Standardni i savremeni pristupi u određivanju energetskih karakteristika velikih i malih hidroelektrana

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Ivan Božić Radiša Jovanović

Apstrakt


U oblasti obnovljivih izvora energije hidroenergija se svrstava u ekonomski i ekološki prihvatljive izvore za čiju se energetsku transformaciju primenjuju izuzetno efikasni i pouzdani sistemi. Projektovanje i eksploatacija takvih sistema u dinamički tržišnom orjentisanom okruženju zahtevaju kontinualno ažuriranje i kvalitetno određivanje bitnih energetskih karakteristika. Određivanje hidroenergetskih potencijala reka, energetsko vrednovanje novih i revitalizovanih malih i velikih hidroelektrana i predikcija proizvodnje električne energije u njima se vrše na osnovu brojnih kriterijuma, pomoću energetskih i ekonomskih pokazatelja i korišćenjem različitih metodoloških pristupa. Preduslov za dobijanje pouzanih podataka i valjane predikcije, nezavisno od primenjene metodologije, zasniva se na dobrom poznavanju hidroloških prilika, eksploatacionih karakteristika hidroagregata u širokoj radnoj oblasti i promene potrošnje u vremenu. Elektroenergetska proizvodnja u hidroelektranama je prevashodno zasnovana na pokazateljima hidroloških i meteoroloških uslova koji su po svom karakteru stohastičke, nestacionarne i neravnomerne veličine. Potrošnja kao kvantitativan parametar pripada istoj kategoriji veličina, dok se u hidroelektrane ugrađuju turbine čije se eksploatacione karakteristike određuju opsežnim i izuzetno skupim eksperimentalnim ispitivanjima. Postojeći standardi definišu uslove, procedure i postupke merenja, mernu opremu, obradu i analizu rezultata merenja u zavisnosti od vrste zahtevanih ispitivanja. U cilju racionalizacije uslova za dobijanje karakteristika hidrauličnih turbina sve više se primenjuju savremeni numerički eksperimenti zasnovani na nesavršenim numeričkim simulacijama strujanja. Poslednjih godina, primena metoda veštačkih neuronskih mreža za određivanje pouzdanih parametara hidrauličnih turbina, predikciju proizvodnje i optimizaciju rada hidroelektrana pokazuje svoja preimućstva. U radu su prikazane uobičajene metode koje propisuju standardi za laboratorijsko i terensko ispitivanje velikih i malih hidroelektrana, kao trendovi korišćenja savremenih pristupa, ukazujući na njihove prednosti i nedostatke.   

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Kako citirati
BOŽIĆ, Ivan; JOVANOVIĆ, Radiša. Standardni i savremeni pristupi u određivanju energetskih karakteristika velikih i malih hidroelektrana. Zbornik Međunarodnog kongresa o procesnoj industriji – Procesing, [S.l.], v. 31, n. 1, p. 49-62, june 2018. Dostupno na: <https://izdanja.smeits.rs/index.php/ptk/article/view/3450>. Datum pristupa: 10 dec. 2018 doi: https://doi.org/10.24094/ptk.018.31.1.49.
Sekcija
Energija u procesnoj industriji

Reference

Đorđević, B. V. Hidroenergetsko korišćenje voda, Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu, Beograd, Srbija, 2001.
Divac, D., D. Prodanović, N. Milivojević, Hidroinformacioni sistemi za upravljanje hidroenegretskim resursima u Srbiji, Institut za vodoprivredu Jaroslav Černi, Beograd, Srbija, 2009.
Bonacci, O. Quo vadis hydrologia? – Kuda ideš hidrologijo?, Vodoprivreda, 47 (2015), 273-275, pp. 15–28.
Božić, I.O. Hidraulične turbine – Praktični primeri sa izvodima iz teorije, Univerzitete u Beogradu Mašinski fakultet, Beograd, Srbija, 2017.
Đorđević, B., T. Dašić, Određivanje potrebnih protoka nizvodno od brana i rečnih vodozahvata , Vodoprivreda, 43 (2011), 252-254, pp. 151–164.
Hidrološki godišnjaci – površinske vode od 2005. do 2014, Republički hidrometeorološki zavod Republike Srbije, 2005-2014, http://www.hidmet.gov.rs/ciril/hidrologija/povrsinske_godisnjaci.php
IEC 60193:1999(E), Hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines – Model acceptance tests, International Electrotechnical Commision, 1999
[2] Benišek, M., I. Božić, Preračunavanje ukupnih bezdimenzijskih energetskih gubitaka modela u cilju dobijanja stepena korisnosti glavnog izvođenja hidrauličnih turbina International conference Power Plants 2012, Society of Thermal Engineers of Serbia, Zlatibor, Serbia, 2012.
IEC 62097:2009-02, Hydraulic machines, radial and axial – Performance conversion method from model to prototype, International Electrotechnical Commision, 2009
IEC 60041:1991-11, Field acceptance tests to determine hydraulic performance of hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines, International Electrotechnical Commision, 1991
IEC 62006:2010-10, Hydraulic machines – Acceptance tests of small hydroelectric installations, International Electrotechnical Commision, 2010
Benišek, M., D. Petrović, I. Božić, Z. Ćirić, S. Damjanović, M. Zeljić, Određivanje propelernih i kombinatorskih karakteristika Kaplanove turbine agregata u HE „Zvornik“ u cilju povećanja njegove efikasnosti, Termotehnika, XXXV (2009), 3-4, pp. 193–204.
Franz, D.D., C.S. Melching, Full Equations (FEQ) Model for the Solution of the Full, Dynamic Equations of Motion for One-Dimensional Unsteady Flow in Open Channels and through Control Structures, Water-Resources Investigations Report 96-4240, U.S. Geological Survey, 1997.
RIBASIM (River Basin Simulation Model), Deltares, www.deltares.nl/en/software/ribasim/
AQUATOOL, Instituto de Ingenieria del Agua y Medio Ambiente, Univerisitat Politecnica de Valencia, http://www.upv.es/aquatool/en/software_en.html
MIKE HYDRO Basin, Danish Hydraulic Institute (DHI), www.mikepoweredbydhi.com/products/mike-hydro-basin
WASP (Water Quality Analysis Simulation Program), United States Environmental Protection Agency, www.epa.gov/exposure-assessment-models/water-quality-analysis-simulation-program-wasp
WEAP (Water Planning and Evaluation System), Stockholm Environment Institute (SEI), http://www.weap21.org/
Jovanović, R., I. Božić, Primena metoda veštačke inteligencije u obnovljivim izvorima energije i energetskoj efikasnosti, 31. Međunarodni kongres o procesnoj industriji PROCESING ‘18, Savez mašinskih i elektrotehničkih inženjera i tehničara Srbije (SMEITS), Bajina Bašta, Srbija, 2018
Castellarin, A., S. Persiano, A. Pugliese, A. Aloe, J. O. Skøien, A. Pistocchi, Prediction of streamflow regimes over large geographical areas:interpolated flow–duration curves for the Danube region, Hydrological Sciences Journal, (2018), pp. 1–17, https://doi.org/10.1080/02626667.2018.1445855
Božić, I., M. Benišek, Numerička simulacija strujanja u modelu Kaplan turbine, Vodoprivreda, 45 (2013), 264-266, str. 173-180
Božić, I., M. Benišek, Eksperimentalna i numerička analiza karakteristika Kaplanove turbine, International conference Power Plants 2014, Society of Thermal Engineers of Serbia, Zlatibor, Serbia, 2014.
Arnone, A., M. Marconcini, F. Rubechini, A. Schneider, G. Alba, A Kaplan turbine performance prediction using CFD: an artificial neural network approach, HYDRO 2009, Lyon, France, 2009
Jovanović, R., I. Božić, Primena veštačkih neuronskih mreža u određivanju energetskih karakteristika propelernih hidrauličnih turbina, XXXI Međunarodno savetovanje ENERGETIKA 2015, Zlatibor, Srbija, 2015
Božić, I., R. Jovanović, Prediction of Double-Regulated Hydraulic Turbine On-Cam Energy Characteristics by Artificial Neural Networks Approach, FME Transactions, 44 (2016), 2, pp. 125-132
Jovanović, R., I. Božić, Feedforward Neural Network and ANFIS Based Approaches to Forecasting the Off-Cam Energy Characteristics of Kaplan Turbine, Neural Computing and Applications, (2017), pp. 1-11, https://doi.org/10.1007/s00521-017-2843-9
[3] Božić, I., Teorijsko i eksperimentalno istraživanje raspodele gubitaka energije u aksijalnim hidrauličnim turbinama, doktorska disertacija, Univerzitet u Beogradu Mašinski fakultet, Beograd, Srbija, 2012.
Hammid, A.T., M. H. B. Sulaiman, A. N. Abdalla, Prediction of small hydropower plant power production in Himreen Lake dam (HLD) using artificial neural network, Alexandria Engineering Journal, 57 (2018), 1, pp. 211-221
Killingtveit, Å. Regional forecasting of generation from small hydropower plants, Workshop on Hydro Scheduling in Competitive Electricity Markets, Trondheim, Norway, 2015