Изложены приемы построения диспетчерских правил управления длительными режимами работы водохранилищ каскадов гидроузлов комплексного назначения. Рассматриваются организационные вопросы управления режимами работы ГЭС. Описанные приемы построения диспетчерских правил могут применяться при проектировании гидротехнических сооружений гидроузлов, назначении режимов эксплуатации ГЭС в энергетических системах. Для инженеров — гидротехников: проектировщиков и эксплуатационников.

Предисловие

Глава первая. Основные положения использования водных и энергетических ресурсов рек
1. Водные и энергетические ресурсы рек СССР
2. Участники водохозяйственного комплекса и характеристики их требований
2.1. Общие характеристики требований
2.2. Водопотребители
2.3. Водопользователи
2.4. Борьба с наводнениями
2.5. Потери воды
3. Водноэнергетические показатели ГЭС, необходимые для проектирования энергосистем

Глава вторая. Методы определения основных показателей: режима работы гидроузлов с ГЭС
4. Исходные положения
5. Гарантированная отдача отдельных гидроузлов, каскадов гидроузлов и ГЭС энергосистемы
5.1. Общие положения
5.2. Гарантированная отдача отдельного гидроузла
5.3. Гарантированная отдача каскада гидроузлов
5.4. Гарантированная отдача всех ГЭС энергосистемы
5.5. Гарантированная отдача ГЭС в условиях развития каскада и системы
5.6. Определение гарантированной отдачи ГЭС энергосистемы в эксплуатационных условиях
6. Выработка энергии отдельных ГЭС, каскадов ГЭС и всех ГЭС энергосистемы
6.1. Общие положения
6.2. Выработка энергии отдельных ГЭС и каскадов ГЭС
6.3. Выработка энергии всех ТЭС энергосистемы
6.4. Расчетные гидрологические условия
7. Максимальная пропускная способность гидроузла

Глава третья. Распределение регулирующих функций между гидроузлами
8. Предпосылки определения регулирующих функций гидроузлов
9. Примеры распределения регулирующих функций между гидроузлами
9.1. Каскад гидроузлов на равнинной реке в европейской части страны (каскад 1)
9.2. Каскад гидроузлов на сибирской реке (каскад 2)
9.3. Каскады гидроузлов на среднеазиатских реках (каскады 3 и 4)

Глава четвертая. Управление режимами работы гидроузлов
10. Обзор методов управления режимами работы гидроузлов
11. Виды диспетчерских графиков управления режимами работы гидроузлов
11.1. Определение диспетчерского графика
11.2. Влияние назначения гидроузла
11.3. Влияние регулирующих возможностей гидроузла
11.4. Влияние регулирующих функций гидроузла
11.5. Динамические диспетчерские графики
11.6. Пример назначения режима работы гидроузла по диспетчерскому графику
12. Способы построения основных правил у правления работой гидроузлов
12.1. Зона безопасности гидроузла
12.2. Зона гарантированной отдачи гидроузла
12.3. Зона избыточной отдачи ГЭС гидроузла
13. Срок действия диспетчерских правил и некоторые организационные вопросы управления работой водохранилищ
13.1. Существующий порядок регламентации управления водохранилищами при эксплуатации
13.2. Эксплуатация гидроузлов в нормальных условиях
13.3. Эксплуатация гидроузлов в условиях начального наполнения водохранилищ
13.4. Правила управления гидроузлом в экстремальных ситуациях

Глава пятая. Разработка новых методов построения правил управления водохранилищами
14. Вводные замечания
15. Основные положения
16. Математические основы построения правил управления
17. Управление режимом работы одного гидроузла с водохранилищем годичного регулирования стока
17.1. Описание модели
17.2. Задача о пропуске экстремного и многоводных половодий
17.3. Задача о выдаче гарантированной отдачи гидроузла
17.4. Задача об управлении гидроузлом в зоне избытков воды
18. Управление режимом работы каскада гидроузлов с водохранилищами годичного регулирования стока
18.1. Учет ограничений по объемам водохранилищ
18.2. Метод построения правил управления каскадом гидроузлов для дискретной модели

Список некоторых буквенных обозначений, принятых в математических методах управления водохранилищами
Список литературы

Предисловие

Характерной чертой современного использования речных вод в СССР, как и во многих странах мира, является интенсивный рост всех видов водопотребления и водоиспользования. Это привело к недостатку воды во многих районах, многократному использованию воды вдоль течения рек, увеличивающейся степени загрязнения рек сточными водами. В XX в, получило широкое распространение использование речного стока для выработки электрической энергии. В результате интенсивной хозяйственной деятельности в разных районах на различных этапах развития народного хозяйства неизменно появляются дефициты чистой воды, особенно в меженные периоды года. Для ликвидации дефицитов воды создаются водохранилища, которые позволяют не только лучше использовать речную воду в створе плотины для различных целей, бороться с вредными явлениями на реках (например, с наводнениями), но и воздействовать на режим естественного стока рек, приспосабливая его путем перерегулирования к режиму потребления.

В настоящее время в мире сооружено около 13 тыс. водохранилищ емкостью более 1 млн. м³, из них 15% в СССР. Почти 470 водохранилищ в СССР имеют емкость 20 млн. м³ и более, а 200 водохранилищ — 100 млн. м³ и более.

Большая часть крупных водохранилищ в нашей стране создана и используется для нескольких целей: для водоснабжения населения и промышленности, орошения земель, водного транспорта, энергетики и др. Такое многоцелевое использование водных ресурсов рек и водохранилищ называется комплексным. Требования разных участников комплекса к режимам работы водохранилищ могут совпадать, но чаще всего они находятся в противоречии.

С увеличением масштабов использования водных ресурсов создания одного водохранилища на реке оказывается недостаточным. Для более полного использования ресурсов рек на них создаются каскады гидроузлов с водохранилищами. В СССР такие каскады уже созданы на реках Днепре, Волге, Сырдарье, Чирчике, Ангаре, Енисее, Вахше, Ниве, Куре. Начато сооружение каскадов гидроузлов и на многих других реках.

Оптимизация длительных режимов работы каскадов комплексных гидроузлов с водохранилищами — сложная задача, основная трудность решения которой заключается в невозможности с необходимой заблаговременностью и точностью дать долгосрочный прогноз речного стока на весь период его регулирования.

Инженерные методы решения задач управления длительными режимами работы каскадов водохранилищ ГЭС — основная тема этой книги. В ней излагаются основы теории регулирования речного стока, практические приемы и способы построения диспетчерских правил управления режимами работы каскадов водохранилищ, которые используются при проектировании и эксплуатации гидроузлов в энергетических и водохозяйственных системах, а также методы получения показателей режима работы ГЭС, используемых при проектировании энергосистем.

В последней главе книги излагаются новые методы построения правил управления режимами работы водохранилищ, разрабатываемые в настоящее время в ВЦ АН СССР под общим руководством чл.-кор. АН СССР H.Н. Моисеева. Публикация указанных методов в этой книге призвана показать, в каком направлении ведутся исследования в области математической формализации методов построения диспетчерских правил управления режимами работы водохранилищ.

Отдельные разделы книги написали: А.Ш. Резниковский — предисловие, гл. 1, § 8, 10, 13, 14; М.И. Рубинштейн — гл. 2,3, § 3, 11, 12, п. 13.1; Г.А. Агасандян, Ф.И. Ерешко, Н.С. Кукушкин, И.С. Меньшиков, О.Р. Меньшикова — § 15—18. Руководитель авторского коллектива — A.Ш. Резниковский.

В подготовке примеров, иллюстрирующих книгу, принимали участие сотрудники института "Энергосетьпроект" М. А. Великанов, С.К. Выбойченко, С. П. Гладкова, С.М. Китайгородская, И.Ю. Соловьева, которых авторы благодарят за помощь.

Авторы признательны рецензенту канд. техн. наук А.Е. Асарину за ценные замечания, сделанные при чтении рукописи книги.