Operation of hydroelectric plants without storage volume due to optimization of the turbine flow

• Blanco-Barrero, Juan Manuel ^[1]
  1. [1] Universidad de La Rioja

     Universidad de La Rioja

     Logroño, España

     
• Localización: Renewable Energy, Biomass & Sustainability, ISSN-e 2683-2658, Vol. 3, Nº. 2, 2021, págs. 36-45
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Explotación de centrales hidroeléctricas sin volumen de almacenamiento por optimización del caudal de turbinado
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Las Centrales Hidroeléctricas de tipo Fluyente utilizan los caudales circulantes por el río en cada momento y disponen de las obras e infraestructuras necesarias para su conducción y aprovechamiento, sin tener en su concepción inicial de sistemas de almacenamiento. Este tipo de centrales están diseñadas y automatizadas para funcionar entre ciertos límites de caudal, trabajando con “salto constante”, utilizando los caudales disponibles en cada momento. Los límites de funcionamiento los fijan el “caudal de equipamiento”, para el cual está diseñada la central y el “caudal de mínimo técnico”, que se corresponde con el mínimo valor de caudal con el que puede trabajar la central y que depende de cada tipo de turbina. Mediante los algoritmos de optimización presentados se aprovechan las épocas de bajo nivel de caudal (estiaje) para utilizar las conducciones de la central como elemento de almacenamiento de los caudales inferiores al mínimo técnico y someter la central a ciclos secuenciales de vaciado/llenado de las conducciones permitiendo el aprovechamiento energético, que denominaremos funcionamiento por “caudal óptimo”. Se pretende en este artículo el determinar cómo se adapta cada tipo de turbina a los nuevos algoritmos de optimización planteados, determinando los incrementos de producción obtenidos para cada tipo de turbina y su posibilidad de su utilización mediante la aplicación de los algoritmos de “caudal óptimo”.

  • English

    Hydroelectric power plants in diversion scheme systems utilize the water flowing through the river, since they present the necessary facilities and infrastructures to channel and harness the water, without having in their initial conception any storage systems. This type of power stations are designed and automated to operate between certain limits of water head, working with “constant head”, using the heads available at any moment. The operating limits are determined by the “nominal flow” for which the power plant has been designed and the “minimal technical flow” which corresponds to the minimum value of the flow with which the plant can work, which depends on each type of turbine.  By means of the presented optimization algorithms we can take advantage of those periods of time with low levels of flow (low water levels) to utilize the channels in the power station as storage elements of flow under the technical minimum, making the power plant undergo sequential cycles of emptying/filling of channels, allowing for the energetic exploitation, that will be denoted as “optimal flow”.In this article, we intend to determine how we can adapt each type of turbine to the new optimization algorithms proposed, establishing the increments in production obtained for each type of turbine and the possibility of applying the “optimal flow" algorithms.