Сокращение капитальных затрат достигается в результате: снижения размера резервной мощности, так как резерв становится общим для всего объединения; возможности установки более дешевых резервных агрегатов на гидравлических электростанциях; укрупнения мощности агрегатов и электрических станций; уменьшения величины пиковой мощности, так как совмещенный максимум нагрузки объединенной системы ниже суммы максимальных нагрузок отдельных промышленных центров, а различные пояса по времени позволяют производить переброску мощности для покрытия пиковых нагрузок из одного района в другой. Экономия топлива в объединенных системах достигается путем увеличения выработки электрической энергии на гидравлических электростанциях, так как крупные системы позволяют полнее использовать естественный сток реки путем самого оптимального совместного использования электроэнергии тепловых и гидравлических электростанций и в результате более экономичной работы крупных агрегатов на тепловых электростанциях. Экономика гидроэлектростанции в значительной мере зависит от того, работает ли она изолированно или в энергетической системе, а также от мощности системы. Сток рек меняется в различные времена года и в разные годы. На равнинных реках (Волга, Кама, Днепр и др.) максимальные расходы воды (во время паводков) в десятки и даже в сотни раз превышают минимальные расходы (зимой). В этих условиях выбор мощности гидравлической станции представляет сложную задачу. Потребность в электрической энергии данного района или города также не постоянна: она меняется и по времени года и в течение суток. Обычно электрические нагрузки зимой выше, чем летом. Максимальные нагрузки бывают зимой в вечерние часы. В обеденный перерыв и ночью электрические нагрузки значительно снижаются и достигают минимальных величин. Возрастание нагрузки в вечерние часы происходят очень быстро, максимальная нагрузка держится короткое время и затем так же быстро падает. На суточных графиках она имеет вид пика и потому получила название «пиковой» нагрузки. Если электрическая станция работает изолированно, одна, то для полного обеспечения электроэнергией всех 212
потребителей ее мощность должна быть во всяком случае не менее пиковой нагрузки. G другой стороны, мощность изолированной гидроэлектрической станции должна определяться соответственно минимальному расходу воды в маловодный год. Если минимальный сток реки обеспечивает мощность гидроэлектростанции, покрывающую или превышающую пиковую йагрузку, то большие количества воды будут проходить через плотину, не совершая полезной работы. Дорогостоящие гидротехнические сооружения не будут использованы в достаточной степени, стоимость установленного киловатта и киловатт-часа электроэнергии будет высокой. Сложнее обстоит дело, когда минимальный сток реки не обеспечивает пиковую нагрузку. Мощность гидроэлектростанции должна быть большей, чем это соответствует минимальному стоку реки. В этом случае приходится сооружать водохранилище, чтобы обеспечить необходимую мощность и выработку энергии, когда естественный сток воды недостаточен. Годовое регулирование обычно удается осуществить путем строительства нескольких гидроэлектростанций, располагаемых на всем протяжении реки, так называемым каскадом гидроэлектростанций. Для обеспечения потребителей электроэнергией в часы пик и в другое время, когда воды недостаточно, строится резервная тепловая электростанция. В этом случае обе электростанции, гидравлическая и тепловая, недостаточно используют свое оборудование и имеют низкие экономические показатели. Совсем другое положение создается, если гидроэлектростанция работает в энергетической системе, особенно в мощной. Совместная работа гидроэлектростанции и тепловых электростанций обеспечивает наиболее благоприятные условия для работы всей энергосистемы и повышает ее экономичность. Электрические нагрузки покрываются всеми электростанциями системы. Круглосуточный сток реки проходит через турбины станции, и вырабатываемая этим стоком электроэнергия совместно с электроэнергией от тепловых электростанций направляется потребителям. Пиковая часть нагрузки покрывается гидроэлектростанцией, в водохранилище которой за сутки накапливается необходимое количество воды, позволяющее в течение короткого времени получить большую мощность (рис. 6). Кроме 15 Ю. Н. Флаксерман 213