今年12月14日8时43分一、水电站最大工作容量的确定
今年12月14日8时43分今年12月14日8时43分一、水电站最大工作容量的确定水电站最大工作容量：指设计水平年电力系统负荷最高（一般出现在冬季枯水季节）时水电站能担负的最大发电容量。从可靠性方面，必须满足电力系统的电力、电量平衡要求，即：从经济性方面，应使系统的计算支出最小。原则：以水电站提供的保证电能为前提，使水电站的工作容量尽可能大。第一节水电站装机容量的选择今年12月14日8时43分无调节水电站的最大工作容量的确定无调节水电站的最大工作容量等于按设计保证率所求出的保证出力。若设计枯水日的平均流量为Q，则无调节水电站的保证出力为：今年12月14日8时43分日调节水电站的最大工作容量的确定日调节水电站可以利用其调节日内径流的能力，使水电站的出力适应日内负荷变化的要求，考虑可靠性和经济性原则，以保证电能为控制条件，让水电站承担系统峰荷，使水电站最大工作容量尽可能大。图5-1日调节水电站N的确定今年12月14日8时43分日调节水电站的最大工作容量的确定如果水电站下游河道有航运要求或有供水任务，则水电站必须有一部分工作容量担任系统的基荷，保证在一昼夜内下游河道具有一定的航运水深或供水流量。 #
设下游航运或供水要求水电站在一昼夜内泄出均匀流量Q则水电站必须担任的基荷工作容量为：具有综合利用要求时，最大工作容量的确定今年12月14日8时43分年调节水电站的最大工作容量的确定主要取决于设计供水期内的保证电能，为了满足可靠性要求，水电站在供水期承担的电能应等于保证电能；为了满足经济性要求，应使水电站最大工作容量尽可能大，供水期水电站应尽可能在峰荷工作，所确定的水火电站工作容量之和应等于系统的最大负荷，避免出现不必要的重复工作容量。今年12月14日8时43分年调节水电站的最大工作容量的确定（1）在水库供水期，应尽量使拟建水电站担任系统的峰荷或腰荷。水电站最大工作容量，则火电站的就，从而节省系统对电站的总投资。假设至少三个最大工作容量方案，定出各方案相应的日电能量。今年12月14日8时43分（2）对每个方案供水期各个月份水电站的日电能量除以24小时，即得各个月份水电站的日平均出力。每月的平均小时数第1方案供水期第i月份的月平均出力今年12月14日8时43分（3）作出水电站各个最大工作容量方案与其相应的供水期保证电能的关系曲线。然后根据所定出的水电站设计枯水年供水期的保证电能，即可从图下图中求出年调节水电站的最大工作容量。
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今年12月14日8时43分（4）在电力系统日最大负荷年变化图上定出水、火电站的工作位置。两者的交线为水平线，并由此作出系统出力平衡图。今年12月14日8时43分二、电力系统备用容量的确定负荷备用容量（水）：根据《水利水电工程水利动能设计规范(SDJ11-77)》,一般采用系统最大负荷的5%左右，大型电力系统可采用较小值；事故备用容量（水、火）：一般采用系统最大负荷的10%左右，但不得小于系统中最大一台机组的容量；检修备用容量（火）：水电站每台机组平均年计划检修时间为10~15天，火电站15~30天。今年12月14日8时43分季节容量的经济年利用小时数确定季节容量N时，首先应根据季节用户的特点，初步拟定设计水电站季节容量N并按日平均出力历时曲线计算出相应的季节电能E。然后计算季节容量的经济年利用小时。根据上述方法，求出季节容量(重复容量)后，即可初步确定水电站的装机容量。电力系统中重复容量（季节容量）的确定今年12月14日8时43分水电站装机容量的确定(一)按负荷要求确定装机容量按负荷要求确定装机容量的基本依据是电力电量平衡，即供需平衡。设计新水电站时，应满足电力系统在设计水平年对该电站在容量(电力)、电能(电量)方面的要求。
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(二)装机容量选择的简化方法1.装机容量年利用小时数法：水电站的多年平均发电量除以装机容量，即为装机容量年利用小时数，简称年利用小时数，用h表示水电站机电设备利用率大小的指标今年12月14日8时43分水电站装机容量的确定水电站的多年平均年发电量与装机容量存在着密切关系,先假定若干个装机容量方案，算出每个方案的的平均年发电量，再利用上式计算各方案的年利用小时数，即可绘制的关系曲线。今年12月14日8时43分关键在于如何确定水电站的设计年利用小时数，它的大小与地区的水力资源情况、系统负荷特性、系统内水、火电站比重、水库调节性能、水电站的运行方式及综合利用情况等因素有关，对于小型水电站，在2000～6000小时之间根据实际情况分析选低，且调节性能越好，h当电力系统内水电站较多且部分水电站调节性能较好时，则新设计的水电站可担负较均匀的负荷，其h取较高值；供工业用电较供农副产品加工和照明用电的h高些；以灌溉为主的水库，而水电站又仅用灌溉期水量发电时，可以较低。水电站装机容量的确定今年12月14日8时43分2.保证出力倍比法：根据已知水电站的经验统计，不同特点的水电站，其保证出力与装机容量之间具有较合理的比例关系，即倍比系数，C=1.5～4.5原则：水力资源丰富，水量年内分配较均匀的地区，C取较小值，反之取大值；季节性用电多的地区，C取较大值，反之取较小水电站装机容量的确定今年12月14日8时43分3.套用定型机组：小型水电站的机组设备应根据生产和供应情况，套用现成产品，确定水电站装机容量。 #
机组机型应根据水能计算成果、枢纽或厂房布置，并考虑机组安装台数来确定。为保证水电站检修方便，通常机组不应少于两台，为保证运行灵活可靠，管理方便，小型水电站机组台数不宜超过4台。机组机型及台数确定后，应核定多年平均年发电量和年利用小时数。水电站装机容量的确定今年12月14日8时43分【例】某地区为了解决照明及农副产品加工用电问题，拟修建一座无调节水电站，确定上游水位Z＝66m，下游水位(变化很小，视作常数)＝45m。根据水文资料条件，计算时段以月为单位。水电站处各设计代表年的月平均流量见下表。选定设计保证率为65%。试作该水电站的水能计算。（A=7.0）代表年各月平均流量全年平均流量.901.051.354.203.605.203.154.352.401.801.300.652.500.600.561.101.602.305.003.002.051.701.751.050.501.77枯水年0.400.600.561.302.052.502.201.561.800.450.200.151.151）保证出力的计算根据站址处3个代表年的月平均流量资料，以0.3m／s为间隔进行分组，计算各组流量的频率(保证率)，列入表第(5)栏。
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以表中第(2)栏和第(5)栏数据绘成流量频率曲线(见图)。由水电站设计保证率P＝65%，查得保证流量Q 无调节水电站装机容量的确定今年12月14日8时43分 流量 分组 分组平均 流量 出现 次数 累计出现 次数 频率 5.20～5.495.35 2.74.90～5.19 5.05 5.44.60～4.89 4.75 5.44.30～4.59 4.45 8.14.00～4.29 4.15 10.83.70～3.99 3.85 10.83.40～3.69 3.55 13.53.10～3.39 3.25 16.22.80～3.09 2.95 18.92.50～2.79 2.65 21.62.20～2.49 2.35 1124.7 1.90～2.19 2.05 1335.1 1.60～1.89 1.75 1848.6 1.30～1.59 1.45 2259.5 1.00～1.29 1.15 2567.6 0.70～0.99 0.85 2670.3 0.40～0.69 0.55 3491.9 0.10～0.39 0.25 3697.3 KW 4566 无调节水电站装机容量的确定今年12月14日8时43分 分组平均 流量 水头 出力N=7.0QH 出力差 频率P保证历时 t=8760P 电量差 N.t累积电量E 装机年利用小 时数h年=E/N 5.35 21 786.45 44.1 2.7 237 10431 2909 5.05 21 742.35 44.1 5.4 473 20861 3068 4.75 21 698.25 44.1 5.4 473 20861 3232 4.45 21 654.15 44.1 8.1 710 31292 3417 4.15 21 610.05 44.1 10.8 946 41722 3613 3.85 21 565.95 44.1 10.8 946 41722 3821 3.55 21 521.85 44.1 13.5 1183 52153 4064 3.25 21 477.75 44.1 16.2 1419 62583 4330 2.95 21 433.65 44.1 18.9 1656 73014 4626 2.65 21 389.55 44.1 21.6 1892 83444 2.35 21 345.45 44.1 24.7 2164 95420 2.05 21 301.35 44.1 35.1 3075 1.75 21 257.25 44.1 48.6 4257 1.45 21 213.15 44.1 59.5 5212 1.15 21 169.05 44.1 67.6 5922 0.85 21 124.95 44.1 70.3 6158 7522 0.55 21 80.85 44.1 91.9 8050 8265 0.25 21 36.75 36.75 97.3 8523 8523 今年12月14日8时43分 根据表中的数据，绘制N 300 700 800 900 2 5 800 300 700 800 900 50100 150 200 250 根据该水电站的特性，选用装机年利用小时数为4500小时，并由N 关系曲线查得装机容量为460kW。 #
参考附近工厂机组生产情况，选用两台250kW的机组，故最后确定水电站的装机容量 为2502＝500kW。由N 关系曲线，求得该水电站的多年平均年发电量 =212万kWh。今年12月14日8时43分 日调节水电站装机容量的确定 备注：三个代表年的日平均流量已知 今年12月14日8时43分 日调节水电站装机容量的确定 今年12月14日8时43分 日调节水电站装机容量的确定 今年12月14日8时43分 日调节水电站装机容量的确定 今年12月14日8时43分 日调节水电站装机容量的确定 今年12月14日8时43分 某水电站为坝式年调节水电站正常蓄水位和死水位，设计保证率 为80%。水库以发电为主，兴利库容V 。，库区无其它部门引水。设计枯水代表年月平均流量资料如下 表第(1)、(2)栏所示。试求该水电站的保证出 力和装机容量 (其中出力系数A＝7)。 年调节水电站装机容量的确定 今年12月14日8时43分 今年12月14日8时43分 采用代表年法计算保证出力，即对设计枯水年进行水能 计算，具体步骤如下： 水库按等流量调节，先假定供水期为10～2月，供水期5 个月的天然来水量为： ＝(2.00＋2.05＋0.85＋1.50＋2.8)30.＝ 10 2416 则此流量与天然来水比较，发现9月份流量小于，应重新汁算供水期为9～2月共6个月的天然来水量，W /s填入表中第(3)栏供水月份内。 #
年调节水电站装机容量的确定 今年12月14日8时43分 此值与天然来水流量相比较，可知蓄水期定得合理。然后逐月进行水量平衡计算，求出各月平均蓄水量，查 库容曲线得各月的平均库水位，再由各月调节流量查得下游 水位，算出每月平均水头和平均出力。供水期的平均出力即 为水电站保证出力。 kW 821 895 936 956 现设3～8月为蓄水期，蓄水期亦按等流量调节，其调节流量为：年调节水电站装机容量的确定 今年12月14日8时43分 今年12月14日8时43分 年调节水电站装机容量的确定 今年12月14日8时43分 第二节 水电站水库正常蓄水位的选择 一、正常蓄水位的选择 正常蓄水位是水电站的一个重要参数。一方 面，正常蓄水位的高低直接影响坝高和水库淹没 范围，另一方面，正常蓄水位的高低又决定水电 站的水头、出力和发电量以及其它综合效益。因 此，正常蓄水位的选择必须全面考虑，并通过经 济、技术方面的综合分析论证而决定。 今年12月14日8时43分 正常蓄水位Z 与水电站动能指标(保证出力N ，多年平均年发电量E )和主要参数(装机容量N )之间的关系如右图所示。 #
抬高正常蓄水位，水电站的保证出力、 装机容量和多年平均年发电量的 绝对值也随之增大，但其增长率 则越来越小。 从经济指标方面来看，抬高正 常蓄水位，水电站的工程量、水 库淹没损失、投资及年运行费等， 不仅绝对值而且其增长率都是递 增的，正常蓄水位与水电站基建 投资K和年运行费A之间的一般 关系如右图所示。 今年12月14日8时43分 上述关系表明，从动能经济比较角度来 看，正常蓄水位的抬高必有其经济上的极限 值。因此，必须通过分析研究正常蓄水位的 可能变动范围，拟定若干个比较方案，分别 确定各方案的水利动能效益和工程经济方面 的指标，然后通过技术经济分析比较和综合 论证，才能选取最有利的正常蓄水位。 今年12月14日8时43分 拟定正常蓄水位方案时要考虑的因素： (1)坝址及库区的地形地质条件 (2)库区淹没条件 淹没范围大小常常是限制正常 蓄水位的决定性因素。 (3)河流梯级开发方案。 (4)径流利用程度和水量损失 当正常蓄水位达到 一定高程后，水量利用已较充分，若再抬高正常蓄 水位正常蓄水位和死水位，获益就不大了，甚至可能因水库蒸发和渗漏 损失的增加而得不偿失。 (5)其它限制条件 如建筑材料和设备的供应、工 程量、施工条件以及工程的总投资额等，也是限制 正常蓄水位的重要因素。
今年12月14日8时43分 选择正常蓄水位的步骤和方法： 拟定方案(2)拟定水库的消落深度 根据经验，（Hmax为坝所集中的最大水头） 坝式年调节水电站的hn=(20～30)％Hmax； 坝式多年调节水电站hn＝(30～40)％Hmax； 混合式水电站hn＝40％Hmax； (3）对各个方案采用较简化的方法进行径流调节 和水能计算，并求出各个方案之间指标的差值。 今年12月14日8时43分 选择正常蓄水位的步骤和方法： (4)计算各方案的工程量、劳动力、建筑材料及 各种设备所需的投资和年运行费等。 (5)计算各方案的淹没和浸没的实物指标及补偿 费用。 (6)进行水利动能经济计算。 经济比较今年12月14日8时43分 第三节 水电站水库死水位的选择 在正常蓄水位一定的条件下，死水位决定了水 库的消落深度(或称工作深度)和调节库容，并影响 到水电站的利用水量和工作水头。 在正常蓄水位一定的条件下，水电站的利用水 量总是随着死水位的降低和调节库容的加大而增加， 但水电站的平均水头却随着死水位的降低而减小。 所以，对发电来说，考虑到水头因素的影响， 并不总是死水位越低，死库容越小、调节库容越大， 动能就越有利。 #
因此，要选取一个动能、经济上都 有利的死水位或消落深度。 一、死水位的选择 今年12月14日8时43分 二、死水位选择的原则 1.保证自流灌溉必要的引水高程 2.考虑水库泥沙淤积要求 3.满足水电站最低水头要求 承担发电任务的水库，死水位或正常蓄水位以及消落深度 的选择，是需要通过经济比较的。需要在水轮机的允许水头变 化范围内，以保证所需要的最低水头来选择死水位。 4.满足其它用水部门的要求 当水库上游有通航要求时，水库死水位不得小于最小航深 的要求。同时要考虑船闸、码头与水库水位的关系。为了发展 水库养鱼，死水位的确定要保证有足够的水面面积与容积。以 满足鱼类生存的需要。北方严寒地区的水库，还需考虑冰冻， 即在死水位冰层以下，应保留足够的容积，供鱼类栖息。另外， 为了满足生态、环境、旅游、卫生等需要，要求水库水位消落 到死水位时，有一定的面积与容积。 今年12月14日8时43分 自流灌溉对引水渠首 的水面高程有一定要求 （见图A点）这个高程可根 据灌区控制高程及引水渠 的纵坡和渠道长度推算而 得。根据放水建筑物型式 （有压或无压）进行水力 学计算，推求维持放水建 筑物泄放渠道流量的最小 水头H min ，加上A点高程， 即为死水位。 #
今年12月14日8时43分 (1)根据水电站的设计保证率，选择设计枯水 年或枯水系列。 (2)在选定的正常蓄水位情况下，根据各方面 要求，拟定若干个死水位方案，求出相应的兴利 库容和水库工作深度。 (3)对各死水位方案进行径流调节及水能计算 ，求出各方案的N fm 三、选择死水位的方法和步骤今年12月14日8时43分 (5)计算各方案的水工和机电投资与年运行费； 然后，根据水工建筑物与机电设备的不同经济 寿命，求出不同死水位方案水电站的年费用NF (6)对不同死水位方案，为了同等程度地满足系统对电力、电量的要求，应计算各方案替代电 站的补充必需容量和电量，并求出各方案的补 充年费用NF 最小准则，并综合考虑各方面的要求，确定满意合理的死水位 方案。 三、选择死水位的方法和步骤 #
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