CC BY
24
------------------□ □-----------------------
Означені основні складові проектного середовища. Представлено методи визначення стохастичних і детермінованих характеристик проектного середовища. Формалізація умов проектного середовища є передумовою статистичного імітаційного моделювання системи
Ключові слова: система, річки, проектне середовище
□------------------------------------□
Отмечены основные составляющие проектной среды. Представлены методы определения стохастических и детерминированных характеристик проектной среды. Формализация условий проектной среды является предпосылкой статистического имитационного моделирования системы Ключевые слова: система, реки, проектная среда
□------------------------------------□
The basic constituents of project environment are marked. The methods of determination of stochastic and determined descriptions of project environment are presented. Formalization of terms of project environment is pre-condition of statistical imitation design of the system
Key words: system, rivers, project environment
------------------□ □-----------------------
УДК 658:621.311.212
ФОРМАЛІЗАЦІЯ УМОВ ПРОЕКТНОГО СЕРЕДОВИЩА В ПРОЕКТАХ СИСТЕМ ВИРОБНИЦТВА ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ НА МАЛИХ ГІРСЬКИХ
РІЧКАХ
М . І. Бабич
Асистент Кафедра енергетики Львівський національний аграрний університет вул. В. Великого, 1, м. Дубляни, Жовківський район,
Львівська область, 80381 Контактний тел.: 097-763-58-32 Е-mail: babych-m@mail.ru
Постановка проблеми
Досягнення оптимальних характеристик проекту системи виробництва електричної енергії на основі використання гідроенергії малих гірських річок можливе на підставі узгодження параметрів системи з характеристиками проектного середовища. Середовище згадуваного проекту характеризується набором стохастичних та детермінованих показників, які необхідно враховувати при його дослідженні. Постає задача розроблення методів і моделей, які б дали змогу дослідити характеристики проектного середовища для отримання ефективних параметрів системи проекту. Першим напрямком до цього є формалізація умов даного середовища.
Аналіз останніх досліджень і публікацій
Аналіз літератури щодо обґрунтування основних складових середовища проекту системи виробництва електричної енергії на малих гірських річках свідчить про належне опрацювання даної теми [2,4]. Результати цих досліджень не можуть бути використані в повній мірі, оскільки є загальними і не враховують специфіки нашого проекту - визначення потенціалу річки для її гідроенергетичного освоєння в конкретно заданих умовах. Насамперед, це пов’язано з недостатнім рів-
нем проникнення процесів управління в галузь малої енергетики, а відтак відсутністю системного підходу та єдиної методології до розв’язання таких задач.
Метою статті є означення умов проектного середовища в проекті створення систем виробництва електроенергії на основі гідроенергії малих річок.
Виклад основного матеріалу
Будь-який проект виникає, існує та розвивається у рамках певного оточення, яке називається проектним середовищем. В нашому проекті проектним середовищем виступає безпосередньо річка, зокрема, малі гірські річки Карпат. До малих відносяться річки завдовжки до 100 км, незалежно від площі водозабору [4]. Під час їхнього енергетичного освоєння необхідно враховувати, що малі річки є початковою ланкою річкової мережі, і всі зміни в їхньому режимі позначаться на всьому гідрологічному ланцюгу. Тому, гідроенергетичні об’єкти повинні бути підібрані і обґрунтовані таким чином, щоб мінімізувати їх вплив на навколишнє середовище. Обґрунтування оптимальних параметрів гідроенергетичних об’єктів вимагає дослідження умов проектного середовища. Середовище проекту характеризується набором стохастичних і детермінованих чинників, дослідження яких дає змогу визначити гідроенергетичні ресурси річки.
.уз
Для оцінки можливостей використання енергії малої річки користуються поняттям гідроенергетичного потенціалу. Експериментальні дослідження стосуються не кінцевого значення потенціалу, вираженого в одиницях енергії, а його складових, вивчення яких, дозволило би побудувати алгоритм і методику оцінення гідроенергетичного потенціалу розглядуваної річки. Зокрема, необхідно розглядати динаміку зміни показників витрати води 0 протягом року в конкретному створі річки, зміна показників витрати води <0Х) вздовж її русла, та показники статичного напору Н по довжині річки.
Основою для розрахунку і оцінки водних ресурсів малих гірських річок є багаторічні дані спостережень. Такі спостереження ведуться на водомірних постах, які розміщені на малих річках недалеко від впадання в основну річку. Основна функція водомірних постів в Карпатах
- відслідковування рівня води в річках для запобігання паводків. Це унеможливлює визначення динаміки зміни потоку вздовж русла річки, що є дуже важливим для оптимізації параметрів малих гідроелектростанцій. Необхідною є наявність інформації щодо імовірнісних показників витрати води в створах річки [3].
На основі аналізу даних стоку в досліджуваному створі річки Голятинка (біля м. Майдан Закарпатської області) побудовано графік (рис. 1), який показує як змінюються показники витрати води протягом року в створі річки.
Рис. 1. Дані стоку річки Голятинка
Для опрацювання даних багаторічних спостережень доцільно скористатись методами математичної статистики. В результаті опрацювання зібраних даних отримано числові характеристики розподілів витрат води, встановлено, що даний розподіл відображається теоретичним законом Вейбула:
f (Ц ) = 0.494 (
1 ; І 1.742
► ехр
Ці -0.8
1.742
(1)
Емпірична частість і теоретична крива приведена на рис. 2
Виходячи з вигляду інтегральної кривої згідно закону розподілу Вейбула [1] запишемо функцію генератора випадкової величини витрати води в створі:
- Ь (1 -£)Ь
а +
(2)
Показники даного розподілу дають можливість спрогнозувати витрату води для відомого створу. Однак, за цією формулою не можливо спрогнозувати її в інших створах, оскільки характерною особливістю річок, є зміна показників витрати води вздовж її русла. На основі результатів дослідження поздовжніх профілів річок [4] оцінено зміну витрати води в річці по її протяжності (рис. 3). За точку відліку вибрано місце впадання річки Голятинка в головну ріку.
Рис. 3. Зміна витрати води по довжині річки
Рис. 4. Зміна напору річки
Як відомо, сток річки в різних створах річки є взаємопов’язаний. Вважаємо, що розподіл витрати води буде мати ідентичний характер по довжині русла річки. Маючи значення середньорічної витрати води в інших створах річки, можна скористатись основними параметрами розподілу визначеного створу (параметр мірила, параметр форми, коефіцієнт варіації), для визначення показників витрати води в створах річки. Для того, щоб знайти значення витрати води в будь-якому створі річки, приймаємо, що отримане згідно (2), значення витрати води 0 відноситься до середнього значення витрати води 0 в створі L1, так як 0 ^2)/й^2).
Виходячи з цього, витрата води в створі річки Ll визначиться:
Рис. 2. Теоретична крива
СКЦ). Ц^2)’
(3)
0.139
0.861
З
Враховуючи (2) і (3), функція генератора випа д-кової величини витрати води в створах річки набуде вигляду:
- 1п(1 -^)Ь
а +
С2СЫ’
Q(L2).
(4)
За відсутності режимних спостережень в функція (4) є оптимальною для визначення показників витрати води в інших створах річки.
Іншою, важливою складовою проектного середовища є статичний напір. Користуючись результатами досліджень топографічних характеристик місцевості річки Голятинка [4] визначили зміну статистичного напору по довжині річки (рис. 4).
Зважаючи на невисокі показники витрат води гірських річок статичний напір є ключовою складовою потенціальної потужності річки. Показники напору дають можливість визначити технічний потенціал річки на всіх її ділянках, і обрати найбільш
ефективні розміри дериваційних споруд гідроелектростанцій.
Формалізація умов проектного середовища в проектах систем виробництва електроенергії на малих річках дає можливість є побудувати алгоритм і методику оцінення гідроенергетичного потенціалу розглядуваної річки, що є основою для моделювання проекту.
Висновки
1. Визначення оптимальних характеристик проекту системи виробництва електроенергії на малих гірських річках можливе лише на підставі узгодження параметрів системи з характеристиками проектного середовища.
2. Означення основних складових проектного середовища та їх характеристик є передумовою статистично імітаційної моделі системи проекту.
Література
1. Прикладная статистика. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров распределения Вейбулла. ГОСТ 11.007-75. - М. : Из-во стандартов, 1980 - 30 с.
2. Рудько Г.І. Наукові основи екологічної оцінки та оптимального використання гідроресурсів Карпатського регіону України / Г.І. Рудько, Л.М. Консевич. - К. : Знання, 1998. - 137 с.
3. Сидорчук О.В. Складові ефективності проектів використання енергетичного потенціалу малих річок / О.В. Сидорчук, М.І. Бабич // Вісник Львівського національного аграрного університету: агроінженерні дослідження - 2008. - №12, Том-1, - С. 51-55.
4. Сиротюк М.І. Відновні енергетичні ресурси Закарпатської області: оцінка потенціалу та проблеми використання : дис. кандидата географ. Наук : 11.00.11/Сиротюк Марія Іванівна. - Львів, 1997. - 185с.
