水電站水能計(jì)算

1、2021/3/171第七章第七章 水電站水能計(jì)算水電站水能計(jì)算2021/3/172v7.1 7.1 概述概述 v7.2 7.2 水電站的保證出力和發(fā)電量計(jì)算水電站的保證出力和發(fā)電量計(jì)算v7.3 7.3 電力系統(tǒng)的負(fù)荷與容量組成電力系統(tǒng)的負(fù)荷與容量組成v7.4 7.4 水電站裝機(jī)容量的選擇水電站裝機(jī)容量的選擇v7.5 7.5 水庫防洪特征水位的選擇水庫防洪特征水位的選擇本章內(nèi)容結(jié)構(gòu)本章內(nèi)容結(jié)構(gòu):2021/3/1737.1 7.1 概述概述 7.1.1 7.1.1 水電站水能計(jì)算的內(nèi)容、目的和基本資料水電站水能計(jì)算的內(nèi)容、目的和基本資料 7.1.2 7.1.2 水能利用的原理及開發(fā)方式水能利用的原

2、理及開發(fā)方式 第一節(jié)內(nèi)容結(jié)構(gòu)第一節(jié)內(nèi)容結(jié)構(gòu):2021/3/174v 內(nèi)容內(nèi)容: 水能計(jì)算主要是確定水電站的動(dòng)能指標(biāo)水能計(jì)算主要是確定水電站的動(dòng)能指標(biāo)保證出力保證出力和多年平均年發(fā)電量和多年平均年發(fā)電量, ,及其相應(yīng)的主要參數(shù)及其相應(yīng)的主要參數(shù)裝機(jī)容量裝機(jī)容量和水庫的正常蓄水位。和水庫的正常蓄水位。 水電站的保證出力和發(fā)電量計(jì)算水電站的保證出力和發(fā)電量計(jì)算, ,是水能計(jì)算的重要環(huán)是水能計(jì)算的重要環(huán)節(jié)、故通常又將保證出力和發(fā)電量計(jì)算稱為水能計(jì)算。節(jié)、故通常又將保證出力和發(fā)電量計(jì)算稱為水能計(jì)算。7.1.1 7.1.1 水電站水能計(jì)算的內(nèi)容、目的和基本資料水電站水能計(jì)算的內(nèi)容、目的和基本資料2021/

3、3/175v目的目的: 在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段, ,假定若干個(gè)水庫正常蓄水位方案假定若干個(gè)水庫正常蓄水位方案, ,為為最終確定電站規(guī)模提供依據(jù)最終確定電站規(guī)模提供依據(jù); ; 在運(yùn)行階段在運(yùn)行階段, ,根據(jù)水電站及水庫的實(shí)際運(yùn)行情況根據(jù)水電站及水庫的實(shí)際運(yùn)行情況, ,計(jì)算計(jì)算水電站在各時(shí)段的出力和發(fā)電量水電站在各時(shí)段的出力和發(fā)電量, ,以便確定電力系統(tǒng)中各電以便確定電力系統(tǒng)中各電站的合理運(yùn)行方式。站的合理運(yùn)行方式。7.1.1 7.1.1 水電站水能計(jì)算的內(nèi)容、目的和基本資料水電站水能計(jì)算的內(nèi)容、目的和基本資料2021/3/176v基本資料基本資料: 特性曲線特性曲線水庫面積曲線和水庫容積曲

4、線水庫面積曲線和水庫容積曲線; ;水文資料水文資料壩址斷面的壩址斷面的 、洪水及流域的降雨、蒸發(fā)等資料、洪水及流域的降雨、蒸發(fā)等資料; ;用水資料用水資料發(fā)電、灌溉、航運(yùn)、環(huán)境衛(wèi)生等綜合用水資料發(fā)電、灌溉、航運(yùn)、環(huán)境衛(wèi)生等綜合用水資料; ; 此外此外, ,還需要還需要: :電力系統(tǒng)負(fù)荷、水輪機(jī)特性、發(fā)電引水系統(tǒng)電力系統(tǒng)負(fù)荷、水輪機(jī)特性、發(fā)電引水系統(tǒng) 以及下游水位流量關(guān)系曲線等資料以及下游水位流量關(guān)系曲線等資料7.1.1 7.1.1 水電站水能計(jì)算的內(nèi)容、目的和基本資料水電站水能計(jì)算的內(nèi)容、目的和基本資料2021/3/177v水能利用的原理水能利用的原理（1）水能的基本概念）水能的基本概念 河流

5、中流動(dòng)著的水流蘊(yùn)藏著一定的能量河流中流動(dòng)著的水流蘊(yùn)藏著一定的能量, ,稱為水能。在天稱為水能。在天然情況下然情況下, ,這些能量消耗于水流的內(nèi)部摩擦這些能量消耗于水流的內(nèi)部摩擦, ,克服沿程河床阻克服沿程河床阻力力, ,沖刷河床和夾帶泥沙等方面。采取一定的工程技術(shù)措施沖刷河床和夾帶泥沙等方面。采取一定的工程技術(shù)措施后后, ,可將水能變?yōu)殡娔芸蓪⑺茏優(yōu)殡娔? ,為人類服務(wù)。為人類服務(wù)。7.1.2 7.1.2 水能利用的原理及開發(fā)方式水能利用的原理及開發(fā)方式2021/3/178（2） 水能計(jì)算原理推導(dǎo)水能計(jì)算原理推導(dǎo) 圖圖7-1 河段內(nèi)蘊(yùn)藏水能示意圖河段內(nèi)蘊(yùn)藏水能示意圖N9.81QH (kw)W

6、ZEgvrP)(2112111WZEgvrP)(2222222).()(212121mkgHWWZZEEE)/.(21smkgQHNTWHTE7.1.2 7.1.2 水能利用的原理及開發(fā)方式水能利用的原理及開發(fā)方式2021/3/179 E EAQHAQH凈凈T T (kw.h) (kw.h) N981QH (kw)H凈凈=HH A為出力系數(shù)為出力系數(shù),在初步規(guī)劃設(shè)計(jì)估算時(shí)在初步規(guī)劃設(shè)計(jì)估算時(shí),大中型水電站可大中型水電站可取取A=7.5-8.5;小型水電站可取小型水電站可取A6.5-7.5。理論值理論值損失損失實(shí)際值實(shí)際值)81. 9QH81. 9KWAQHQHN（凈凈凈電水2021/3/171

7、0v 開發(fā)方式開發(fā)方式:集中落差和引取流量的方式。集中落差和引取流量的方式。 根據(jù)開發(fā)河段自然條件的差異根據(jù)開發(fā)河段自然條件的差異,水能的開發(fā)水能的開發(fā)方式主要有方式主要有壩式、引水式、混合式壩式、引水式、混合式三種。三種。7.1.2 7.1.2 水能利用的原理及開發(fā)方式水能利用的原理及開發(fā)方式2021/3/17111、壩式、壩式(蓄水式蓄水式)水電站水電站7.1.2 7.1.2 水能利用的原理及開發(fā)方式水能利用的原理及開發(fā)方式2021/3/17122、引水式水電站、引水式水電站7.1.2 7.1.2 水能利用的原理及開發(fā)方式水能利用的原理及開發(fā)方式2021/3/17133、混合式水電站、混合

8、式水電站7.1.2 7.1.2 水能利用的原理及開發(fā)方式水能利用的原理及開發(fā)方式2021/3/17147.2 7.2 水電站的保證出力和發(fā)電量計(jì)算水電站的保證出力和發(fā)電量計(jì)算 7.2.17.2.1水電站的保證出力與保證電能計(jì)算水電站的保證出力與保證電能計(jì)算 1 1、無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)水電站的保證出力與保證電能計(jì)算、無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)水電站的保證出力與保證電能計(jì)算 2 2、年調(diào)節(jié)水電站的保證出力與保證電能計(jì)算、年調(diào)節(jié)水電站的保證出力與保證電能計(jì)算 3 3、多年調(diào)節(jié)水電站的保證出力與保證電能計(jì)算、多年調(diào)節(jié)水電站的保證出力與保證電能計(jì)算 7.2.2 7.2.2 水電站的多年平均年發(fā)電量計(jì)算水電站的多年平均年

9、發(fā)電量計(jì)算第二節(jié)內(nèi)容結(jié)構(gòu)第二節(jié)內(nèi)容結(jié)構(gòu):2021/3/17151 1、無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)水電站水能計(jì)算方法、無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)水電站水能計(jì)算方法v 定義定義: : 因庫容較小不能調(diào)節(jié)天然徑流的水電站因庫容較小不能調(diào)節(jié)天然徑流的水電站, ,稱為稱為無調(diào)節(jié)水電站。無調(diào)節(jié)水電站。 如果庫存能夠按發(fā)電要求調(diào)節(jié)一日如果庫存能夠按發(fā)電要求調(diào)節(jié)一日以內(nèi)的天然徑流以內(nèi)的天然徑流, ,稱為日調(diào)節(jié)水電站。稱為日調(diào)節(jié)水電站。v 相同點(diǎn)相同點(diǎn): :無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)水電站的出力計(jì)算無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)水電站的出力計(jì)算, ,都以都以 “日日”為計(jì)算時(shí)段為計(jì)算時(shí)段, ,故其保證出力故其保證出力N N保保為相應(yīng)于設(shè)計(jì)保為相應(yīng)于設(shè)計(jì)保證率的日

10、平均出力。證率的日平均出力。v差異差異: :日調(diào)節(jié)水電站的上下游水位日調(diào)節(jié)水電站的上下游水位, ,隨一日之內(nèi)的用水隨一日之內(nèi)的用水量不同而發(fā)生變化。量不同而發(fā)生變化。2021/3/1716例例7-1 7-1 某河床式水電站為無調(diào)節(jié)水電站某河床式水電站為無調(diào)節(jié)水電站, ,具有具有1818年徑流資料年徑流資料, ,其其系列的代表性較好系列的代表性較好, ,有關(guān)資料列入表有關(guān)資料列入表7-17-1中中, ,設(shè)計(jì)保證率設(shè)計(jì)保證率P P=80%=80%。試推求該水電站的保證出力試推求該水電站的保證出力N N保保和日保證電能和日保證電能E E保保。 （1 1）分組）分組; ; （7 7）出力）出力; ;

11、（2 2）求可能引用的發(fā)電流量）求可能引用的發(fā)電流量; ;（8 8）累積出現(xiàn)次數(shù)）累積出現(xiàn)次數(shù); ; （3 3）上游水位）上游水位; ; （9 9）累積頻率）累積頻率; ; （4 4）下游水位）下游水位; ; （1010）保證時(shí)間）保證時(shí)間; ; （5 5）水頭損失）水頭損失; ; （1111）求保證出力）求保證出力; ; （6 6）凈水頭）凈水頭; ; （1212）求日保證電能）求日保證電能1、無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)水電站水能計(jì)算方法、無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)水電站水能計(jì)算方法日平均日平均流量分組流量分組（m3/s）各組日各組日平均流平均流量中值量中值m3/s引用及引用及損失損失流量流量m3/s發(fā)電發(fā)電流量流

12、量Q電電m3/s上游上游水位水位Z上上（m）下游下游水位水位Z下下（m）水頭水頭損失損失Hm凈水頭凈水頭H凈凈（m）出力出力NkW各組出各組出現(xiàn)次數(shù)現(xiàn)次數(shù)（日）（日）累積出累積出現(xiàn)次數(shù)現(xiàn)次數(shù)（日）（日）累積頻率累積頻率P（%）保證保證時(shí)間時(shí)間(按年計(jì)按年計(jì))t=8760P（h）1112132202204216295.85276.38276.381.11.118.3718.3731740317405985985985989.19.17972201802004196295.85276.32276.321.11.118.4318.43289002890012512572372311.011.0964

13、1801401604156295.85276.23276.231.11.118.5218.5223110231103613611084108416.516.514451401201305125295.85276.10276.101.11.118.6518.6518650186505985981682168225.625.622431201001105105295.85276.02276.021.11.118.7318.7315730157306906902372237236.136.131621008090585295.85275.90275.901.11.118.8518.851282012

14、820226022604632463270.570.56176806070664295.85275.80275.801.11.118.9518.9597009700137313736005600591.491.48007604050644295.85275.65275.651.11.119.1019.10672067203153156320632096.296.28427402030624295.85275.45275.451.11.119.3019.30371037101711716491649198.898.886552020614295.85275.30275.301.11.119.45

15、19.45218021807979657065701001008760例題例題7-1 7-1 解答解答2021/3/17181、無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)水電站水能計(jì)算方法、無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)水電站水能計(jì)算方法2021/3/17192 2、年調(diào)節(jié)水電站水能計(jì)算、年調(diào)節(jié)水電站水能計(jì)算v定義定義:水庫的興利庫容能夠?qū)σ荒陜?nèi)的天然徑流進(jìn)行重新分水庫的興利庫容能夠?qū)σ荒陜?nèi)的天然徑流進(jìn)行重新分配配,將豐水期的余水量蓄起來提高枯水期的發(fā)電流量、這類將豐水期的余水量蓄起來提高枯水期的發(fā)電流量、這類水電站稱為年調(diào)節(jié)水電站。水電站稱為年調(diào)節(jié)水電站。v方法方法: 設(shè)計(jì)枯水年法設(shè)計(jì)枯水年法 和和 長序列法長序列法 方案比較階段一般

16、采用設(shè)計(jì)枯水年法方案比較階段一般采用設(shè)計(jì)枯水年法;對選定方案要求對選定方案要求較詳細(xì)的水能計(jì)算可采用長系列法。較詳細(xì)的水能計(jì)算可采用長系列法。 等流量法等流量法 和和 等出力法等出力法2021/3/1720設(shè)計(jì)枯水年法設(shè)計(jì)枯水年法實(shí)測徑流序列實(shí)測徑流序列設(shè)計(jì)枯水年徑流設(shè)計(jì)枯水年徑流設(shè)計(jì)年徑流量設(shè)計(jì)年徑流量年內(nèi)分配年內(nèi)分配興利調(diào)節(jié)計(jì)算興利調(diào)節(jié)計(jì)算設(shè)計(jì)枯水年供水期調(diào)節(jié)流量設(shè)計(jì)枯水年供水期調(diào)節(jié)流量供水期的平均出力供水期的平均出力,即為年調(diào)節(jié)水電站的保證出力即為年調(diào)節(jié)水電站的保證出力等流量或等出力等流量或等出力水能計(jì)算水能計(jì)算頻率計(jì)算頻率計(jì)算2021/3/1721長序列法長序列法實(shí)測徑流序列實(shí)測徑流序

17、列逐年進(jìn)行興利調(diào)節(jié)計(jì)算逐年進(jìn)行興利調(diào)節(jié)計(jì)算各年供水期的平均出力各年供水期的平均出力繪制供水期平均出力保證率曲繪制供水期平均出力保證率曲線線年調(diào)節(jié)水電站保證出力年調(diào)節(jié)水電站保證出力各年供水期各年供水期逐年進(jìn)行供水期水能計(jì)算逐年進(jìn)行供水期水能計(jì)算頻率計(jì)算頻率計(jì)算2021/3/1722（1 1）用等流量法進(jìn)行設(shè)計(jì)枯水年的水能計(jì)算）用等流量法進(jìn)行設(shè)計(jì)枯水年的水能計(jì)算圖圖7-8 設(shè)計(jì)枯水年調(diào)節(jié)流量計(jì)算示意圖設(shè)計(jì)枯水年調(diào)節(jié)流量計(jì)算示意圖供水期的調(diào)節(jié)流量供水期的調(diào)節(jié)流量QP供供為為QP供供（W供供V興興）/T供供蓄水期的調(diào)節(jié)流量蓄水期的調(diào)節(jié)流量QP蓄蓄為為QP蓄蓄（W蓄蓄V興興）/T蓄蓄原理原理:2021/

18、3/1723例例7-27-2 : :以發(fā)電為主的某年調(diào)節(jié)水電站以發(fā)電為主的某年調(diào)節(jié)水電站, ,設(shè)計(jì)保證率設(shè)計(jì)保證率P P=90%=90%, ,水庫正水庫正常蓄水位為常蓄水位為133.0m133.0m, ,死水位為死水位為110.0m110.0m, ,水庫水位庫容關(guān)系、下游水庫水位庫容關(guān)系、下游水位流量關(guān)系如表水位流量關(guān)系如表7-27-2。由分析計(jì)算得出壩址處的設(shè)計(jì)枯水年。由分析計(jì)算得出壩址處的設(shè)計(jì)枯水年流量過程流量過程, ,如表如表7-37-3中、欄。初步計(jì)算暫不計(jì)水庫的水量損中、欄。初步計(jì)算暫不計(jì)水庫的水量損失失, ,水頭損失按水頭損失按1.0m1.0m計(jì)算。試用等流量法推求該水電站的保證計(jì)

19、算。試用等流量法推求該水電站的保證出力和保證電能。出力和保證電能。（1 1）用等流量法進(jìn)行設(shè)計(jì)枯水年的水能計(jì)算）用等流量法進(jìn)行設(shè)計(jì)枯水年的水能計(jì)算時(shí)間時(shí)間(月月)天然天然流量流量Q天天（m3/s）引用引用流量流量Q引引（m3/s）水庫蓄水水庫蓄水(+)或供水或供水(-)棄水棄水流量流量Q棄棄m3/s時(shí)段末時(shí)段末蓄水量蓄水量V末末(（m3/s）.月）月）平均蓄水平均蓄水量量(（m3/s）.月）月）上游平上游平均均水位水位Z上上（m）下游平下游平均均水位水位Z下下（m）水頭水頭損失損失H（m）平均平均凈水頭凈水頭（m）平均平均出力出力N（kW）月發(fā)月發(fā)電量電量E（萬（萬kWh）Q（m3/s）W（m

20、3/s）11121314319.819.8007.707.70110.082.901.026.104134302414.914.9007.707.70110.082.901.026.103111227541.535.06.506.5014.2010.95114.283.651.029.558274604655.335.020.3020.3034.5024.35126.583.651.041.8511718855730.230.20034.5034.50133.083.451.048.551173085683.516.2-12.65-12.6521.8528.18129.082.701.045.

21、305853427928.816.212.6512.6534.5028.18129.082.421.045.305853427109.812.1-2.26-2.2632.2433.37132.382.421.048.884716344118.712.1-3.36-3.3628.8830.56130.882.421.047.384571334125.912.1-6.16-6.1622.7225.80127.882.421.044.38428231313.812.1-8.26-8.2614.4618.59122.282.421.038.78374127325.312.1-6.76-6.767.70

22、11.08114.582.421.031.082999219227.5227.5005181表表7-3 7-3 某年調(diào)節(jié)水電站等流量水能計(jì)算（不計(jì)水量損失某年調(diào)節(jié)水電站等流量水能計(jì)算（不計(jì)水量損失, ,P P=90%=90%）凈HV2021/3/1725例例7-37-3 : :根據(jù)例根據(jù)例7-27-2資料資料, ,按等出力試算法求該水電站的保按等出力試算法求該水電站的保證出力證出力N N保保及保證電能及保證電能E E保保。（2 2）用等出力法進(jìn)行設(shè)計(jì)枯水年的水能計(jì)算）用等出力法進(jìn)行設(shè)計(jì)枯水年的水能計(jì)算時(shí)時(shí)間間(月月)已知已知出力出力NkW天然天然流量流量Q天天m3/s引用引用流量流量Q引引m3

23、/s水庫蓄水水庫蓄水(+)或供水或供水(-)棄水棄水流量流量Q棄棄m3/s時(shí)段末時(shí)段末蓄水量蓄水量Q末末m3/s平均平均蓄水蓄水量量m3/s上游平上游平均均水位水位Z上上（m）下游下游平均平均水位水位Z下下（m）水頭水頭損失損失Hm平均凈平均凈水頭水頭m校核校核出力出力NkWQm3/sWm3/s11121314934.5(10)(4000)(9.8)(10.10)(-0.3)(-0.3)(34.2)(34.35)(133.02)(82.25)(1.0)(49.77)(4021)1011400040009.88.710.0510.17-0.25-1.47-0.25-1.4734.2532.783

24、4.3833.52133.05132.4682.2482.261.01.049.8149.20400540031240005.910.59-4.69-4.6928.0930.44130.4582.271.047.18399712400040003.85.311.6514.18-7.85-8.88-7.85-8.8820.2411.3624.1715.8126.32118.882.3882.551.01.042.9435.2540023999934.51011425042509.88.710.6910.92-0.89-2.22-0.89-2.2233.6131.3934.0632.5133.01

25、32.082.3082.341.01.049.7048.66425042511242505.911.58-5.68-5.6825.7128.55129.282.361.045.844247142503.813.10-9.30-9.3016.4121.06124.082.471.040.534248242505.318.10-12.80-12.803.6110.01113.282.821.029.384254表表7-4 某年某年調(diào)節(jié)水電站等出力水能計(jì)算（未計(jì)水量損失調(diào)節(jié)水電站等出力水能計(jì)算（未計(jì)水量損失,P=90%）V凈H2021/3/17273 3、多年調(diào)節(jié)水電站的保證出力與保證電能計(jì)算、多年

26、調(diào)節(jié)水電站的保證出力與保證電能計(jì)算v水庫的興利庫容較大水庫的興利庫容較大, ,能夠?qū)啄晟踔翈资甑奶烊粡绞徇M(jìn)行重新分能夠?qū)啄晟踔翈资甑奶烊粡绞徇M(jìn)行重新分配配, ,將豐水年組的余水蓄存起來將豐水年組的余水蓄存起來, ,提高枯水年組的發(fā)電流量提高枯水年組的發(fā)電流量, ,這類水電這類水電站稱為站稱為多年調(diào)節(jié)水電站多年調(diào)節(jié)水電站。v當(dāng)水庫經(jīng)過多年調(diào)節(jié)當(dāng)水庫經(jīng)過多年調(diào)節(jié), ,在相對于設(shè)計(jì)保證率的枯水年組內(nèi)所發(fā)出的平在相對于設(shè)計(jì)保證率的枯水年組內(nèi)所發(fā)出的平均出力。稱為均出力。稱為多年調(diào)節(jié)水電站的保證出力多年調(diào)節(jié)水電站的保證出力。v在設(shè)計(jì)枯水年組內(nèi)的總發(fā)電量為保證電能在設(shè)計(jì)枯水年組內(nèi)的總發(fā)電量為保證電

27、能, ,但電力系統(tǒng)都是以年來計(jì)但電力系統(tǒng)都是以年來計(jì)算發(fā)電量的算發(fā)電量的, ,故將按保證出力連續(xù)工作一年的發(fā)電量故將按保證出力連續(xù)工作一年的發(fā)電量, ,作為作為多年調(diào)節(jié)水多年調(diào)節(jié)水電站的保證電能電站的保證電能。定義定義2021/3/1728 特點(diǎn) 當(dāng)水電站水庫進(jìn)行多年調(diào)節(jié)時(shí)當(dāng)水電站水庫進(jìn)行多年調(diào)節(jié)時(shí), ,豐水年蓄存在水庫中的豐水年蓄存在水庫中的多余水量多余水量, ,可以調(diào)配到連續(xù)幾個(gè)枯水年份使用可以調(diào)配到連續(xù)幾個(gè)枯水年份使用, ,因此因此, ,多年調(diào)多年調(diào)節(jié)水電站的特點(diǎn)是其水庫能進(jìn)行年際間的水量調(diào)配節(jié)水電站的特點(diǎn)是其水庫能進(jìn)行年際間的水量調(diào)配, ,調(diào)節(jié)周調(diào)節(jié)周期可長達(dá)若干年期可長達(dá)若干年, ,

28、使水電站在連續(xù)枯水年組內(nèi)得到相同的平使水電站在連續(xù)枯水年組內(nèi)得到相同的平均出力和年發(fā)電量。均出力和年發(fā)電量。3 3、多年調(diào)節(jié)水電站的保證出力與保證電能計(jì)算、多年調(diào)節(jié)水電站的保證出力與保證電能計(jì)算2021/3/1729 （1 1）按水電站的設(shè)計(jì)保證率）按水電站的設(shè)計(jì)保證率P P設(shè)計(jì)算水庫正常供水允許破壞的設(shè)計(jì)算水庫正常供水允許破壞的年數(shù)年數(shù) T T破破n- Pn- P設(shè)設(shè)(n+1)(n+1); ; （2 2）從年徑流長序列中）從年徑流長序列中, ,選擇最枯的連續(xù)枯水年組選擇最枯的連續(xù)枯水年組, ,逆時(shí)序從該逆時(shí)序從該枯水年組末起扣除允許破壞年數(shù)枯水年組末起扣除允許破壞年數(shù)T T破破, ,余下的年

29、組即為所選的設(shè)余下的年組即為所選的設(shè)計(jì)枯水年組計(jì)枯水年組; ; （3 3）按等流量調(diào)節(jié)計(jì)算設(shè)計(jì)枯水系列的調(diào)節(jié)流量）按等流量調(diào)節(jié)計(jì)算設(shè)計(jì)枯水系列的調(diào)節(jié)流量; ; （4 4）按等流量調(diào)節(jié)計(jì)算）按等流量調(diào)節(jié)計(jì)算N N保和保和E E保。保。 計(jì)算方法計(jì)算方法2021/3/17307.2.2 7.2.2 水電站的多年平均年發(fā)電量計(jì)算水電站的多年平均年發(fā)電量計(jì)算定義定義: 無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)及多年調(diào)節(jié)水電站的無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)及多年調(diào)節(jié)水電站的多年平均發(fā)多年平均發(fā)電量電量,均為多年運(yùn)行期間平均每年所產(chǎn)生的電能。均為多年運(yùn)行期間平均每年所產(chǎn)生的電能。計(jì)算方法計(jì)算方法:1、代表年法或代表年組法、代表年

30、法或代表年組法2、長序列法、長序列法2021/3/1731v在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段, ,其計(jì)算精度要求不高其計(jì)算精度要求不高, ,可采用簡化方法計(jì)算可采用簡化方法計(jì)算, ,一般采用一般采用平水年法平水年法計(jì)算多年平均年發(fā)電量。計(jì)算多年平均年發(fā)電量。v水電站的初步設(shè)計(jì)階段水電站的初步設(shè)計(jì)階段, ,一般采用一般采用三代表年法。三代表年法。是以三個(gè)代表是以三個(gè)代表年年( (設(shè)計(jì)枯水年、設(shè)計(jì)中水年和設(shè)計(jì)豐水年設(shè)計(jì)枯水年、設(shè)計(jì)中水年和設(shè)計(jì)豐水年) )的年發(fā)電量的平的年發(fā)電量的平均值作為水電站多年平均年發(fā)電量。均值作為水電站多年平均年發(fā)電量。1 1、代表年法或代表年組法、代表年法或代表年組法）（枯平

31、豐年旬月月年EEEENNEEiiii312437303611213、多年調(diào)節(jié)水電站的保證出力與保證電能計(jì)算、多年調(diào)節(jié)水電站的保證出力與保證電能計(jì)算2021/3/1732v方法方法: :長系列法要求對實(shí)測徑流資料依時(shí)序逐年逐長系列法要求對實(shí)測徑流資料依時(shí)序逐年逐時(shí)段進(jìn)行水能計(jì)算時(shí)段進(jìn)行水能計(jì)算, ,并在對逐時(shí)段平均出力進(jìn)行統(tǒng)并在對逐時(shí)段平均出力進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上求得水電站的多年平均年發(fā)電量。計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上求得水電站的多年平均年發(fā)電量。2 2、長序列法、長序列法v適用范圍適用范圍: :當(dāng)水庫的正常蓄水位、死水位以及裝機(jī)容當(dāng)水庫的正常蓄水位、死水位以及裝機(jī)容量都確定后量都確定后, ,有必要用這種方

32、法較精確的求出多年平有必要用這種方法較精確的求出多年平均年發(fā)電量。均年發(fā)電量。nEnii/ )E1年年（3、多年調(diào)節(jié)水電站的保證出力與保證電能計(jì)算、多年調(diào)節(jié)水電站的保證出力與保證電能計(jì)算2021/3/1733小結(jié)7.17.1和和7.2 7.2 主要介紹了以下幾個(gè)主要內(nèi)容主要介紹了以下幾個(gè)主要內(nèi)容: :2021/3/1734 7.3 電力系統(tǒng)負(fù)荷與容量組成電力系統(tǒng)負(fù)荷與容量組成 7.3.1 7.3.1 電力系統(tǒng)及電力負(fù)荷圖電力系統(tǒng)及電力負(fù)荷圖 7.3.2 7.3.2 電力系統(tǒng)的容量組成電力系統(tǒng)的容量組成 7.3.3 7.3.3 水電站、火電廠的工作特點(diǎn)水電站、火電廠的工作特點(diǎn) 第三節(jié)內(nèi)容結(jié)構(gòu)第三

33、節(jié)內(nèi)容結(jié)構(gòu):2021/3/17357.3.1 7.3.1 電力系統(tǒng)及電力負(fù)荷圖電力系統(tǒng)及電力負(fù)荷圖 一、電力系統(tǒng)一、電力系統(tǒng)v 定義定義v 作用作用v 用電戶用電戶工業(yè)用電工業(yè)用電農(nóng)業(yè)用電農(nóng)業(yè)用電市政用電市政用電交通運(yùn)輸用電交通運(yùn)輸用電2021/3/1736v定義定義二、電力負(fù)荷圖二、電力負(fù)荷圖出力與時(shí)間關(guān)系曲線出力與時(shí)間關(guān)系曲線v特性特性實(shí)踐證明它具有周期性的變化規(guī)律實(shí)踐證明它具有周期性的變化規(guī)律其變化情況可用日負(fù)荷圖與年負(fù)荷圖表示。其變化情況可用日負(fù)荷圖與年負(fù)荷圖表示。7.3.1 7.3.1 電力系統(tǒng)及電力負(fù)荷圖電力系統(tǒng)及電力負(fù)荷圖 2021/3/1737v1 1、日負(fù)荷圖、日負(fù)荷圖二、電

34、力負(fù)荷圖二、電力負(fù)荷圖圖圖7-10a 7-10a 日負(fù)荷圖日負(fù)荷圖圖圖7-10b 7-10b 日電能累積曲線日電能累積曲線2021/3/1738(1)日負(fù)荷圖的特征值與分區(qū) 日最大負(fù)荷日最大負(fù)荷N N日平均負(fù)荷日平均負(fù)荷日最小負(fù)荷日最小負(fù)荷NN1 1、日負(fù)荷圖、日負(fù)荷圖三個(gè)特征值三個(gè)特征值分區(qū)分區(qū)基荷基荷腰荷腰荷峰荷峰荷N2021/3/1739(2)日負(fù)荷特征系數(shù) v基荷指數(shù)基荷指數(shù): : N/ 越大越大, ,基荷占負(fù)荷圖的比重越大基荷占負(fù)荷圖的比重越大, ,這表示用戶的用電情況這表示用戶的用電情況比較平穩(wěn)。比較平穩(wěn)。v日最小負(fù)荷率日最小負(fù)荷率: : NN 越小越小, ,表示負(fù)荷圖中高峰與低谷

35、負(fù)荷的差別越大。表示負(fù)荷圖中高峰與低谷負(fù)荷的差別越大。v日平均負(fù)荷率日平均負(fù)荷率: : N 越大越大, ,表示日負(fù)荷變化越小。表示日負(fù)荷變化越小。1 1、日負(fù)荷圖、日負(fù)荷圖NN2021/3/1740 表示一年內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)荷表示一年內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)荷變化過程線變化過程線,稱為稱為年負(fù)荷圖年負(fù)荷圖2 2、年負(fù)荷圖、年負(fù)荷圖v定義定義: 年最大負(fù)荷圖年最大負(fù)荷圖:表示電力系統(tǒng)在表示電力系統(tǒng)在一年內(nèi)各日或各月對各電站最一年內(nèi)各日或各月對各電站最大出力總和或發(fā)電設(shè)備總?cè)萘看蟪隽偤突虬l(fā)電設(shè)備總?cè)萘康囊?。的要求。年平均?fù)荷圖年平均負(fù)荷圖:表示電力系統(tǒng)在表示電力系統(tǒng)在一年內(nèi)各日或各月對各電站總一年內(nèi)各日或

36、各月對各電站總電量的要求。電量的要求。2021/3/1741v定義定義: : 與設(shè)計(jì)負(fù)荷水平相應(yīng)的年份稱水電站的與設(shè)計(jì)負(fù)荷水平相應(yīng)的年份稱水電站的設(shè)計(jì)水平年設(shè)計(jì)水平年。v選擇原則選擇原則: : 一般可采用第一臺機(jī)組投產(chǎn)后的一般可采用第一臺機(jī)組投產(chǎn)后的5-105-10年年, ,所選設(shè)計(jì)所選設(shè)計(jì)水平年應(yīng)與國民經(jīng)濟(jì)五年計(jì)劃年份相一致。水平年應(yīng)與國民經(jīng)濟(jì)五年計(jì)劃年份相一致。3 3、水電站的設(shè)計(jì)水平年、水電站的設(shè)計(jì)水平年2021/3/1742v概念概念:7.3.2 7.3.2 電力系統(tǒng)的容量組成電力系統(tǒng)的容量組成 一臺發(fā)電機(jī)組所標(biāo)的銘牌出力為額定容量一臺發(fā)電機(jī)組所標(biāo)的銘牌出力為額定容量,即即容量容量一座

37、電站所有發(fā)電機(jī)組的銘牌出力之和一座電站所有發(fā)電機(jī)組的銘牌出力之和,即即電站的裝機(jī)容量電站的裝機(jī)容量電力系統(tǒng)中全部機(jī)組銘牌出力的總和電力系統(tǒng)中全部機(jī)組銘牌出力的總和,即即電力系統(tǒng)總裝機(jī)容量電力系統(tǒng)總裝機(jī)容量2021/3/1743v 分類分類 按電力系統(tǒng)中各類容量擔(dān)任的按電力系統(tǒng)中各類容量擔(dān)任的任務(wù)任務(wù)分為分為: : 最大工作容量最大工作容量N N工工備用容量備用容量N N備備重復(fù)容量重復(fù)容量N N重重負(fù)荷備用容量負(fù)荷備用容量N N負(fù)備負(fù)備事故備用容量事故備用容量N N故備故備檢修備用容量檢修備用容量N N檢備檢備7.3.2 7.3.2 電力系統(tǒng)的容量組成電力系統(tǒng)的容量組成 2021/3/1745

38、1 1水電站的工作特性水電站的工作特性1 1）水電站正常工作只能達(dá)到一定的保證程度。）水電站正常工作只能達(dá)到一定的保證程度。2 2）水電站機(jī)組操作運(yùn)用靈便、啟閉迅速。所以）水電站機(jī)組操作運(yùn)用靈便、啟閉迅速。所以, ,有一定的調(diào)節(jié)性有一定的調(diào)節(jié)性能的水電站適宜擔(dān)任系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻、負(fù)荷備用及事故備能的水電站適宜擔(dān)任系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻、負(fù)荷備用及事故備用等任務(wù)。用等任務(wù)。3 3）水電站運(yùn)行費(fèi)用較低）水電站運(yùn)行費(fèi)用較低, ,且不污染且不污染, ,有利于環(huán)境保護(hù)。有利于環(huán)境保護(hù)。4 4）水電站的建設(shè)地點(diǎn)受水能資源、地質(zhì)及地形等條件的限制。）水電站的建設(shè)地點(diǎn)受水能資源、地質(zhì)及地形等條件的限制。同時(shí)水電站土

39、建工程量大同時(shí)水電站土建工程量大, ,工期長工期長, ,且因其一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中心且因其一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中心地區(qū)地區(qū), ,故需建高壓、遠(yuǎn)距離輸變電工程。另外故需建高壓、遠(yuǎn)距離輸變電工程。另外, ,修建水庫一般修建水庫一般會造成淹沒損失會造成淹沒損失, ,需做好移民安置工作。需做好移民安置工作。7.3.3 7.3.3 水電站、火電廠的工作特點(diǎn)水電站、火電廠的工作特點(diǎn)2021/3/17462火電站的工作特性 火電站的主要設(shè)備為鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)等火電站的主要設(shè)備為鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)等, ,我國火我國火電絕大部分以煤為燃料。電絕大部分以煤為燃料。v火電站的工作主要有以下特性火電站的工作主要有以下特性:

40、:1 1）火電站出力和發(fā)電量的工作保證率較高。）火電站出力和發(fā)電量的工作保證率較高。2 2）火電站工作惰性大）火電站工作惰性大, ,機(jī)組啟動(dòng)費(fèi)時(shí)機(jī)組啟動(dòng)費(fèi)時(shí), ,加荷也較緩慢加荷也較緩慢, ,從停機(jī)從停機(jī)狀態(tài)啟動(dòng)到滿負(fù)荷運(yùn)行一般需狀態(tài)啟動(dòng)到滿負(fù)荷運(yùn)行一般需2 23 3小時(shí)。小時(shí)。3 3）由于火電必須消耗大量的燃料）由于火電必須消耗大量的燃料, ,且機(jī)組設(shè)備較復(fù)雜且機(jī)組設(shè)備較復(fù)雜, ,廠用電廠用電及所需管理人員也多及所需管理人員也多, ,所以所以, ,火電運(yùn)行費(fèi)遠(yuǎn)比水電高。另外火電運(yùn)行費(fèi)遠(yuǎn)比水電高。另外, ,火電站污染環(huán)境火電站污染環(huán)境, ,需采取環(huán)保措施。需采取環(huán)保措施。7.3.3 7.3.3

41、 水電站、火電廠的工作特點(diǎn)水電站、火電廠的工作特點(diǎn)2021/3/17477.4 7.4 水電站裝機(jī)容量的選擇水電站裝機(jī)容量的選擇 7.4.1 7.4.1 水電站最大工作容量確定水電站最大工作容量確定 7.4.2 7.4.2 水電站的備用容量水電站的備用容量 7.4.3 7.4.3 水電站的重復(fù)容量確定水電站的重復(fù)容量確定 7.4.4 7.4.4 水電站裝機(jī)容量的簡化估算水電站裝機(jī)容量的簡化估算 第四節(jié)內(nèi)容結(jié)構(gòu)第四節(jié)內(nèi)容結(jié)構(gòu):2021/3/17487.4.1 7.4.1 水電站最大工作容量確定水電站最大工作容量確定v無調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量確定無調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量確定v日調(diào)節(jié)水電站的最大

42、工作容量確定日調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量確定v年調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量確定年調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量確定v多年調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量確定多年調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量確定2021/3/1749v無調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量確定無調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量確定 由于無調(diào)節(jié)水電站沒有水量調(diào)節(jié)能力由于無調(diào)節(jié)水電站沒有水量調(diào)節(jié)能力,為避免棄水為避免棄水,其工作其工作位置應(yīng)在基荷。按保證電能進(jìn)行計(jì)算位置應(yīng)在基荷。按保證電能進(jìn)行計(jì)算,無調(diào)節(jié)水電站的最大工無調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量等于保證出力。作容量等于保證出力。 無調(diào)節(jié)水電站以保證出力在基荷運(yùn)行一日的發(fā)電量無調(diào)節(jié)水電站以保證出力在基荷運(yùn)行一日的發(fā)電量恰好等于

43、保證電能。恰好等于保證電能。7.4.1 7.4.1 水電站最大工作容量確定水電站最大工作容量確定2021/3/1750v日調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量確定日調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量確定取決于取決于E E保保. .日及電站在負(fù)荷圖中的位置日及電站在負(fù)荷圖中的位置圖圖a a 在在峰荷峰荷部分工作時(shí)部分工作時(shí)圖圖b b 承擔(dān)峰荷和基荷任務(wù)承擔(dān)峰荷和基荷任務(wù)7.4.1 水電站最大工作容量確定水電站最大工作容量確定2021/3/1751 (1) (1)計(jì)算保證出力計(jì)算保證出力N N保及保證電能保及保證電能E E保。保。(2)(2)由由E E保和供水期水電站在負(fù)荷圖上的工作位置保和供水期水電站在負(fù)荷圖上的工作位置, ,擬定擬定3 3個(gè)以上最大工個(gè)以上最大工 作容量方案。作容量方案。(3)(3)確定每個(gè)方案供水期各月的月平均出力。確定每個(gè)方案供水期各月的月平均出力。(4)(4)分別計(jì)算各方案供水期的發(fā)電量分別計(jì)算各方案供水期的發(fā)電量E E供供。 式中式中: :ii月份的平均出力月份的平均出力;