Possibility of power generation control in small hydro installations for a period of several days

• Autorzy: Baczyński D. , Kosiński K.

Identyfikatory

DOI

10.24425/124508

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja możliwości kształtowania mocy generowanej w małych elektrowniach wodnych w horyzoncie kilkudniowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article discusses the importance of small hydro power plants in the Polish power system and defines the legal conditions for the operation of small hydro power plants. The phenomena occurring in the hydrological system of small hydro power plants and their impact on the natural environment were analyzed. An analysis of phenomena occurring in the hydrological system and the activity of small hydro power plants that are operating on the Radunia River helped us identify relations between different types of power plants working in cascades and possibilities of power generation control in period of several days. The above-mentioned analysis has been used in the development of a mathematical model of a hydroelectric plant and cascades of hydroelectric plants. The numerical simulations carried out concerned both the self-operating power plant and a cascade of two identical objects of this type. There is a possibility for small hydro power plant to run as a base load power plant and during periods of high demand as well (peak demand or unexpected loss of generation in the power system). A single hydroelectric power plant can deal with varying peak load demands while adding a second stage increase those abilities. A cascade of reservoir hydropower plants has a much greater ability to store energy and give it back in time. In addition, the existence of a second power plant equipped with a surge reservoir allows for a significant reduction in the amplitude of flows in the river below the cascade, which will reduce the negative impact of the cascade on the environment.

PL

W artykule omówiono znaczenie elektrowni wodnych w systemie elektroenergetycznym Polski oraz określono uwarunkowania prawne dotyczące funkcjonowania małych elektrowni wodnych w systemie elektroenergetycznym. Przeanalizowano zjawiska zachodzące w układzie hydrologicznym małych elektrowni wodnych oraz ich wpływ na środowisko naturalne. Na podstawie analizy funkcjonowania grupy małych elektrowni wodnych działających na rzece Raduni, charakteryzujących się różnymi rozwiązaniami technicznymi, dokonano identyfikacji zależności między różnymi rodzajami elektrowni pracujących w kaskadzie. Wyżej wymienione analizy zostały wykorzystane przy opracowaniu modelu matematycznego testowej elektrowni wodnej oraz testowej kaskady elektrowni wodnych. Przeprowadzone symulacje numeryczne dotyczyły zarówno samodzielnie działającej siłowni, jak i kaskady złożonej z dwóch identycznych obiektów tego typu. Stwierdzono, że w zależności od przyjętego planu pracy siłowni możliwe jest wykorzystanie jej jako elektrowni pracującej zarówno w podstawie, jak i w szczycie obciążenia systemu elektroenergetycznego. Ponadto nawet pojedyncza elektrownia posiada stosunkowo duże możliwości reagowania na zmiany zachodzące w systemie – zarówno te dotyczące wzrostu obciążenia, jak i spadku mocy oddawanej przez sąsiednie elektrownie. Możliwości te znacznie wzrastają w przypadku zbudowania na danym cieku kolejnej siłowni. Kaskada zbiornikowych elektrowni wodnych ma dużo większą zdolność do magazynowania energii i oddawania jej w odpowiednim czasie. Dodatkowo istnienie drugiej elektrowni wyposażonej w zbiornik wyrównawczy pozwala na znaczne zmniejszenie amplitudy przepływów w rzece poniżej kaskady, co zredukuje negatywny wpływ kaskady na środowisko.

Słowa kluczowe

EN

small hydro turbine; water turbine; renewable energy source; generation control

PL

mała elektrownia wodna; turbina wodna; kaskada elektrowni wodnych; odnawialne źródła energii

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 21, z. 4
• Strony: 65--85
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Baczyński D.

• Institute of Electrical Power Engineering, Warsaw University of Technology, Poland

autor

Kosiński K.

• Institute of Electrical Power Engineering, Warsaw University of Technology, Poland

Bibliografia

• Hoffmann, M. 1992. Small hydropower plants – guide (Małe elektrownie wodne – poradnik). Warszawa: Nabba Sp. z o. o. (in Polish).
• Korczak, A. 2011. Hydropower in Poland. Current state and development prospects (Energetyka wodna w Polsce. Stan aktualny i perspektywy rozwoju). Gliwice: Politechnika Śląska (in Polish).
• Field study… 2005. Field study on the potential use of small river resources for energy generation in Poland (Studium terenowe możliwości wykorzystania energetycznego zasobów małych cieków wodnych w Polsce). Opracowanie Energoprojekt Warszawa SA; Warszawa (in Polish).
• Small… 2004. Small hydropower situation in the new EU member states and candidate countries. TNSHP ESHA; Brussels.
• WFD – Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy (Directive 2000/60/EC – Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 października 2000 r. ustanawiająca ramy wspólnotowego działania w dziedzinie polityki wodnej) (in Polish).
• Water Law – The Act dated 18 July 2001 – Water Law. Journal of Laws. 2017 item 1121 (Ustawa z dnia 18 lipca 2001 r. – Prawo wodne. Dz.U. 2017 poz. 1121) (in Polish).
• Environmental Protection Law – The Act dated 27 April 2001 – Environmental protection law. Journal of Laws. 2001 No. 62 item 627 (Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. – Prawo ochrony środowiska. Dz.U. 2001 nr 62 poz. 627).
• Water… 2005. Water management strategy (Strategia gospodarki wodnej). Ministerstwo Środowiska, przyjęta przez RM w dniu 13 września 2005 r. (in Polish).
• Proposal… 2010. Proposal of the State Water Policy until 2030 (Projekt polityki wodnej Państwa do roku 2030). KZGW; Warszawa (in Polish).
• Restor… 2017. [Online] http://www.restor-hydro.eu/ [Dostęp: 2017-04-14].
• Matuszek, W. 2005. Current status and development of hydropower as a source of renewable energy (Stan aktualny i rozwój hydroenergetyki jako źródło OZE). Elektroenergetyka no 1(52) (in Polish).
• Ecophysiographic study… 2014 – Ecophysiographic study for the Spatial Development Plan of the Pomeranian voivodeship (Opracowanie Ekofizjograficzne do Planu Zagospodarowania Przestrzennego Województwa Pomorskiego). Pomorskie Biuro Planowania Regionalnego; Gdańsk – Słupsk (in Polish).
• Rachocki, A. 1974. The progress and intensity of modern river processes in the Radunia riverbed (Przebieg i natężenie współczesnych procesów rzecznych w korycie Raduni). Warszawa: IG PAN (in Polish).

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).