Введение. 
Принцип работы гидроаккумулирующих электростанций

Цель выполнения работы — описать принцип работы гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС), проанализировать их роль в оптимизации режимов работы электроэнергетических систем; рассмотреть перспективы развития.

Из всех видов потребляемой в современном мире энергии наибольшее распространение имеет электроэнергия. Это объясняется следующими причинами:

электроэнергия легко превращается в любых количествах во многие другие используемые формы энергии в механическую, химическую, тепловую, световую;

электроэнергия с приемлемыми потерями практически мгновенно может быть передана на любое расстояние;

производство электроэнергии можно легко концентрировать на электростанциях любой мощности;

при распределении электроэнергию можно дробить на произвольные сколь угодно большие или малые порции (от мегаватт в электрометаллургии до микроватт в электронике);

электроэнергия обладает высокой экологической чистотой, процесс ее использования не сопровождается выбросами в природную среду.

Но главный минус электроэнергии заключается в том, что ее нельзя накопить, так как в электроэнергетике цикл производства, распределения и потребления электроэнергии осуществляется одновременно. Поэтому при планировании производства (выработки) электроэнергии необходимо учитывать и режим потребления электроэнергии во времени, то есть график электрической нагрузки.

Момент производства электрической энергии должен совпадать с моментом ее потребления. Как только это равновесие нарушается, в сети возникают неполадки, а у генератора и потребителя — неприятности. Если производимый объем электроэнергии превосходит потребляемый, то параметры сетевого электрического тока начинают прыгать: повышается частота, растут уровни напряжения. На роторе машины уменьшается тормозной момент, и турбогенератор идет вразнос, заставляя срабатывать автоматику, которая уменьшает мощность, выдаваемую машиной, и при худшем варианте развития событий — к счастью, такое случается нечасто — останавливает ее, сажая весь энергоблок «на ноль», а потребителя оставляя и вовсе ни с чем.

Когда, наоборот, потребляется электроэнергии больше, чем генерация может обеспечить, проблем также хватает: частота и напряжение падают, что в условиях дефицита производства электроэнергии и плохого регулирования баланса между производством и потреблением случается нередко.

Для согласования этих процессов возможно использование следующего способа управления — накопление излишков энергии в период минимального потребления (провал графика нагрузок) и ее выдача в период максимального потребления, то есть аккумулирование энергии.

Аккумулирование энергии представляет собой ее накопление при возникновении в энергосистеме излишков генерирующей мощности для перераспределения во времени и использования в соответствии с потребностями энергосистемы. Потребность в аккумулировании вызывается не только неравномерностью электропотребления, но технической сложностью и неэкономичностью быстрого изменения рабочей мощности крупных тепловых и атомных электростанций в соответствии с колебаниями суточной и недельной нагрузки, а также необходимостью наличия высокоманевренной мощности при аварийных и нештатных ситуациях в энергосистеме.

Практически во всем мире в современных энергообъединениях почти исключительное распространение получило гидроаккумулирование — благодаря соизмеримости мощности и количества перераспределяемой энергии ГАЭС с потребностями энергосистем.

Проблема покрытия пиковых нагрузок и прохождения периодов сниженного электропотребления в последние десятилетия во всем мире становится все более актуальной в связи с разуплотнением графиков нагрузок современных энергосистем, увеличением количества маломаневренных турбоагрегатов повышенной мощности ТЭС и АЭС, а также значительной степенью освоения экономически выгодных для использования гидроресурсов.

Одним из возможных и наиболее эффективных способов решения этой проблемы является строительство и использование мощных ГАЭС, которые характеризуются уникальным сочетанием функций пиковой станции и потребителя-регулятора, способного в период ночного провала суточного графика нагрузок обеспечить потребление избыточной электрической мощности теплофикационного оборудования ТЭС и АЭС.