The mathematical model of probability determination technological capacity of small rivers

According to the decision of the Council of Ministers of the Energy Community, D/2012/04/MC-EnC Ukraine has committed by 2020 to reach 11 percent of the energy produced fromrenewable energy sources in the total energy supply of the country.Small hydropower sector plays an important role in achieving...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2018
Main Author:	Moroz, A.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2018
Subjects:	capacity ecology electricity flow of the river hydropower power
Online Access:	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/65
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Vidnovluvana energetika
Download file:

Institution

Vidnovluvana energetika

_version_	1871103128398462976
author	Moroz, A.
author_facet	Moroz, A.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "A. Moroz", "institution": "Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine" } ]
author_sort	Moroz, A.
baseUrl_str	https://ve.org.ua/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-18T06:32:08Z
description	According to the decision of the Council of Ministers of the Energy Community, D/2012/04/MC-EnC Ukraine has committed by 2020 to reach 11 percent of the energy produced fromrenewable energy sources in the total energy supply of the country.Small hydropower sector plays an important role in achieving the objectives set by the European Community. Full-scale refinement of the hydropower potential of smallrivers on the territory of Ukraine after 1960 was not held. In recent years significantly has changed the regulatory framework of small hydropower Ukraine. Definition of technical potential of water resources of small rivers of Ukraine with the current regulatoryframework of renewable energy sources and environmental protection is an important task for contemporary scientific research.In publication are describe highlights of the calculated research to develop a new mathematical model to estimate technical hydropower potential of small rivers that considers environmentalrestrictions on the use of water flow and criteria of ecological value areas. A mathematical model based on the provisions of the basic theoretical hydropower and application of probability of three parametric gamma distribution expenses of water flow in a form of Krytskoho-Menkelya with the determination of a vertical profile by digital mapping methods.There has been carried out of calculations study of the hydropower potential of small rivers in three levels (25, 50 and 75%) of a provision of water consumption that covers possiblemodes of water use for power generation by small hydropower plants in the 1, 2 and 3 units with an additional half-capacity unit. Was found the disproportionate change in the production of electricity of small hydropower plant from a change in the installed capacity of hydraulic units for different values of the flow sufficiency and environmental restrictions on water use. There has been substantiated application as a measure of the hydropower potential of a section of small river or small hydropower plants, the value of annual electricity production, and installed capacity is recommended as an additional indicator to determine the levelof investment that was normalized in the state standard DSTU 7501:2014 “Hydropower. Small hydropower plants. Terms and definitions”.
first_indexed	2025-07-17T11:37:12Z
format	Article
fulltext	ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2017. № 2 75 УДК 621.311.21.001.2 А.В.Мороз, канд.техн.наук (Інститут відновлюваної енергетики НАН України, Київ) Математична імовірнісна модель визначення технічного потенціалу малих річок Розроблено математичну імовірнісну модель визначення технічного потенціалу малих річок, яка враховує природоохоронні обмеження на використання води та критерії екологічної цінності територій. Бібл. 8, табл. 1, рис. 6. Ключові слова: гідроенергетика, екологія, електроенергія, потенціал, потужність, стік річки. ORCID: 0000-0002-9284-3624 Вступ. Частка відновлюваних джерел енергії у загальному світовому енергоспоживанні стано- вить біля 14%, а в електроспоживанні – 19%. Ча- стка ВДЕ в загальному енергозабезпеченні Укра- їни складає на сьогодні лише біля 3%, а в елект- розабезпеченні – 6%, переважно за рахунок вели- кої гідроенергетики, потенціал якої практично вже використаний. Згідно з Рішенням Ради Міністрів Енергети- чного Співтовариства D/2012/04/MC-EnC Украї- на взяла на себе зобов’язання до 2020 року досяг- ти рівня 11 відсотків енергії, виробленої з відно- влюваних джерел, у загальній структурі енерго- постачання країни. Сектор малої гідроенергетики відіграє важ- ливу роль у досягненні цілей, визначених Євро- пейським Співтовариством. Станом на 2015 рік в Україні діяло 102 малих ГЕС із загальною вста- новленою потужністю 80 МВт та річним виробі- тком 251 млн кВт∙год. Вже станом на 01 грудня 2016 р. Реєстр об’єктів електроенергетики альтер- нативної енергетики Національної комісії, що здій- снює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг, містить 135 малих ГЕС. Потенційні можливості малої гідроенергети- ки в Україні на найближчу перспективу на період до 2030 року оцінені в Енергетичній стратегії на рівні 1147 МВт потужності з річним обсягом ви- робництва електроенергії 3,75 млрд кВт∙год/рік. В чинній редакції Енергетичної стратегії (схвале- на КМ України 24 липня 2013 р. №1071-р) зазна- чено, що економічно доцільний потенціал малих гідроелектростанцій (ГЕС) в Україні становить до 4 ГВт. Спеціалізовані організації з відновлен- ня малих ГЕС прогнозують наявність потенціалу малої гідроенергетики біля 8,2 млрд кВт∙год/рік. Значна розбіжність у кількісних показниках зу- мовлена проведенням лише експертної оцінки без виконання наукових досліджень на основі наявних гідроенергетичних досліджень. Проте необхідно зазначити, що повномасшта- бне уточнення гідроенергетичного потенціалу ма- лих річок на території сучасної України після 1960 року не проводилось [1]. За останні роки суттєво змінилась нормативно-правова база малої гідро- енергетики України. Разом із природоохоронними вимогами змінилась і встановлена величина мак- симальної потужності малої ГЕС, яка з 2012 року складає 10 МВт (до 2009 року було 30 МВт). Тому визначення технічного потенціалу гід- роресурсів малих річок України з урахуванням вимог сучасної нормативно-правової бази відно- влюваної енергетики та охорони навколишнього природного середовища є важливою задачею для сучасних наукових досліджень. Постановка завдання. Мета даної публіка- ції полягає в розробленні нової математичної мо- делі визначення технічного гідроенергетичного потенціалу малих річок. Модель, на відміну від існуючих, повинна враховувати критерії екологі- чної цінності територій та імовірнісний розподіл витрат стоку, що дозволяє врахувати природо- охоронні обмеження на використання води для виробництва електроенергії. © А.В.Мороз, 2017 ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2017. № 2 76 Розрахункові дослідження. Дослідження ґрунтується на основних теоретичних положен- нях гідроенергетики [2] з використанням значень витрат стоку та перепаду висот ділянки річки. Перепад висот вертикального профілю річки ви- значається на основі цифрових топографічних карт геоінформаційної системи [3], а гідрологічні параметри стоку – згідно останнього узагальнен- ня результатів спостережень [4]. Розподілимо вертикальний профіль річки [5] на M ділянок з наступною нумерацією від- носно витоку: j = 1, 2, 3,…, M. Поточну коор- динату протяжності на ділянці, довжину ділян- ки, перепад висот та середнє значення витрат стоку на ділянці позначимо відповідно як lj, Lj, Hj та Qj (рис. 1). Рис. 1. Позначення координат вертикального профілю річки. Прийняті природоохоронні обмеження на використання гідроенергетичного ресурсу річки відповідають положенням чинної нормативно- правової бази в електроенергетичній та природо- охоронній сферах [6]. Природоохоронні обме- ження приведені до двох типів, а саме обмежень на використання води для виробництва електро- енергії малою ГЕС та обмежень на використання території для її спорудження. Введемо в подальший аналіз кількісні зна- чення критеріїв екологічної цінності території, позначивши їх на j-ій ділянці річки як kej. Якщо на визначеній ділянці річки можливе будівництво малої ГЕС, то надаємо величині kej значення 1, а якщо будівництво неможливе – то величина kej дорівнює 0: kej = 1 – будівництво ГЕС дозволено, (1) kej = 0 – будівництво ГЕС заборонено. Аналогічним чином будемо враховувати і за- борону будівництва ГЕС на ділянках річки з ма- лим нахилом, щоб убезпечити територію від зна- чних затоплень. Для цього введемо в аналіз та- кож критерій нахилу вертикального профілю j-ої ділянки річки як kHj, кількісні значення якого ви- значаються як: kHj = 1 – будівництво ГЕС дозволено, (2) kHj = 0 – будівництво ГЕС заборонено. При визначенні технічного потенціалу необ- хідно врахувати і втрати на перетворення енергії водотоку в електричну енергію, для чого викори- стаємо поняття коефіцієнта корисної дії ηj. Пода- льший аналіз будемо виконувати за припущення, що значення ηj однакове для всієї протяжності річки, тобто: ηj = η = сonst. (3) Середнє значення витрат стоку на ділянці Qj визначимо шляхом інтегрування змінної величи- ни витрат уздовж протяжності ділянки наступ- ним чином: jk jn l j j j j l 1Q Q' dl L   , (4) де ljn, ljk – значення координати початку та кінця j-ої ділянки річки. Для урахування екологічних обмежень на використання витрат води для виробництва елек- троенергії використаємо функцію диференційної щільності імовірнісного розподілу стоку річки [7]. Застосування імовірнісного розподілу дає можливість урахування витрат санітарного попу- ску, безперервної дії рибоходів та пропуску води в повеневий період наступним чином: ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2017. № 2 77 jmax max min jmin Q ' ' ' ' j j j j j jj Q Q Q f (Q )dQ , Q Q Q ,   (5) де min max ,j jQ Q – мінімальне та максимальне зна- чення витрат води для виробництва електроенер- гії; ' jQ – витрати води за результатами строко- вих спостережень на j-ій ділянці річки [1, 8]; '( )jf Q – диференційна щільність річного імовір- нісного розподілу витрат води [7]. Тепер, ґрунтуючись на вихідному теоретич- ному положенні визначення потужності водотоку та введених вище положень, можна записати по- тужність ділянки річки з урахуванням обмежень на використання стоку води наступним чином: j jkmax j j jnmin Q l ' ' ' j j l j j j jQ l 1N gH Q dl f (Q )dQ . L          (6) Визначення технічного потенціалу гідроене- ргетичного ресурсу всієї річки з урахуванням критеріїв екологічної цінності території кожної ділянки та обмежень на використання води за- пишемо як суму складових впродовж течії: j jkmax j jnmin Q lM ' ' ' ej Hj j j j j j jj 1 Q l 1E gT k k H Q dl f (Q )dQ L                    (7) за max min ' j j jQ Q Q  ; ejk 1 або 0 ; Hjk 1 або 0 . (8) Отримана математична модель та рекомен- дована лінеаризація функції p(kp) [7] може бути застосована для визначення технічного потенціа- лу створу малої річки за припущень ejk 1; Hjk 1 . Технічний гідроенергетичний потенціал створу малої річки може бути реалізований шля- хом будівництва малої ГЕС із різною кількістю агрегатів. Зазвичай до складу малої станції вхо- дить 1, 2 або 3 агрегати однакової потужності. Значення номінальної потужності станції відпо- відає вибраному рівню забезпеченості витрат стоку pQ (%) та відповідній величині pk : p ср pN 9 ,81 Q k H     (кВт), (9) де H – напір ГЕС, м; η – коефіцієнт корисної дії, який враховує втрати на перетворення енергії на малих ГЕС; срQ – м3/с. За приклад розглянемо отримання формули розрахунку обсягу виробництва для станції у складі 3-х однакових агрегатів з урахуванням при- родоохоронних обмежень, функціонування станції по водотоку та лінеаризації функції p(kp). Перед- бачається, що значення , Н, Т, Qср, kр1, kр2 відомі, а kр відповідає прийнятому значенню розрахунко- вої забезпеченості pQ. Значення p1, p2 дорівнюють 90% та 10% відповідно. Оскільки у складі станції є декілька агрегатів, то тривалість роботи станції залежить від забезпеченості стоку (рис. 2). Рис. 2. Залежність модульного коефіцієнта pk від забезпеченості p. p25 p50 p75 kp 2/3 kp 1/3 kp ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2017. № 2 78 Розглянемо роботу станції за різної кілько- сті агрегатів. За малого обсягу води Q1 на станції працює лише 1 агрегат із забезпеченістю стоку 1Qр (%): 1 1 ; 3 cp pQ Q k  (10) 1 1 p2 2 p12 1 Q p p2 p1 p2 p1 p2 p1 p p2 p1 p2 p1 p k p kp p 1p k k k 3 k k 90 k 10 k80 1k . k k 3 k k                  (11) При збільшенні обсягу води до Q2 вмикаєть- ся другий агрегат, який використовує стік із за- безпеченістю 2Qр (%): 2 2 ; 3 cp pQ Q k  (12) 2 2 1 2 1 2 1 90 1080 2 . 3 p p Q p p p p p k k p k k k k k         (13) Під час великої води з витратою Q3 вмикається 3-й агрегат, забезпеченість стоку при цьому 3Qр : 3 ;cp pQ Q k  (14) 3 2 1 2 1 2 1 90 1080 p p Q p p p p p k k p k k k k k        . (15) З урахуванням природоохоронних вимог та значень рівнів забезпеченості стоку введемо умову: 1 2 3 10% , , 90%Q Q Qp p p  . (16) Якщо умова не виконується, то розрахункова забезпеченість дорівнює значенню найближчої межі. Наприклад, якщо 1 98%Qp  , то для роз- рахунку використовується 1 90%Qp  . Сумарну забезпеченість роботи всіх трьох агрегатів однакової потужності p3a можна вира- зити наступним чином: 1 2 3 1 2 3 3a Q 2 Q 2 Q 2 Q Q Q p ( p p ) ( p p ) ( p p ) ( p 10 ) ( p 10 ) ( p 10 )              (17) Обсяг виробленої енергії Е малою ГЕС у складі 3-х однакових агрегатів за річний промі- жок часу T згідно математичної моделі буде до- рівнювати: 1 2 3 p 3a 5 ср р Q Q Q5 N T p E 3 10 9,81 Q k H T (p p p 30 ). 3 10                 (18) На основі вищевикладеного розрахунку за- пишемо узагальнену формулу для розрахунку енергії станції з різною кількістю агрегатів одна- кової потужності: 1 2 25 ( ) 10 n n n n p Q Q Q N T E p p p n p n          , (19) за умов: 1 2 10% , , 90% , n n n n Q Q Qp p p     (20) 1 2, 0 ,n n n n    де n – кількість встановлених агрегатів на стан- ції; 1 2 , , n n n n Q Q Qp p p   – значення забезпеченості ко- жного режиму експлуатації. Являє також інтерес випадок застосування декількох агрегатів із різною потужністю, що в певній мірі відповідає досвіду спорудження ма- лих ГЕС (Сабарівська ГЕС (рис. 3) та інші). Рис. 3. Машинна зала Сабарівської малої ГЕС (Потужність 1400 кВт, р. Південний Буг, м. Вінниця). Зазвичай потужність меншого агрегату при- ймається рівною половині потужності основного. В подальшому викладенні приймаємо, що кіль- кість основних агрегатів знову складає 1, 2 або 3 одиниці. Тоді потужність та енергія малої ГЕС визначаються за наступними формулами: ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2017. № 2 79 2 19,81 , 2p cp p nN Q k H n            (21) n 1 n 2 n n 2n 1 2n 1 2n 3 2n 5 2 n 2n 2n 2 n cр p 5 Q 2 Q Q Q Q Q Q 9,81 Н Q k T Е 2n 10 p ( 2 n 1) p p p p p p p                                       (22) за умов: 2n 1 2n 1 2n 3, , , 2n 2n 2n 2n 5 n 1 n 2, , 0 2n n n        , (23) 2 n 1 2 n 1 2n 3 2n 2 n 2 n 2 n 5 Q n 2n 1 2n nn Q Q Q Q Q,p , Q 10% p , p , p , p , p p 90%        . (24) Результати розрахункових досліджень для створу річки. Отримані аналітичні рішення мат- моделі для створу дозволяють провести розраху- нкові дослідження кількісних енергетичних пока- зників малої ГЕС у складі декількох агрегатів за різних рівнів забезпеченості витрат води. За приклад, виконаємо розрахунки для трьох рівнів забезпеченості витрат води (25, 50 та 75%), діапазон зміни значень яких охоплює можливі режими водовикористання стоку для виробницт- ва електроенергії малими ГЕС. Кожному значен- ню забезпеченості відповідає певна величина Qpk і величина номінальної потужності ГЕС. Розрахунки виконувались за гідрологічних характеристик для створу (р. Стрий, с. Новий Кропивник) за величини умовного напору 1 м :H  19,2; 0,39; 0,77.cp v s vQ C C C   (25) На рис. 4 наведено графічне зображення за- лежності модульного коефіцієнта д розрахунко- вої забезпеченості p та позначені розрахункові рівні забезпеченості 25, 50 та 75%. Варіанти по- будови станції з одним додатковим агрегатом половинної потужності позначені як 1,5; 2,5 та 3,5. Отримані результати представлені у табл. 1. Рис. 4. Залежність забезпеченості p від модульного коефіцієнта Qpk . ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2017. № 2 80 Таблиця 1. Гідроенергетичний потенціал створу річки Потужність малої ГЕС pN , кВт Виробництво електроенергії E , МВт·год Забезпеченість стоку, % Кількість аг- регатів 25 50 75 25 50 75 1 178,585 139,912 101,239 234,660 490,251 576,454 1,5 267,877 209,868 151,858 686,168 735,376 786,093 2 178,585 139,912 101,239 686,168 735,376 642,968 2,5 223,231 174,890 126,549 827,506 857,939 784,063 3 178,585 139,912 101,239 774,284 776,837 665,139 3,5 208,349 163,230 118,112 874,619 878,669 761,215 Результати для порівняння наведені на рис. 5. Вони засвідчують, що станція з одним агрегатом найменш ефективна за різної забезпеченості вико- ристання стоку річки. Застосування додаткового агрегату половинної потужності суттєво збільшує обсяг виробництва станцій з одним та двома осно- вними агрегатами. Проте необхідно зазначити, що в разі застосування додаткового агрегату поло- винної потужності збільшується і величина вста- новленої потужності, відповідно збільшується і обсяг інвестицій на спорудження станції. Порівняння енергетичної ефективності вста- новленого 1 кВт потужності обладнання за вико- ристання водного потоку із забезпеченістю 50% показано на рис. 6. Найбільша віддача встанов- леного обладнання характерна для варіантів по- будови станції з двома та більше агрегатами од- накової потужності. Мала ГЕС із одним основ- ним агрегатом виробить більше енергії при малій воді, яка відповідає забезпеченості 75%. Станція з двома основними агрегатами виробить більше енергії при забезпеченості стоку 50%, а мала ГЕС із трьома агрегатами виробить однакову кількість при забезпеченості 25 та 50%. Рис. 5. Обсяг виробництва малої ГЕС у залежності від кількості агрегатів у складі станції. ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2017. № 2 81 Рис. 6. Питома продуктивність малої ГЕС у залежності від кількості агрегатів (на 1 кВт встановленої потужності при р = 50%). В процесі проведення розрахункових дослі- джень енергетичної ефективності станції була виявлена непропорційність зміни обсягів вироб- ництва електроенергії у порівнянні зі змінами встановленої потужності для всіх значень забез- печеності стоку (табл. 1). У більшості випадків при збільшенні встановленої потужності на 50% обсяг виробництва електроенергії збільшується не більш ніж на 20%. Тому було зроблено висно- вок, що як показник гідроенергетичного потенці- алу створу доцільно використовувати обсяг ви- робництва електроенергії, а величину встановле- ної потужності застосовувати як додатковий до- відковий показник для визначення обсягу інвес- тицій, що і було унормовано у державному стан- дарті "Гідроенергетика. Гідроелектростанції малі. Терміни та визначення понять" [8]. Отримані кількісні показники в абсолютних одиницях виміру будуть змінюватись для інших створів у залежності від гідрологічних параметрів стоку, проте результати розрахункових досліджень у відносних одиницях будуть характерні для різних створів завдяки практично лінійному характеру залежності p(kp) у межах робочого діапазону зміни стоку з урахуванням обмежень на використання води для виробництва електроенергії. Висновки. 1. Розроблено нову математичну модель визначення технічного гідроенергетично- го потенціалу малих річок, яка враховує приро- доохоронні обмеження на використання стоку води та критерії екологічної цінності територій. Математична модель базується на основних тео- ретичних положеннях гідроенергетики та засто- суванні імовірнісного трипараматеричного гама- розподілу витрат стоку води у формі Крицького- Менкеля разом із визначенням вертикального профілю річки методами цифрової картографії. 2. Розрахункові дослідження гідроенергетич- ного потенціалу малої річки виконані для трьох рівнів (25, 50 та 75%) забезпеченості витрат води, що охоплює можливі режими водовикористання стоку для виробництва електроенергії малими ГЕС, засвідчили, що за регулювання потужності по водотоку станція з одним агрегатом найменш ефективна за різної забезпеченості використання стоку річки. Найбільша віддача встановленого обладнання характерна для варіантів побудови станції з двома або трьома агрегатами. За регу- лювання потужності по водотоку станція з трьо- ма агрегатами може бути рекомендована для ши- рокого діапазону зміни забезпеченості номіналь- них витрат. ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2017. № 2 82 3. Визначено гідроенергетичний потенціал для малих ГЕС, у складі яких встановлюється додатковий агрегат, потужність якого дорівнює половині потужності основного агрегату. Засто- сування додаткового агрегату суттєво збільшує обсяг виробництва електроенергії станцій з од- ним та двома основними агрегатами. Обсяг виро- бництва станції за різними рівнями забезпеченос- ті, у складі якої є два агрегати – один основної та один половинної потужності, дорівнює обсягу виробництва малої ГЕС, у складі якої два агрега- ти однакової потужності. Проте у станціях з до- датковим агрегатом збільшується величина вста- новленої потужності, відповідно збільшується і обсяг інвестицій на спорудження станції. Також необхідно врахувати складності амортизації та ремонтних робіт, зумовлених різними конструк- ціями агрегатів та складністю заміщення елемен- тів гідротурбін. 4. Виявлено непропорційність зміни обсягів виробництва електроенергії малої ГЕС від зміни величини встановленої потужності гідроагрегатів для різних значень забезпеченості стоку та при- родоохоронних обмежень на використання води. Обґрунтовано використання в якості показника гідроенергетичного потенціалу створу малої річ- ки (або малої ГЕС) величини річного обсягу ви- робництва електроенергії. Величину встановле- ної потужності рекомендовано застосовувати як додатковий показник для визначення обсягу ін- вестицій, що і було унормовано у розробленому державному стандарті ДСТУ 7501:2014 "Гідро- енергетика. Гідроелектростанції малі. Терміни та визначення понять". 1. Мороз А. В. Аналіз розрахункових досліджень гід- роенергетичних ресурсів малих річок України / А. В. Мороз // Відновлювана енергетика. – 2014. – №1. – С. 70 – 75. 2. Малинин Н. К. Теоретические основы гидроэнерге- тики : учеб. для вузов по специальности "Гидроэлектроэнер- гетика" / Малинин Н. К. – М. : Энергоатомиздат, 1985. – 312 с. 3. Мороз А. В. Визначення гідроенергетичного потен- ціалу малих річок за довільної забезпеченості витрат води / А. В. Мороз, П. Ф. Васько, А. О. Бриль // Відновлювана ене- ргетика. – 2012. – №1. – С. 42 – 49. 4. Мороз А. В. Законодательные стимулы и природо- охранные ограничения использования гидроэнергетических ресурсов малых рек Украины / А. В. Мороз, П. Ф. Васько // International scientific journal for alternative energy and ecology (ISJAEE). – 2014. –№ 17. – С. 82 – 92. 5. Подгорінов А. Л. Гідроенергетичне використання малих річок України / А. Л. Подгорінов, Л. С. Хілобоченко. – К. : АН УРСР, 1959. – 193 с. 6. Мороз А. В. Властивості та особливості застосу- вання імовірнісного трипараметричного гамма-розподілу для визначення технічного гідроенергетичного потенціалу малої річки / А. В. Мороз // Відновлювана енергетика. – 2014. – №2. – С. 72 – 78. 7. Визначення розрахункових гідрологічних характе- ристик : ДБН В.2.4-8:2014. – [Чинний від 2015-06-30]. – К. : Мінрегіонбуд, 2015. – (Державні будівельні норми України). 8. Мороз А. В. Проект державного стандарту "Гідро- енергетика. Гідроелектростанції малі. Терміни та визначен- ня понять" / А. В. Мороз, П. Ф. Васько, А. О. Бриль // Відно- влювана енергетика. – 2013. – № 2. – С. 65 – 67. REFERENCES 1. Moroz, A.V. (2014). Analіz rozrahunkovih doslіdzhen gіdroenergetichnih resursіv malih rіchok Ukraini [Analysis set- tlement studies of hydropower resources of small rivers Ukraine]. Vidnovljuvana energetyka [Renewable Energy], 1, 70– 75 [in Ukrainian]. 2. Malinin, N.K. (1985). Teoreticeskie osnovi hydroener- hetyki [Theoretical Foundations of hydropower]. Moscow, Rus- sia: Energoatomizdat [in Russian]. 3. Moroz, A.V., Vasko, P.F., Brill, A.A. (2012). Vizna- chennya gіdroenergetichnogo potentsіalu malih rіchok za dovіl- noi zabezpechenostі vitrat vodi [Definition hydropower potential of small rivers provision for voluntary water consumption]. Vid- novljuvana energetyka [Renewable Energy], 1, 42–49 [in Ukrainian]. 4. Moroz, A.V. (2014). Zakonodatelnie stimuli i priro- doohrannie ogranicenia ispolzovania gidroenergeticheskih resur- sov malih rec Ukraini [Legislative incentives and environmental limits of hydropower resources of small rivers in Ukraine]. Me- jdunarodnij nauchniy jurnal "Alternativnaia energetika i ecolo- gia" [International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology], 17, 82-92 [in Russian]. 5. Podgorinov, A.L. (1959). Gidroenergetichne vikoris- tannya malih richok Ukraini [Hydropower use of small rivers in Ukraine]. Kiev: AN URSR [in Ukrainian]. 6. Moroz, A.V. (2014). Vlastivosti ta osoblivosti zasto- suvannya imovirnisnogo triparametrichnogo gama-rozpodilu dlya viznachenya tehnichnogo gidroenergetichnogo potentsialu maloi richki [Properties and features of probability three- parameter gamma distribution to determine the technical hydro- power potential of small rivers]. Vidnovljuvana energetyka [Re- newable Energy], 2, 72–78 [in Ukrainian]. 7. DBN V.2.4-8:2014 (2015). Vyznachennja rozrahunk- ovyh gidrologichnyh harakterystyk [State Building Standards: Determining the Calculated Hydrological Characteristics]. Nau- kovo-doslidnyj instytut budivel'nyh konstrukcij (NDIBK) Min- regionbudu Ukrai'ny [State Research Institute of Building Con- ГІДРОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058 Відновлювана енергетика. 2017. № 2 83 structions of the Ministry of Regional Development, Construc- tion, and Communal Living of Ukraine]. 8. Moroz, A.V. (2013). Projekt derjavnogo standartu “Gidroenergetika. Gidroelectrostantiy mali. Termini ta viznachennya ponyat” [The project of the state standard "Hydro- power. Small hydropower plants. Terms and definitions"] Vid- novljuvana energetyka [Renewable Energy], 2, 65–67 [in Ukrainian]. А.В.Мороз, канд.техн.наук (Институт возобновляемой энер- гетики НАН Украины, Киев) Математическая вероятностная модель определения технического потенциала малых рек Разработана математическая вероятностная модель определения технического потенциала малых рек, которая учитывает природоохранные ограничения на использование воды и критерии экологической ценности территорий. Библ. 8, табл. 1, рис. 6. Ключевые слова: гидроэнергетика, мощность, потенциал, сток реки, экология, электроэнергия. Moroz A. (Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine, Kyiv) The mathematical model of probability determination tech- nological capacity of small rivers There has been developed the mathematical probability model determination of technical potential of small rivers that takes into account environmental restrictions on water use and crite- ria of ecological value areas. References 8, table 1, figures 6. Keywords: capacity, ecology, electricity, flow of the river, hy- dropower, power. SYNOPSES According to the decision of the Council of Ministers of the Energy Community D/2012/04/MC-EnC Ukraine has com- mitted until 2020 to reach 11 percent of energy produced from renewable energy sources in the total energy supply of the coun- try. Small hydropower sector plays an important role in achiev- ing the objectives set by the European Community. Full-scale refinement of hydropower potential of small rivers on the territory of Ukraine after 1960 was not held. In recent years significantly has changed regulatory framework of small hydropower Ukraine. Definition of technical potential of water resources of small rivers of Ukraine with current regulatory framework of renewable energy sources and environmental pro- tection is an important task for contemporary scientific research. In publication are describe highlights of the calculated research to develop new mathematical model to estimate techni- cal hydropower potential of small rivers that considers environ- mental restrictions on the use of water flow and criteria of eco- logical value areas. A mathematical model based on the provi- sions of the basic theoretical hydropower and application of probability of three parametric gamma distribution expenses of water flow in a form of Krytskoho-Menkelya with determination of vertical profile by digital mapping methods. There has been carried out of calculations study of hy- dropower potential of small rivers in three levels (25, 50 and 75%) of provision of water consumption that covers possible modes of water use for power generation by small hydropower plants in the 1, 2 and 3 units with an additional half-capacity unit. Was found disproportionate change in the production of electricity of small hydropower plant from change in the in- stalled capacity of hydraulic units for different values of the flow sufficiency and environmental restrictions on water use. There has been substantiated application as a measure of hydropower potential of section of small river or small hydropower plants, the value of annual electricity production, and installed capacity is recommended as an additional indicator to determine the level of investment that was normalized in the state standard DSTU 7501:2014 “Hydropower. Small hydropower plants. Terms and definitions”. Стаття надійшла до редакції 04.02.17 Остаточна версія 18.05.17
id	veorgua-article-65
institution	Vidnovluvana energetika
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-19T01:03:16Z
publishDate	2018
publisher	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	veorgua/d2/74f93f7c0a017545ef2432217b77e0d2.pdf
spelling	veorgua-article-652026-07-18T06:32:08Z The mathematical model of probability determination technological capacity of small rivers Математическая вероятностная модель определения технического потенциала малых рек Математична імовірнісна модель визначення технічного потенціалу малих річок Moroz, A. capacity ecology electricity flow of the river hydropower power гідроенергетика екологія електроенергія потенціал потужність стік річки гидроэнергетика мощность потенциал сток реки экология электроэнергия According to the decision of the Council of Ministers of the Energy Community, D/2012/04/MC-EnC Ukraine has committed by 2020 to reach 11 percent of the energy produced fromrenewable energy sources in the total energy supply of the country.Small hydropower sector plays an important role in achieving the objectives set by the European Community. Full-scale refinement of the hydropower potential of smallrivers on the territory of Ukraine after 1960 was not held. In recent years significantly has changed the regulatory framework of small hydropower Ukraine. Definition of technical potential of water resources of small rivers of Ukraine with the current regulatoryframework of renewable energy sources and environmental protection is an important task for contemporary scientific research.In publication are describe highlights of the calculated research to develop a new mathematical model to estimate technical hydropower potential of small rivers that considers environmentalrestrictions on the use of water flow and criteria of ecological value areas. A mathematical model based on the provisions of the basic theoretical hydropower and application of probability of three parametric gamma distribution expenses of water flow in a form of Krytskoho-Menkelya with the determination of a vertical profile by digital mapping methods.There has been carried out of calculations study of the hydropower potential of small rivers in three levels (25, 50 and 75%) of a provision of water consumption that covers possiblemodes of water use for power generation by small hydropower plants in the 1, 2 and 3 units with an additional half-capacity unit. Was found the disproportionate change in the production of electricity of small hydropower plant from a change in the installed capacity of hydraulic units for different values of the flow sufficiency and environmental restrictions on water use. There has been substantiated application as a measure of the hydropower potential of a section of small river or small hydropower plants, the value of annual electricity production, and installed capacity is recommended as an additional indicator to determine the levelof investment that was normalized in the state standard DSTU 7501:2014 “Hydropower. Small hydropower plants. Terms and definitions”. Разработана математическая вероятностная модельопределения технического потенциала малых рек, котораяучитывает природоохранные ограничения на использованиеводы и критерии экологической ценности территорий. Розроблено математичну імовірнісну модель визначення технічного потенціалу малих річок, яка враховує природоохоронні обмеження на використання води та критерії екологічної цінності територій Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2018-07-01 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/65 Vidnovluvana energetika ; No. 2 (49) (2017): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 75-83 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 2 (49) (2017): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 75-83 Відновлювана енергетика; № 2 (49) (2017): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 75-83 2664-8172 1819-8058 uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/65/43 Copyright (c) 2017 A. Moroz https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
spellingShingle	capacity ecology electricity flow of the river hydropower power Moroz, A. The mathematical model of probability determination technological capacity of small rivers
title	The mathematical model of probability determination technological capacity of small rivers
title_alt	Математическая вероятностная модель определения технического потенциала малых рек Математична імовірнісна модель визначення технічного потенціалу малих річок
title_full	The mathematical model of probability determination technological capacity of small rivers
title_fullStr	The mathematical model of probability determination technological capacity of small rivers
title_full_unstemmed	The mathematical model of probability determination technological capacity of small rivers
title_short	The mathematical model of probability determination technological capacity of small rivers
title_sort	mathematical model of probability determination technological capacity of small rivers
topic	capacity ecology electricity flow of the river hydropower power
topic_facet	capacity ecology electricity flow of the river hydropower power гідроенергетика екологія електроенергія потенціал потужність стік річки гидроэнергетика мощность потенциал сток реки экология электроэнергия
url	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/65
work_keys_str_mv	AT moroza themathematicalmodelofprobabilitydeterminationtechnologicalcapacityofsmallrivers AT moroza matematičeskaâveroâtnostnaâmodelʹopredeleniâtehničeskogopotencialamalyhrek AT moroza matematičnaímovírnísnamodelʹviznačennâtehníčnogopotencíalumalihríčok AT moroza mathematicalmodelofprobabilitydeterminationtechnologicalcapacityofsmallrivers

The mathematical model of probability determination technological capacity of small rivers

Institution

Similar Items