Гидроаккумулирующие электростанции Украины - Статьи :: Международный Электротехнический Журнал Электрик
Рубрика

Производство и ресурсы

7492
Гидроаккумулирующие электростанции Украины

Строительство новых и модернизация ранее построенных ГАЭС Днепровского каскада

Самыми крупными украинскими ГАЭС Днепровского каскада, как отмечалось в первой части этой статьи, являются:

• Киевская ГАЭС мощностью 235,5 МВт;

• Каневская ГАЭС (достраивается);

• Ташлыкская ГАЭС (Южно-Украинский энергокомплекс);

• Днестровская ГАЭС (достраивается).

Приведем краткую характеристику каждой из этих четырех электростанций, обратив особое внимание на причины, препятствующие достройке трех из них в течение более чем двух десятилетий.

 

1. Киевская ГАЭС

Киевская ГАЭС – первая ГАЭС, построенная в Советском Союзе на реке Днепр (рис.1). Она расположена на правом берегу созданного в 1960-е годы Киевского водохранилища на расстоянии 2,5 км от ранее построенной в течение 1964–1968 годов Киевской ГЭС, входящей в состав «Укргидроэнерго». Станция предназначена для покрытия пиков графиков нагрузок ОЭС Украины, использования в качестве кратковременного резерва и производства реактивной мощности.

Первый гидроагрегат Киевской ГАЭС был введен в эксплуатацию в 1970 г., а последний (шестой) – в 1972 г.

В состав ГАЭС входят:

• верхний водоем;

• водоприемник с подводящим каналом;

• 6 ниток металлических напорных трубопроводов диаметром 3,8 м;

• здание ГАЭС, в котором установлены шесть гидроагрегатов (три из них обратимые насос-турбины).

Основной состав гидросооружений ГАЭС составляют:

• машинный зал станции;

• шесть металлических напорных трубопроводов диаметром 3,8 м;

• верхний гидроаккумулирующий бассейн на 7 млн. м3;

• нижнее водохранилище, являющееся искусственно созданным верховым водоемом Киевской ГЭС полезной емкостью 3,7 млн. м3;

• открытое распределительное устройство 110 и 330 кВ.

Таким образом, Киевская ГАЭС совместно с Киевской ГЭС составляют единый гидроэнергетический комплекс.

Суммарная установленная мощность станции составляет 235,5 МВт (6х37 МВт и 6х41,5 МВт) – в генераторном режиме и 135 МВт – в насосном. Среднегодовое потребление электроэнергии на заполнение водоема ГАЭС составляет 290 млн. кВт·ч, а среднегодовая выработка – до 200 млн. кВт·ч.

 

2. Каневская ГАЭС

Каневская ГАЭС представляет собой ГАЭС, строящуюся на реке Днепр вблизи г. Канева, Черкасской области. Проект строительства этой станции, разработанный еще в 1985 г. Харьковским институтом «Укргидропроект», предусматривал строительство станции с суточным и недельным регулированием графика нагрузки энергосистемы мощностью 3600 МВт в составе 16 обратимых гидроагрегатов мощностью 225 и 250 МВт в генераторном и насосном режимах соответственно.

Работы по строительству станции, начавшиеся в 1984 г., в 1992 г. были приостановлены после аварии на Чернобыльской АЭС, а в 1992 г. строительство было полностью заморожено ввиду отсутствия источников финансирования. Искусственное озеро Бучак, образовавшееся на месте нижнего котлована недостроенной Каневской ГАЭС, показано на рис.2.

Мощность четырёх гидроагрегатов станции должна составить 1000 МВт в турбинном или 1120 МВт в насосном режиме. Пуск первого гидроагрегата станции запланирован на декабрь 2012 года.

На основе проведенной в 2006–2008 годах оценки проекта этой станции Европейским банком реконструкции и развития (ЕБРР) [1] охарактеризуем основные риски и трудности, связанные со строительством и последующей эксплуатацией Каневской ГАЭС.

ЕБРР классифицировал проект Каневской ГАЭС как проект с высокой степенью риска, требующий проведения оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС), особо подчеркнув следующие основные негативные последствия проекта:

• принудительное переселение местных жителей из прилегающей к ГАЭС территории без их согласия и надлежащего возмещения – в первой фазе строительства (в 1980-х годах);

• возможное радиационное воздействие через питьевую воду для населения, проживающего ниже по течению реки (особенно для г. Канева и его 28000 жителей), так как ежедневные впуски-выпуски воды ГАЭС приведут к поднятию донных отложений вместе с аккумулированными в них радиоактивными веществами – стронцием-90 и цезием-137, скопившимися на дне Каневского водохранилища после Чернобыльской катастрофы;

• антропогенные риски, связанные с размещение ГАЭС в зоне наиболее опасных экзогенных геологических процессов (таких, как строительство водохранилища объемом 17 млн. м3 и плотины высотой от 20 до 90 м, расположенной на 140...150 м выше уровня Каневского водохранилища), которые могут вызвать непредсказуемые последствия с возможной крупномасштабной антропогенной катастрофой.

Кроме того, ЕБРР в своем заключении по проекту Каневской ГАЭС [1] отметил нарушение авторами проекта ГАЭС почти всех рекомендаций Всемирной комиссии по дамбам, включая необходимое согласие местных жителей посредством консультаций с общественностью и всестороннего анализа различных вариантов развития событий, связанных с развитием энергетического сектора Украины.

Классифицируя проект Каневской ГАЭС как проект с высокой степенью риска, ЕБРР в то же время оценил технологию производства электроэнергии на ГАЭС как крайне неэффективную, поскольку она предусматривает большие потери электроэнергии: ГАЭС возвращает в ОЭС Украины около 70...75% потребленной электроэнергии, а 25...30% расходуется на ее собственные нужды. Рабочий режим ГАЭС можно оценить на примере введенной в эксплуатацию в 2006 г. Ташлыкской ГАЭС Днепровского каскада, работающей 7 ч в день в насосном режиме и всего лишь 2,9 ч в режиме генерирования. При этом ГАЭС возвращает ОЭС Украины лишь 28% потребленной электроэнергии, а 72% используются для ее собственных рабочих нужд. При столь низкой энергоэффективности вложенные в строительство Каневской ГАЭС средства (по озвученной в 2011 г. предварительной оценке «Укргидроэнерго» около 1 млрд. USD) не окупятся даже через 50 лет.

Столь низкая энергоэффективность выработки электроэнергии на Каневской ГАЭС стала одной из основных причин безуспешного поиска инвестора для реализации проекта этой станции. Одним из наиболее вероятных партнеров «Укргидроэнерго» по проекту строительства Каневской ГАЭС считалась китайская корпорация Sinohydro Llc, с которой в июне 2011 г. был подписан Меморандум о сотрудничестве сроком на 2 года. Третьим участником выступил государственный China Exim Bank, готовый обеспечить финансирование. Тогда предполагалось, что китайцы на месте (в г. Каневе) ознакомятся с условиями и представят коммерческое предложение по строительству станции. Однако по ряду причин, в том числе и из-за низкой окупаемости проекта станции, коммерческое предложение по ее строительству китайской стороной так и не было представлено.

 

3. Ташлыкская ГАЭС

Ташлыкская ГАЭС (рис.3) расположена на реке Южный Буг вблизи города Южноукраинска, Николаевской области. Электростанция (вместе с Южно-Украинской АЭС и Александровской малой ГЭС) является третьей составляющей Южно-Украинского энергокомплекса и предназначена для покрытия пиковых нагрузок в юго-западной части ОЭС Украины, а также для обеспечения надежного базисного режима работы Южно-Украинской АЭС.

Строительство Ташлыкской ГАЭС началось в 1981 г. Мощность первого пускового комплекса в составе двух агрегатов – 302 МВт в турбинном режиме, 433 МВт в насосном, годовое производство электроэнергии при работе двух агрегатов – 175 млн. кВт·ч. После завершения строительства ГАЭС (всего предусмотрено шесть гидроагрегатов) установленная мощность станции составит: в турбинном режиме 906 МВт, в насосном – 1378 МВт. Ежегодная выработка электроэнергии прогнозируется на уровне 760 млн. кВт·ч.

По первоначальному проекту Ташлыкская ГАЭС должна была состоять из шести обратимых (генератор-двигатель) агрегатов по 150 МВт в турбинном режиме (225 МВт в насосном режиме и четырёх обычных гидроагрегатов по 250 МВт). Общая установленная мощность станции должна была составлять 6х150+4х250=1900 МВт (генераторный режим) и 6х225=1350 МВт (двигательный режим). В комплексе с ГАЭС выше по руслу Южного Буга планировалось строительство Константиновской ГЭС, однако после массовых протестов экологов, заявивших, что достройка ГАЭС приведет к затоплению природного заповедника «Гранитно-степное Побужье», а также будет потерян исторический памятник остров Гард, тесно связанный с историей Запорожской Сечи, проект был изменен.

Согласно измененному проекту предусмотрено строительство только Ташлыкской ГАЭС с установкой на ней шести агрегатов 150/225 МВт общей мощностью 906 МВт в турбинном режиме и 1325 МВт в насосном.

Первый гидроагрегат Ташлыкской ГАЭС был пущен в сентябре 2006 г. в насосном (двигательном) режиме, и сразу же началось постепенное заполнение водохранилища ГАЭС, а в октябре 2006 г. он был пущен в генераторном (турбинном) режиме. Второй гидроагрегат станции был пущен в июле 2007 г. сначала в генераторном (турбинном), а затем в двигательном (насосном) режиме. В ноябре 2011 г. начата укрупнительная сборка генератора-двигателя гидроагрегата станции – в шахту генератора опущен первый из шести сегментов статора общей массой 79,3 т. Введение в эксплуатацию третьего гидроагрегата станции запланировано на декабрь текущего года.

Основные гидротехнические данные станции:

• расчётный напор 88 м;

• тип плотины – каменно-земляная, железобетонная;

• высота плотины 50 м;

• длина плотины 1400 м.

Как выше отмечалось, производство электроэнергии на Ташлыкской ГАЭС так же, как и на Каневской ГАЭС, крайне энергонеэффективно.

 

4. Днестровская ГАЭС

Строящаяся Днестровская ГАЭС (рис.4), являющаяся неотъемлемой составной частью Днестровского комплексного гидроузла, в состав которого, кроме нее, входят также уже функционирующие Днестровская ГЭС и Днестровская ГЭС-2. Станция расположена в районе с. Наславча, Окницкого района Украины.

В состав сооружений гидроузла строящейся Днестровской ГАЭС входят:

• верхний водоем;

• водоприёмник;

• подводящие водоводы;

• здание ГАЭС;

• отводящие водоводы;

• водовыпуск;

• отводящий канал;

• сопрягающие сооружения (устои верхнего водоема и нижнего водохранилища);

• земляные сооружения.

Проектная мощность Днестровской ГАЭС в турбинном режиме составляет 2 268 МВт (семь гидроагрегатов по 324 МВт), в насосном режиме – 3 010 МВт. Сдача в эксплуатацию первого гидроагрегата станции установленной мощностью 324 МВт в генераторном (турбинном) и 430 МВт в двигательном (насосном) режиме планировалась ещё в 1996 г., однако из-за отсутствия финансирования была перенесена на более поздний срок. С ноября 2009 г. этот гидроагрегат станции экспериментально начал работать в насосно-генераторном режиме, а в конце декабря 2009 г. был официально введен в эксплуатацию.

В настоящее время на стройплощадке станции выполняются масштабные работы на верхнем водоеме, которые должны быть завершены осенью этого года, что позволит в несколько раз увеличить выработку электроэнергии. Пуск второго гидроагрегата станции должен состояться уже в 2013 году (при условии своевременного продолжения финансирования). Согласно проекту Днестровская ГАЭС после завершения ее строительства должна стать крупнейшей ГАЭС Европы.

 

Существуют ли альтернативы проектам Каневской и Ташлыкской ГАЭС?

Ранее, на основе выполненного ЕБРР анализа проекта Каневской ГАЭС [1], обращалось особое внимание на очень низкую энергоэффективность этой станции, которая, по существу, не являясь независимым источником энергии, представляет собой своеобразный аккумулятор энергии, выработанной другими источниками. При переизбытке электроэнергии в ОЭС Украины станция закачивает воду в расположенный на определенной высоте верхний бассейн, создавая тем самым запас потенциальной энергии, которая затем превращается в электрическую путем пропускания накопленной воды через турбину во время ее спуска из верхнего бассейна в нижний. Таким образом, Каневская ГАЭС поставляет электроэнергию в сеть в момент ее высокого потребления.

Если бы такая технология преобразования потенциальной энергии воды в электроэнергию была малозатратной, ее выгодно было бы широко использовать повсеместно. Однако это не так, что видно на примере работы введенной в эксплуатацию в 2006 г. Ташлыкской ГАЭС. Эта ГАЭС работает 7 часов в день в насосном режиме и всего лишь 2,9 часа в режиме генерирования, то есть Ташлыкская ГАЭС возвращает в ОЭС Украины лишь 28% потребленной электроэнергии, а 72% использует для собственных нужд. Примерно такой же режим работы ожидается и для Каневской ГАЭС после ввода ее в эксплуатацию.

Существуют ли реальные альтернативы проекту Киевской ГАЭС? Ответ на этот вопрос однозначный – существуют, причем эти альтернативы, как отмечается в [1], с экономической, энергетической, экологической и стратегической точки зрения могли бы более эффективно решить проблемы покрытия пиковых нагрузок в ОЭС Украины. Для этого необязательно надо ориентироваться на получение маневренных мощностей с помощью дорогостоящих малоэнергоэффективных ГАЭС. Этого можно достичь посредством сочетания мер по регулированию энергопотребления и создания системы производства электроэнергии с достаточным количеством маневренных мощностей, которые можно получить:

• реконструкцией на базе современных технологий существующих отечественных изношенных ТЭС, что позволит им работать по-современному эффективно;

• увеличением энергоэффективности существующих источников получения электроэнергии;

• развитием возобновляемых источников энергии.

 

Врезка Меры по предотвращению угрозы прорыва плотин Киевской и Каневской ГЭС

Работы по реконструкции действующих ГЭС и ГАЭС Украины рассчитаны на выполнение трех этапов:

• первый этап успешно завершен в 2002 г.;

• второй этап (2006–2012 гг.). В ходе выполнения этого этапа 19 из 20 турбин Киевской ГЭС, проработавших 40 лет, были заменены новыми, затем на очереди реконструкция Кременчугской ГЭС, имеющей самое большое (в 4,5 раза большее, чем киевское) водохранилище на Днепре;

• третий этап (2013–2017 гг.), в ходе выполнения которого в 2013 г. должна быть произведена полная реконструкция и полностью заменено гидросиловое оборудование Киевской ГЭС, а также в течение этого этапа запланировано завершить начавшуюся еще на втором этапе реконструкцию 24-х гидроагрегатов Каневской ГЭС.

Приведем более подробную информацию по выполненным на Киевской ГЭС работам по обеспечению безопасности работы электростанции.

Вся работа станции контролируется через мониторы компьютеров, причем постоянно, через каждые два часа на пульт поступает информация о состоянии 30-километровой дамбы. Саму дамбу кроме электроники проверяют техники, а гидрологи постоянно наблюдают за маячками, информирующими о движении бетонной плотины. На ГЭС убеждают, что прорыв дамбы в ближайшие полвека невозможен.

Каждые пять лет специальная комиссия проверяет техническое состояние дамбы и дает согласие на продолжение работы. «Внеочередное обследование дамбы проводилось в 2009 г. после событий на Саяно-Шушенской электростанции. Комиссия подтвердила, что все отечественные ГЭС находятся в удовлетворительном состоянии и могут выполнять свое предназначение» – таково заключение о безопасности станций Днепровского каскада Олега Урманова, директора Киевской ГЭС [2].

«Дамба Киевской ГЭС укреплена, и срок ее эксплуатации продлен на 50 лет», – так заявил Анатолий Присяжнюк, глава Киевской облгосадминистрации, комментируя трагические события, произошедшие в городе Крымске Российской Федерации [2].

К большому сожалению, до настоящего времени не получено убедительных доказательств от властных структур, опровергающих изложенные в первой части этой статьи обоснованные опасения экологов о недостаточной надежности плотины Киевской и Каневской ГАЭС.

 

Литература

1. ГАЭС как часть сомнительной стратегии. – http://necu.org.ua/upl/IP_Kaniv_PSP_May_08_rus.pdf

2. Срок эксплуатации Киевской ГЭС продлили на 50 лет. – http://newsukraine.com.ua/news/345511-srok-ekspluatacii-kievskoj-ges-prodlili-na-50-let/

3. Чем грозит Украине устаревание ГЭС. – http://4post.com.ua/economics/137919.html

Понравилась статья? Расскажите друзьям!
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ
comments powered by Disqus