9 Августа 2019

Плюс аккумулирование

Зеленчукская ГЭС-ГАЭС «РусГидро» сегодня работает в пиковой части графика нагрузок ОЭС Юга, обеспечивая высокоманевренный резерв, а в насосном режиме поддерживает график нагрузки в энергосистеме в ночные часы.
Поделиться в социальных сетях

Единственной в России ГЭС-ГАЭС – Зеленчукской в Карачаево-Черксссии – исполнилось 20 лет. Именно в 1999 году первый гидроагрегат гидроэлектростанции был поставлен под нагрузку. Сегодня Зеленчукская – крупнейшая электростанция в Карачаево-Черкесской республике (КЧР), благодаря работе которой обеспечивается до 45% необходимого республике объема электроэнергии. Объекты станции располагаются в пос. Правокубанском Карачаевского района и в Зеленчукском районе КЧР на реке Кубани), в 42 км от республиканского центра — Черкесска. 

История электростанции началась в конце 1950-х – начале 1960-х годов, строительство ГЭС было частью развития водохозяйственного комплекса Верхней Кубани. При разработке его схемы институт «Гидропроект» предусмотрел возможность строительства деривационной электростанции на переброске стока из бассейна рек Большой и Малый Зеленчук в реку Кубань. Помимо выработки электроэнергии переброска должна была обеспечить и орошение сельхозугодий. Масштабное строительство на месте нынешних гидросооружений Зеленчукской ГЭС-ГАЭС развернулось в 1976 году. Практически одновременно гидростроители возводили станционный узел, водозаборный гидроузел на реке Аксаут и деривационный перебросный канал с системой тоннелей и дюкеров. 

Но стройка по ряду причин сильно затянулась. А в 1989 году работы вообще были фактически приостановлены в связи с критикой проекта экологическими организациями и общим ухудшением экономической ситуации в стране. К тому времени была завершена проходка деривационных тоннелей и вертикальных шахт станционного узла, построен основной массив здания ГЭС, предусматривающего установку четырех гидроагрегатов. В начале 1990 годов проект был переработан в сторону снижения отбираемого в деривацию объема воды, что привело к уменьшению мощности строящейся ГЭС вдвое, с 320 до 160 МВт. 

Активное возобновление работ датировано 1994 годом, с приходом в проект РАО «ЕЭС России». В это время была сформирована команда из опытных специалистов, работавших ранее на самой мощной в то время гидроэлектростанции Таджикистана – Нурекской ГЭС. Многие из них и сегодня работают на Зеленчукской электростанции. Через пять лет, 9 августа 1999 года, состоялся пуск первого гидроагрегата (с водозабором на реке Аксауте), еще через три года, 2 октября 2002 года, под нагрузку был поставлен второй гидроагрегат (с водозабором на реке Марухе).

С того момента электростанция ежегодно вырабатывала до 190 млн кВт*часов – почти пятую часть от всей потребляемой в КЧР электроэнергии (по итогам прошлого года – чуть более 1,34 млрд кВт*часов, это примерно сотая часть от потребления всей ОЭС Юга). В 2005 году пакет акций ОАО «Зеленчукские ГЭС» был внесен в уставный капитал ОАО «ГидроОГК» (сегодня – ПАО «РусГидро»). Тогда же началось строительство объектов третьего пускового комплекса с водозабором на реке Большой Зеленчук, ввод которого состоялся 16 декабря 2006 года.

К 1989 году, когда стройка встала, была завершена проходка деривационных тоннелей и вертикальных шахт станционного узла, был построен основной массив здания ГЭС, предусматривающего установку четырех гидроагрегатов.

При этом ГЭС продолжала функционировать лишь на половину изначальной мощности. Чтобы исправить ситуацию, оставшийся неиспользуемым строительный задел в виде части емкости бассейна суточного регулирования, водоприемника БСР для агрегатов №3 и №4, напорного водопровода для агрегатов №3 и №4, предтурбинных шаровых затворов и спиральных камер для агрегатов №3 и №4, и здания ГЭС с кратерами под агрегаты №3 и №4, решено было использовать под сооружения гидроаккумулирующей электростанции. Концепция совмещенной ГЭС и ГАЭС подразумевала переброску в реку Кубань части стока рек Большой Зеленчук, Маруха и Аксаут с использованием перепада высот между этими реками и Кубанью для создания напора ГЭС.

К этому же располагала и неравномерность суточного графика электрических нагрузок ОЭС Северного Кавказа. Учитывая высокую маневренность гидроэнергетического оборудования, число пусков обратимых гидроагрегатов ГАЭС, в отличие от обычных ГЭС, достигает нескольких сот (500-700) в месяц, а иногда составляет около 30 пусков в сутки. Заводом-изготовителем была подтверждена возможность усовершенствования рабочего колеса ОРО 230/5220 для достижения в турбинном и насосном режимах мощности 71,5 и 76,0 МВт соответственно. Учитывая строительный задел и указанные положительные решения, ОАО «Мособлгидропроект» в 2007 году разработал проект «Зеленчукская ГЭС-ГАЭС», который в феврале 2008 года получил положительное заключение Главгосэкспертизы России.

Строительство ГАЭС началось в 2010 году. Помимо достройки водоводов верхнего бьефа и монтажа обратимых гидроагрегатов в существовавшие кратеры, строители возвели нижний бассейн и проложили уникальные водоводы по дну реки Кубань. 23 декабря 2016 года состоялся торжественный пуск новой электростанции. 

Сегодня в здании ГЭС-ГАЭС установлены два гидроагрегата мощностью по 80 МВт и два обратимых гидроагрегата мощностью по 70 МВт, установленная мощность электростанции в турбинном режиме составляет 300 МВт, в насосном – 156,18 МВт. Для сравнения: максимум потребления мощности в энергосистеме КЧР по итогам прошлого года был равен 218 МВт, при собственном производстве примерно в 486 млн кВт*часов (данные из Схемы и программы развития электроэнергетики республики за 2017 года). При этом, по данным «РусГидро», по итогам 2018 года выработка одной лишь Зеленчукской ГЭС-ГАЭС составила 460,83 млн кВт*часов. А с учетом результатов МГЭС на реке Большой Зеленчук (1,26 МВт), введенной в 2018 году, весь Карачаево-Черкесский филиал госхолдинга произвел 461,1 млн кВт*часов электроэнергии. Всего же за двадцать лет Зеленчукская ГЭС-ГАЭС выработала 5,76 млрд кВт*часов электроэнергии. 

Сегодня станция работает в пиковой части графика нагрузок энергосистемы Юга России, обеспечивает высокоманевренный резерв при нарушениях и отклонениях в энергетической системе, а в насосном режиме поддерживает график нагрузки энергосистемы в ночные часы снижения электропотребления. Работа ГЭС-ГАЭС также позволяет перераспределять часть стока рек Большой Зеленчук, Марухи и Аксаута в реку Кубань для увеличения водоподачи в Большой Ставропольский канал с целью орошения засушливых земель Калмыкии, Ставропольского края и Ростовской области, а также увеличения выработки электроэнергии на станциях Каскада Кубанских ГЭС. 

Интересно, что расчетный напор воды Зеленчукской ГЭС-ГАЭС составляет 234 метра. Это больше, чем у такой высоконапорной плотинной ГЭС, как Саяно-Шушенская (194 метра). Зеленчукская станция имеет и уникальную для России протяженность деривации – почти 40 км, включающей в себя три водонапорных гидроузла, четыре деривационных канала, четыре деривационных тоннеля, два дюкера, два железобетонных трубопровода, два безнапорных тоннеля, два напорных тоннеля. Не имеет аналога в мировой практике и техническое решение с размещением здания станции с гидроагрегатами на одном берегу реки Кубани, а нижнего бассейна – на другом берегу. Соединены они двумя нитками дюкеров, расположенных под руслом реки. А в 2017 году к существующей плотине водозаборного гидроузла на реке Большой Зеленчук была пристроена еще и малая ГЭС «Большой Зеленчук» мощностью всего 1,26 МВт!
Сегодня в здании ГЭС-ГАЭС установлены два гидроагрегата мощностью по 80 МВт и два обратимых гидроагрегата мощностью по 70 МВт.
Александр Попов шеф-редактор «Кислород.ЛАЙФ»
Если вам понравилась статья, поддержите проект