Анализ и исследование перспектив развития электроэнергетики на базе комплексного использования водных ресурсов на примере Крайнего Северо-Востока с учётом условий региона
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
Богатые природные ресурсы Сибири и Дальнего Востока во все времена были основой экономического могущества Российского государства. В 50-е годы XX столетия началось интенсивное освоение полезных ископаемых в наиболее труднодоступных районах, относимых к районам Крайнего Севера. Как правило, освоение районов Крайнего Севера шло по линии создания энергопромышленных комплексов при опережающем развитии электроэнергетики. Примером таких комплексов являются Красноярский, Ангарский, Мирнинский, Южноякутский. В освоении районов Крайнего Севера важнейшую роль играло строительство гидроэлектростанций - источников электроэнергии, использующих возобновляемые природой водные ресурсы северных рек. Был сооружен каскад ГЭС на р. Ангаре, построены две гидроэлектростанции на р. Вилюе, по одной ГЭС на реках Хан- тайка и Курейка, Колымская ГЭС на р. Колыме. Строятся Вилюйская ГЭС III и Усть-Среднеканская ГЭС. В строительной науке и практике получило развитие новое направление - северная гидротехника. Различные аспекты северной гидротехники нашли отражение в многочисленных публикациях, научных отчетах, материалах научно-технических конференций, что позволяет говорить о русской школе северной гидротехники. В настоящей работе обобщен наименее освещенный в технической литературе опыт гидроэнергетического строительства на Крайнем Северо-Востоке страны - специфическом районе Крайнего Севера. Он отличается наибольшей удаленностью от промышленно развитых районов России и наиболее суровыми природно-климатическими условиями. В нынешнее время в связи с экономическим кризисом, поразившим экономику России, гидроэнергетическое строительство в районах Крайнего Севера стало угасать [3]. Однако в будущем, после преодоления кризисных явлений накопленный десятилетиями, во многом уникальный, опыт гидроэнергетического строительства в северных условиях будет востребован отечественной энергетикой. Поэтому актуальность работы обусловлена тем, что в стране очень развиты водные ресурсы и необходимость их использования в развитии электроэнергетики обусловлена актуальностью экономического развития страны и рассматриваемого региона. Целью работы: анализ и исследование перспектив развития электроэнергетики на базе комплексного использования водных ресурсов на примере Крайнего Северо-Востока с учётом условий региона. Для достижения заданной цели необходимо выполнить ряд задач: - анализ использования гидроэнергетических ресурсов Крайнего Северо-Востока; - анализ состояния электроэнергетики на базе комплексного использования водных ресурсов на примере Крайнего Северо-Востока; - анализ ГЭС Северо-Востока с альтернативными источниками электроэнергии и оценка эффективности строительства ГЭС Крайнего Северо-Востока; - разработка путей повышения эффективности капиталовложений и особенности развития в строительство ГЭС на Крайнем Северо-Востоке; - анализ экологического состояния электроэнергетики на базе комплексного использования водных ресурсов на Крайнем Северо-Востоке.
Особенности положения Крайнего Северо-Востока среди районов Крайнего Севера
Крайний Северо-Восток Российской Федерации включает Магаданскую область и Чукотский автономный округ, выделившийся из состава области в самостоятельную административную единицу в 1992 г. Эта территория площадью 1,2 млн.км2 омывается морями Северного ...
Открыть главуАнализ использования гидроэнергетических ресурсов Крайнего Северо-Востока
Реки Крайнего Северо-Востока впадают в Восточно-Сибирское, Чукотское, Берингово и Охотское моря. Наибольшая часть водосборной площади (765 тыс. км2) относится к бассейну Восточно-Сибирского моря и на ней образуется 40% стока (табл. 1.2). Примерно так...
Открыть главуСостояние электроэнергетики на базе комплексного использования водных ресурсов на примере Крайнего Северо-Востока
Электроснабжение огромной территории Чукотского автономного округа осуществляется по несовершенной схеме, характерной для пионерского освоения северных территорий 50-60-х гг. Типичные черты этой схемы: наличие многочисленных маломощных электростанций...
Открыть главуАнализ ГЭС Северо-Востока с альтернативными источниками электроэнергии
Экономическая эффективность гидроэлектростанций достаточно широко освещена в технической и экономической литературе [34]. Отличаясь большой капиталоемкостью по сравнению с тепловыми электростанциями, ГЭС имеют низкие эксплуатационные расходы, что обе...
Открыть главуОценка эффективности строительства ГЭС Крайнего Северо-Востока
Сравнительная экономическая эффективность определяется как отношение разности текущих затрат к разности капитальных вложений по вариантам, а общая (абсолютная) экономическая эффективность - как отношение эффекта от капитальных вложений, выраженного в...
Открыть главуОписание условий района строительства
Рассматриваемая МГЭС будет расположена на реке Тауй в Магаданской области. Река Тауй впадает в в Амахтонский залив на северо-западе Тауйской губы Охотского моря. Длина реки составляет 378 км, площадь водосборного бассейна — 25 900 км². Питание в осно...
Расчет деривационного канала
Деривационный канал – безнапорный тип открытого деривационного водовода, используемый при относительно ровной и слабопересечённой местности, а также при достаточной устойчивости горных склонов. Главной задачей деривационных трактов ГЭС является пропу...
Открыть главуВыбор основного и вспомогательного обьорудования
В данном примере было рассмотрено 2 варианта выбора основного и вспомогательного оборудования с 2 и 3 агрегатами. При рассмотрении гидрографа, был сделан вывод о непостоянных расходах реки. За основной вариант была выбрана МГЭС с 3 агрегатами, которы...
Анализ экологического состояния электроэнергетики на базе комплексного использования водных ресурсов на Крайнем Северо-Востоке
Напорные сооружения гидроузлов, перегораживая речные долины, приводят к подъему уровня воды и созданию водохранилищ. ’’Водохранилища - это географические природно-технические объекты, ставшие неотъемлемой чертой ландшафта стран, важным элементом их н...
Экологические проблемы гидроэнергетического строительства на Крайнем Северо-Востоке на примере существующих ГЭС
Как уже указывалось, в схеме использования гидроэнергоресурсов рек Чукотки, в качестве первоочередной была рекомендована Амгуэмская ГЭС. В пользу такого предложения были выдвинуты очень веские аргументы: высокая экономическая эффективность ГЭС и наиб...
Открыть главуЗаключение
В освоении районов Крайнего Севера важнейшую роль играло строительство гидроэлектростанций - источников электроэнергии, использующих возобновляемые природой водные ресурсы северных рек. Был сооружен каскад ГЭС на р. Ангаре, построены две гидроэлектростанции на р. Вилюе, по одной ГЭС на реках Хан- тайка и Курейка, Колымская ГЭС на р. Колыме. Строятся Вилюйская ГЭС III и Усть-Среднеканская ГЭС. В настоящей работе обобщен наименее освещенный в технической литературе опыт гидроэнергетического строительства на Крайнем Северо-Востоке страны - специфическом районе Крайнего Севера. Он отличается наибольшей удаленностью от промышленно развитых районов России и наиболее суровыми природно-климатическими условиями. В нынешнее время в связи с экономическим кризисом, поразившим экономику России, гидроэнергетическое строительство в районах Крайнего Севера стало угасать. Однако в будущем, после преодоления кризисных явлений накопленный десятилетиями, во многом уникальный, опыт гидроэнергетического строительства в северных условиях будет востребован отечественной энергетикой. Поэтому актуальность работы обусловлена тем, что в стране очень развиты водные ресурсы и необходимость их использования в развитии электроэнергетики обусловлена актуальностью экономического развития страны и рассматриваемого региона. В результате исследования по результатам прохождения практики, в рамках выпускной магистерской работы рассмотрены перспективы развития гидроэнергетических ресурсов Крайнего Северо-Востока, рассмотрено положение, условия строительства и экономическая особенность региона, проведена общая характеристика рек, запасы гидроэнергетических ресурсов, рассмотрена энергетика Магаданской области и Чукотского автономного округа, ее роль в электроснабжении северных регионов, рассмотрен опыт строительства гидроэнергетических сооружений в регионе. В результате, будет проведена сметная стоимость гидроузла и ее уточнение при строительстве, проведён анализ изменения стоимости отдельных глав СФР и окончательных технико-экономических показателей гидроузла, чем покажем эффективность перспектив развития электроэнергетики в регионе на основе водных ресурсов. Рассмотрим влияние гидростроительства на развитие прилагающих регионов, проведём анализ применяемых для строительства конструктивных и технологических решений как основных путей повышения эффективности капиталовложений в строительстве ГЭС на Крайнем Северо-Востоке. Так же в качестве немаловажного компонента, будут деликатно рассмотрены вопросы экологии гидроэнергетического строительства в результате анализа построения уже существующих гидроэнергетических объектов на Крайнем Северо-Востоке. В практической части работы детально рассмотрели возможные пути использования на Крайнем Северо-Востоке малых водотоков с разными энергетическими потенциалами с целью энергоснабжения. Рассчитанные данные о состоянии энергетики края подтверждают перспективность развития малой и микрогидроэнергетики в регионе, что позволяет уменьшить остроту энергетических проблем малых населенных пунктов. Представлен приближенный расчет мощности и анализ стоимости сооружения малой гидроэлектростанции, сроков ее строительства и окупаемости. На примере малых водотоков, где испытываются многолетние затруднения в теплоэлектроснабжении, представлены результаты натурных измерений основных гидравлических характеристик рек, а также приближенный расчет его энергетического потенциала. Обращается внимание на тот факт, что сооружение малых гидростанций не нарушает местной экологической обстановки и рыбных нерестилищ. Развитие малой гидроэнергетики бесспорно является положительным вкладом в энергоснабжение малых населенных пунктов регионов Крайнего Северо-Востока. Основываясь на результатах натурных измерений малого водотока с целью определения его основных гидравлических характеристик и работе с литературными источниками, получены убедительные данные о перспективности использования малой гидроэнергетики в нашем регионе. Полезность использования энергетического потенциала малых водотоков в хозяйственной жизни небольших населенных пунктов, особенно удаленных от больших промышленных предприятий и городов, очевидна. Это подтверждается также тем, что энергетическая политика государства по энергообеспечению страны, по мнению авторитетных энергетиков из РАО ЕЭС России, должна основываться на конкуренции между энергопроизводителями. В этом случае малая гидроэнергетика могла бы стать достойным конкурентом энергомонополистам за счет низких (более чем в 2-2,5 раза) цен на электроэнергию, невысокой стоимости строительства МГЭС, сравнительно малых сроков окупаемости и других положительных свойств малых гидроэлектростанций. Одной из целей статьи является попытка привлечь внимание общественности и специалистов к столь перспективной области энергетики. Как показывает зарубежная и уже имеющаяся отечественная практика, нужна специфическая деятельность по адаптации проектов, суть которой заключается в выявлении спорных вопросов и их решений совместно с общественностью и местными властями на основе конструктивных компромиссов. Деятельность такого рода получила название социально-экологического мониторинга. Представляется очевидным, что подобная деятельность по адаптации проекта и социально-экологическому мониторингу необходима и для проекта Усть-Среднеканской ГЭС. Специфичность местных условий состоит в том, что населенные пункты Республики Саха находятся за многие сотни километров от створа гидростанции и передача туда электроэнергии при небольшом количестве ее потребления нецелесообразна. Поэтому на первый план выдвигаются вопросы максимального снижения отрицательного влияния зарегулирования стока на природные комплексы. Одним из путей решения этой задачи может явиться разработка проекта рационального режима работы каскада Колымских ГЭС, исходя из экологических приоритетов. Этот «экологический» режим мог бы предусматривать: регулирование сбросов в период нереста ценных пород рыбы; снижение расходов в период ледостава, если выявится их влияние на толщину льда и будущие заторы у г. Среднеколымска; увеличение сбросов в периоды половодий в маловодные годы для затопления пойменных озер и т. д. Водохранилище Усть-Среднеканской ГЭС по характеру своей работы (наполнение зимой и сработка летом) вполне приспособлено для того, чтобы нести на себе подобные регулирующие функции.
Список литературы
25 лет Угличской и Рыбинской ГЭС. Из опыта строительства и эксплуатации. - М.; Л.: Энергия, 1967. – 164 с. (Автор не указан.) Акпаралиев Р.А. Гидротехнические сооружения ГЭС. Курс лекций. - Бишкек: КГТУ им. И. Раззакова, ИЦ «Текник», 2014. –68 с. Баринов В.А., Барон Ю.Л., Батенин В.М. Энергетика России. Взгляд в будущее. - М.: Энергия, Институт энергетической стратегии, 2010. — 610 c. Брызгалов В.И., Гордон Л.А. Гидроэлектростанции. Учебное пособие. — Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. — 541 с. Дьяков А.Ф. Малая энергетика России. Проблемы и перспективы. - НТФ «Энергопрогресс», 2003. -128 стр. Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик», Специальный выпуск 2-3 (50-51). Ерахтин Б.М., Ерахтин В.М. Строительство гидроэлектростанций в России. Учебно-справочное пособие для вузов и инженеров гидростроителей. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007. - 732 с. Ковалев С.Г. (ред.) Энергия и энергоресурсы в глобальной экономике. - Учебное пособие – СПб. : Изд-во СПбГУЭФ, 2012. – 167 с. Корпачев В.П. и др. Водохранилища ГЭС Сибири. Проблемы проектирования, создания и эксплуатации/ Корпачев В.П., Пережилин А.И., Андрияс А.А. — Монография. — Красноярск: СибГТУ, 2015. — 209 c. Макаров А.А., Григорьев Л.М., Митрова Т.А. (ред.) Эволюция мировых энергетических рынков и ее последствия для России. - М.: ИНЭИ РАН-АЦ при Правительстве РФ, 2015. – 400 с. Макарова Г.Н. Энергетические риски России в XXI веке. - Иркутск : БГУ, 2016. — 226 с. Попов Ю.А., Рощупкин Д.В., Пеняскин Т.И. Гидромеханизация в северной строительно-климатической зоне. - Стройиздат, Ленинградское отделение, 1982 - 224 с. Прогноз развития энергетики мира и России до 2040 года. - М, 2014. — 170 с. Ристхейн Эндель. Введение в энерготехнику. - Таллин, 2008 г. Институт электропривода и силовой электроники Таллиннского технического университета. 359 с. Соболь С.В., Соболь И.С., Ежков А.Н. Основы энергетического строительства. Учебное пособие. — Н.Новгород: ННГАСУ, 2016. — 160 с. Труды Российского государственного гидрометеорологического университета 1999 №121 Водные ресурсы Северо-Западного региона России. - СПб: РГГМУ. — 102 с. Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета 2007 №4. - СПб.: РГГМУ. — 221 с. Февралев А.В. Проектирование гидроэлектростанций на малых реках. Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. — Н. Новгород: ННГАСУ, 2014. — 181 с. Федин В.Т. Инновационные технические решения в системах передачи электроэнергии. - Минск: БНТУ, 2012. — 222 с. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. Энергетическая политика. - Институт энергетической стратегии, 2010. - 183 c. Alemo J., Bronner N., Johansson N. Long-term stability of grout curtuins. 17th Int. Cong, des Grands Barrages, Vienne, 2011, vol. II, Q-65, R-73, p. 13111325. Caplan В. High-speed construction for Swedens Moforsen power station. Intern. Constr., 2008, v. 7, № 9, p. 2-4. Gorrie P. The Tames Bay power project. Can. Geografic. 2010 Vol. 110. № 1. P. 21-31. Gravelle A., Lauzon I.R., Zambon A. La construction du baruge principal d'Outardes 4. Trans. 10th ICOLD Congress, 2010, v. 1, R. 47, p. 901-918. Jansson S., Nilsson A. Experiege of halloysitic clay in damfills and Foundations at the Mrica dam. 17 Int. Cong, des Grands Barrages. Bena, 2011. Vol. IV, p. 3-36. Johansen P.H. Internal erosion and Rehabilitation of youla roccfill dams. 19th Int. Congres des Grands Barrages. Florence, 2007. Vol. II. P. 245-254. G.H. Dyhes on permafrost, Kelsey Generating Station, Manitoba. Canad. Geotechn. I., 2009, v. 6, № 2, p. 139-157. Kleiner D.E. Evalution treatment and performange of difficuel sandstone Foundations. 17th Int. Cong. Des Grands Barrages, Vienne, 2011, vl. Ill, Q-66, R-60, p.l 103-1124. Li S.J., Giudici S. Five Years monitoring of Grotty dam spillway. 19th Cong. Grands Barrages, Florence, 2007. Vol. 1, p. 789-806. McKnight C.E. No Winter Shutdown at Canada's Kettle dam. Int. Constr., 2011., v. 10, № 5, p. 2-5,8. Moe O., Tondevold E. The Skjomen Schme in Norway. Water Power, 2011, v. 23, № 10, p. 355-363; № 11, p. 417-419. Nilsson T., Halvarsson S., Bernell L. Messaure Dam. Statens Vattenfallswerk. Bla-vita serien (Swedish Statr Power Administration Blue-White Ser.), 2014, №37,15 p. Norstedt U., Nilsson A. Internal and agein in some of the swedish earth and rockfill dams. 19th Cong, des Grands Barrages, Florence, 2007. Vol. II, Q-73, R-20, p. 307-319. Pascal O., Smith M., Maniz J. Manicouagan 3 Foundation cut off pitfteen yeans of operation. 17th des Grands Barrages, Vienne, 2011. Vol. III, Q-66, R-53, p. 961-992. Potschke H. Druckluft am Bau neues Wasserfiro ft Werkes' in Nordschweden. Strassenbautecnik, 2006, Bd 19, № 22, S. 1955-1960. Reinins E.Foudation of Holjes dam. Trans. 9th ICOLD Congress, 2007, v. I.R.24, p. 618-630. Schwedisches Kraftwerk Letsi. Tiefbau, 2005, Bd. 7, № 9, S. 776-781. Taylor H., W.A.C., Bennet dam. Eng. I. (Canada), 2009, v. 52, № 10, p. 25-34. Solvin Q. Throuchfcow and stability problems in Rockfill dams exposed to exceptional loads. 17th Cong, des Grands Barrages, Bena, 2011. Vol IV, Q-67, R-20, p. 333-343. Trangslet hydroelectric power plant. ASEA I., 2012, v. 35, №7, p. 91-101. Torbcau I., Rivaptsen C. Songa, suaden variations of the Leakage in a 35 years old rockfill dam. 19th Int. Cong, des Grands Barrages, Florence, 2007. Vol. II, Q-73, R-17, p. 255-267.
