sposób z wykresu 2. b).

Wykres 3. Przepływ nienaruszalny (biologiczny) Q_nien (Q_biol)

Wymagane charakterystyki hydrologiczne w okresach krytycznych dla przepływu ekohydrologicznego
Przyjęto zmienny przepływ nienaruszalny Q_nien = 3,9-5,1 m³/s.
W dalszej analizie wyodrębniono z danych przepływ nienaruszalny.

Wykres 4. a) i b) Obciążenie hydrozespołów

Zastosowano algorytm wyszukujący optymalnego doboru turbin do zmieniającego się przepływu i spadu

Wykres 5. a) i b) Obciążenie hydrozespołów z uwzględnieniem sprawności turbin

Wykres 6. a) i b) Praca hydrozespołów

Różnica w uzyskanych wartościach energii dla poszczególnych turbin wynika z obliczeń przepływu biologicznego.

Wykres 7. a) i b) Sprawność hydrozespołów

Wykres 8. Średnioroczna produkcja energii elektrycznej poszczególnych hydrozespołów (turbin) w MWh/rok

Wykres 9. Udział produkcji energii elektrycznej poszczególnych hydrozespołów (turbin) w procentach

Wykres 10. Produkcja energii elektrycznej w miesiącach roku (I-XII)

Wykres 11. Sumaryczna produkcja energii elektrycznej w miesiącach i latach

Wykres 12. Produkcja energii elektrycznej turbiny nr 1

Wykres 13. Produkcja energii elektrycznej turbiny nr 2

Wykres 14. Produkcja energii elektrycznej turbiny nr 3

Wykres 15. Sumaryczna produkcja energii elektrycznej w kolejnych miesiącach

Wykres 16. Produkcja energii elektrycznej w poszczególnych turbinach (hydrozespołach)

Wykres 17. Porównanie produkcji energii elektrycznej w poszczególnych turbinach (hydrozespołach)

Wykres 18. Czas wykorzystania mocy zainstalowanej poszczególnych turbin (hydrozespołów)

Moc zainstalowana – suma mocy czynnych znamionowych wszystkich generatorów zainstalowanych w elektrowni.
Czas wykorzystania mocy zainstalowanej – iloraz wartości produkcji rocznej energii elektrycznej (A) i mocy zainstalowanej N_inst,
obliczamy wg wzoru: T = A / N_inst, [h].

Wykres 19. Produkcja energii elektrycznej w latach hydrologicznych (XI-X) w MWh/rok

Wykres 20. Produkcja energii elektrycznej w latach kalendarzowych (I-XII) w MWh/rok

Zerowy rok przyjęto dla miesięcy XI i XII.

Wykres 21. Porównanie produkcji energii elektrycznej w latach hydrologicznych i kalendarzowych w MWh/rok

Wykres 22. Histogram miesięcznej produkcji energii elektrycznej

Wykres 23. Histogram rocznej produkcji energii w miesiącu I

Wykres 24. Histogram rocznej produkcji energii w miesiącu VI

Ze względu na ograniczoną ilość danych nie uzyskano dokładniejszych histogramów, jak przedstawiono poniżej:

Wykres 24. 1) i 2) Histogram produkcji energii elektrycznej wybranych miesięcy

Wykres 25. Histogram rocznej produkcji energii elektrycznej

Ze względu na ograniczoną ilość danych nie uzyskamy dokładniejszego rozkładu histogramu.

Wykres 26. Analiza produkcji trzech miesięcy

Analiza wykorzystywana np. do wykonywania prognoz (m.in. uczenia sztucznych sieci neuronowych).

---

Hydrologiczna i techniczna analiza powinna być uzupełniona ujęciem ekonomiczno-finansowym.
     

---

Polecamy przykład analizy produkcji energii w MEW:

• dane z okresu 45 lat

  ANALIZY  
  PROGRAMY  
  DORADZTWO