水利水能规划第五章水能计算及水电站在电力系统中的运行方式
水资源规划函授学习指导书(精)
水资源规划函授学习指导书
河海大学函授部
教学周历
课程名称：水资源规划
教材版本：水利水能规划(第二版) 专业：2006级水利水电工程（本科班）
水资源规划（期中测验）
学号-------------班级-------------姓名------------得分-------------
一、选择题
1. 灌溉面积一定，若保证率提高，兴利库容（）
（1）增大（2）不变（3）减小（4）来水过程不知，无法确定
2. 下图为年调节水库防破坏线与限制供水线，t时刻水库位于“*”，则该年正常供水（）（1）一定保证Array（2）一定破坏
（3）可能保证，也可能破坏
（4）无意义
3. 影响年调节水库兴利库容Vp大小的是（）
（1）设计枯水年水量损失（2）设计枯水年供水期水量损失
（3）各年水量损失（4）各年供水期水量损失
4. 水电站保证出力Np随水库消落深度增大而（）
（1）增大（2）减小
（3）先增大再减小（4）以上都可能出现，视水库特性变化
5. 长藤结瓜式灌溉水利系统，骨干工程为引水工程，一般供水次序是（）
（1）先用外水后用塘水（2）外水、塘水同时供水
（3）先塘水后外水（4）需详细比较
二、问答题
1、简述水资源系统的涵义。
2、简述水利水能规划的主要内容。
3、简述水能计算的目的。
4、简述水电站多年平均年发电量估算方法。
5、试述水电站装机容量的各组成部分。
6、简述水库设计洪水位如何确定。
7、简述水库基本调度图的各组成部分。
三、计算题
1. 某水库灌溉设计标准P=80%，已知灌溉面积A=3万亩，用水计算成果及
2.某水库有39年资料，经来水、用水计算，现将连续枯水段各年的余水量及亏水量列于下表：
水利水能规划第五章 水能计算
QT
(水电站过水能力）
当Q净 QT时
z下 f (Q)
（2）日调节水电站：将一日内日水量重新分配
N AQH AQ(z上 z下 h)
与无调节类似，不同在于 z上 采用日平均水位。
即，由
V
V死
1 2 V兴
查z～V，求得。
No Image
2.蓄水式水电站
指长期调节水电站（年或多年调节）。
年调节水电站
No Image
电力系统中所有电站的装机容量的总和——N装，是影响工程投资和效 益的重要指标。
电站装机容量： N系, 装=N〞系, 工+ N系, 备+ N重
N 〞系 工——系统最大工作容量。指设计水平年电力系统负荷最高（一般在冬季枯 水季节）时，所有电站能担负的最大发电容量。
N系, 备——系统备用容量。为了确保系统供电的可靠性和供电质量，当系统在最大 负荷时发生负荷跳动，因而短时间超过了设计最大负荷时，或者机组发生偶然 停机事故时，或者进行停机检修等情况，都需要准备额外的容量，称系统备用 容量 。
第五章 水能计算及水电站在电力系统 中的运行方式
目录 No
Image
1
水能计算的目的与内容
2
水电站保证出力与多年平均发电量计算
3
电力系统负荷图
4
水电站在电力系统中的运行方式
5
一、名词解释（每题3分，共30分）
东北农业大学网络教育学院
水资源规划及利用网上作业题
绪论、水资源的综合利用
一、名词解释
1、水资源
2、水能资源
3、水利
4、水资源的综合利用
5、水流出力
6、安全泄量
7、作物的灌溉制度
8、灌水定额9、灌溉定额
二、填空
1、水资源大体上包括、、、等。
2、水利发电是利用生产电能的水利部门。
3、河川水能资源的基本开发方式主要有、、三种。
4、灌水方法按照向田间输水的方式不同可分为、、和等。
三、问答题
1、水资源的特点有哪些？
2、水力发电的基本原理是什么？
3、兴利调节计算解决的三类课题分别是什么?
第二章兴利调节
一、名词解释
1、径流调节
2、水库面积特性
3、水库容积特性
4、水库特征水位
5、水库特征库容
6、死水位
7、死库容
8、正常蓄水位
9、兴利库容10、防洪限制水位11、防洪高水位12、防洪库容13、设计洪水位14、拦洪库容15、校核洪水位16、调洪库容17、调节周期18、工作保证率19、年保证率20、历时保证率21、等流量调节22、调节系数23设计保证率24、库容系数25、水库消落深度
二、填空
1、水库的水量损失主要包括损失和损失。
2、水库兴利调节按调节周期可分为、、和四种。
3、设计代表年通常有、、三种典型年。
4、水库操作方式有和两种类型。
三、问答题
1、水库的总库容和有效库容分别怎样确定？
2、按调节周期分的四种兴利调节的调节周期分别是多少？
3、年工作保证率和历时工作保证率之间怎样换算？
4、兴利调节计算解决的三类课题分别是什么?
5、水库在一年内蓄水、供水两次时，水库的兴利库容如何确定？
6、水量差积曲线的主要特征是什么？
第5章水电站水能计算
（3）火电站启动费时，加荷缓慢，适宜承担基荷。
（二）水电站的工作特性 （1）水电站的重要特性之一，是其出力和发电量岁天然径流量情况而变化，水电站的出力和 发电量的变化势必引起电力系统其他电站出力、电站的变化。
（2）水电是清洁的可再生能源，发电成本较低，只有水电的10%-20%。
（3）水电站建设费用高。 （4）水电站主要设备水轮机具有启动快、增减负荷灵活、自动化程度高的特性。 （5）水电站在调度上的复杂性。主要由来水的不稳定性引起。 （6）水电站的建设地点受到水能资源、地形、地质等条件的限制。
V Q V q （Q q）t / 2 V V1 将已知变量移向左端，未知变量移向右端，得： t 2 t 2
1
设以V1代表时段初水库蓄水量，V代表时段平均库蓄水量，则水量平衡方程可改写成下式： （3-16）
根据以给定的N值由动力方程式B=kqH，结合库容曲线V=f(h)和下游Z~q关系线，先列表计算出各种 N、q值下的（V/△t+q/2）值并绘成（V/△t+q/2） ~N~q关系曲线，以供查用。 此曲线组（如图）称水能计算工作曲线，也可称动力方 程曲线。
全部水文系列法
第2节 电力系统负荷图
一、电力系统及用电户
若干个电站及用户之间用输电线路联结成为一个共同的 电力网，称为电网或叫电力系统。 网内个电站(尤其是水电站和其他动力资源的电站)进行 联合供电，可以彼此取长补短，大大改善电网的工作条件， 提高供点的可靠性和经济性。
水利水能规划 第五章 水能计算及水电站在电力系统中的运行方式
为水电站保证出力。
NP
?
956 ?
936 ?
895 ? 821? 6
746 ?
677
?
838.5kW
以上计算末考虑水量损失及水头损失，故结果稍偏大。
当求出供水期调节流量QP＝4.1m3/s以后，也可直接
计算NP。此时应先求供水期的平均库容 V＝（V死＋V兴/2）＝1050×104＋1/2×3152×104＝
(3)
(4) (5) (6) (8) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20)
9 115
20
100 150 -55 -1.445 25.2 23.755 180 179.56 179.78 117 62.78 0.85 7.85 5731
10 85
QP
?
W供
? V兴 ?W损 T供
? W引
QP
?
W供 ? V兴 T供
年调节水电站的水能计算
长系列法： ?①对实测径流资料逐年进行 供水期的水能计算， 求出各年供水期的平均出力； ?②将供水期的平均出力从 大到小排列，计算其经 验频率，并绘制供水期平均出力保证率曲线； ?③根据已知的设计保证率在曲线上查处相应的 供 水期平均出力 即为年调节水电站的保证出力。
失、下游各部门用水流量和发电需要流量，分别见
水能计算
月9
10
11
12
m3/s 115
85
70
62
20
12
10
9
100 92
125
60
150 150 154
159
-55
-77
-94
-106
亿m3 -1.445 -2.023 -2.469 -2.784
0
0
0
0
25.2 23.755 21.732 19.263
23.755 21.732 19.263 18.479
（15） 水电站平均水头H
（16） 水电站效率η
（17） 月平均出力N
万kw
（18） 月发电量E
万度
（1） 时段t
月9
10 11 12
（2） 天然来水流量Q天
m3/s 115 85 70 62
（3） 各种损失流量Q损
20
12 10 9
（4） 下游综合利用需要流量Q用
100 92 125 60
（5） 发电需要流量Q电
库容(亿m3) 3.71 6.34 9.14 12.2 15.83 19.92 25.2
表2 水电站下游水位与流量的关系
流量(m3 /s) 130 140 150
160 170 180
下游水位(m) 115.28 116.22 117.00 117.55 118.06 118.50
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
一、名词解释
(1) 防洪限制水位:水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位。
(2) 年保证率:就是指多年期间正常工作年数占运行总年数的百分比。
(3) 设计枯水系列:为了计算水库运用多年连续枯水状况,选择的设计枯水系列。在实测资料中选择出最严重的连续枯水年组,并从该年组最末一年起逆时序扣除允许破坏年数,就得到设计枯水系列。
(4) 水电站保证出力:就是指水电站在长期工作中符合水电站设计保证率要求的枯水期(供水期)内的平均出力。
(5) 电力系统最大工作容量:为了满足系统最大负荷要求而设置的容量。
(6) 重复容量:在汛期,为了减少弃水额外增大水电站的容量,使在丰水期多发电。由于这部分加大的容量不能当作工作容量,因而称重复容量。
(7) 水库群:一群共同工作的水库整体(群体)。
(8) 防洪库容:防洪高水位与防洪限制水位间的库容。用以拦蓄洪水,满足下游防护对象的防洪要求。
(1) 防洪高水位:当遇下游防护对象的设计标准洪水时,水库为控制下泄流量而拦蓄洪水,这时在坝前达到的最高水位。
(2) 历时保证率:指多年期间正常工作历时(日、旬或月)占总历时
的百分比。
(3) 设计代表期:在水利水电工程规划设计过程中,要进行多方案大量的水利水能计算,根据长系列水文资料进行计算,可获得较精确的结果,但工作量大。在实际工作中可采用简化方法,即从水文资料中选择若干典型年份或典型多年径流系列作为设计代表期。
(4) 电力系统负荷图:电力系统中所有用户所需出力N(负荷)随着时间t的变化曲线。
(5) 电力系统必需容量:电力系统中最大工作容量与备用容量之与,
水资源规划与利用-课程教学大纲2
《水资源规划与利用》课程教学大纲
课程编号：
学分数：2
学时数：32
适用专业：水文学及水资源工程
先修课程：工程水文学、概率论与数理统计、资源经济学
一、课程的性质、目的与任务
本课程是水文与水资源的一门专业必修课。本课程主要介绍水资源规划及利用的基本理论与方法，包括:水资源评价、水资源开发利用、防洪减灾、综合利用水库、水能利用、河流综合利用规划、水资源管理与保护、水资源系统分析等方面的基本知识。
二、教学的基本要求
了解各部门水资源综合利用的矛盾及协调问题；掌握水库兴利调节剂调节库容的计算掌握用试算法和半图解法进行调洪演算；结合工程实际掌握与水利有关的经济及其相关评价掌握根据电网的负荷需求确定水电站在电力系统中的运行方式让学生掌握水电站水库主要参数的确定方法学生掌握水库灌溉、发电及防洪调度的方法及应用。
三、教学内容
绪论（1学时）
本章教学目标：要求学生明确水资源规划及利用的学习目的、学习方法及本课程的主要内容。
本章教学基本要求：理解水资源的含义及其特点；水资源规划及利用的任务、内
容。了解水资源开发利用现状及存在问题、水资源与可持续发展。
本章教学重点：水资源规划及利用的任务、内容。
第一章水资源的综合利用（3学时）
本章教学目标：掌握各部门水资源综合利用的矛盾及协调问题。
本章教学基本要求：了解水资源的综合利用的概念及主要方法；了解水力发电、防洪与治涝、灌溉、其他水利部门及水利部门间的矛盾及其协调。
本章教学重点：各部门的用水需求。
本章教学难点：各部门水资源综合利用的矛盾及协调问题
第一节概述 0.5学时
第二节水力发电 0.5学时
水利水能规划
水利水能规划
一、名词解释
1 防洪限制水位：水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位;
2 年保证率：是指多年期间正常工作年数占运行总年数的百分比;
3 设计枯水系列：为了计算水库运用多年连续枯水状况,选择的设计枯水系列;在实测资料中选择出最严重的连续枯水年组,并从该年组最末一年起逆时序扣除允许破坏年数,就得到设计枯水系列;
4 水电站保证出力：是指水电站在长期工作中符合水电站设计保证率要求的枯水期供水期内的平均出力;
5 电力系统最大工作容量：为了满足系统最大负荷要求而设置的容量;
6 重复容量：在汛期,为了减少弃水额外增大水电站的容量,使在丰水期多发电;由于这部分加大的容量不能当作工作容量,因而称重复容量;
7 水库群：一群共同工作的水库整体群体;
8 防洪库容：防洪高水位与防洪限制水位间的库容;用以拦蓄洪水,满足下游防护对象的防洪要求;
1 防洪高水位：当遇下游防护对象的设计标准洪水时,水库为控制下泄流量而拦蓄洪水,这时在坝前达到的最高水位;
2 历时保证率：指多年期间正常工作历时日、旬或月占总历时
的百分比;
3 设计代表期：在水利水电工程规划设计过程中,要进行多方案大量的水利水能计算,根据长系列水文资料进行计算,可获得较精确的结果,但工作量大;在实际工作中可采用简化方法,即从水文资料中选择若干典型年份或典型多年径流系列作为设计代表期;
4 电力系统负荷图：电力系统中所有用户所需出力N负荷随着时间t的变化曲线;
5 电力系统必需容量：电力系统中最大工作容量和备用容量之和,称
6 水库调度图：是由一些基本调度线组成,这些调度线是具有控制性意义的水库蓄水量或水位变化过程线,是根据过去水文资料和枢纽的综合利用任务绘制出的;
水利水电工程课程设计(精选5篇)
水利水电工程课程设计(精选5篇)
论文摘要：本文根据新修订的高等学校专业目录及高等职业技术教育
的特点，研究了水工专业(工程水文学)和(水利水能(电)规划)的课程体系、教学内容及教材编排，提出了关于将两门课程合并及合并后的课程名称、
课程教学内容和教材编排建议。
引言
水文及水利水电规划是高等学校及中等专业学校水利水电工程建筑专
业(简称水工专业)重要的专业技术课之一、它除直接分析确定水利水电工
程的规模指标(如正常蓄水位、装机容量等)和效益指标(如保证出力、发
电量等)、工程安全和造价外，还要为水利水电工程的设计、施工及运行
管理等提供正确合理的基本设计数据。据此不难看出，本课程在水工专业
培养目标(从事水利水电工程勘测、规划、设计、施工及运行管理的专业
技术人才)中的重要地位和作用，因而，它是水工专业必修课之一但从我院教学实践来看，水工专业的学生似乎并不看重该课程。通过
调查发现，大部分水工专业的学生，只对相关的力学及建筑材料、建筑结构、水工建筑物、水电站和水利工程施工等课程感兴趣，而对水文及水利
水电规划课程则学习积极性低，学习效果差。一般都是等到学习水工建筑物、水电站和水利工程施工课程时才认识到水文及水利水电规划课程的重
要性，结果因基础不牢而捉襟见肘。再深人一层分析，造成这种教学被动
局面的根本原因，一方面固然有学生认识上的问题，但另一方面，也可以
说是更重要的方面，还在于课程自身存在的课程名称、教学内容及其教材
编排等问题。
因此，本文试从水文及水利水电规划课程的名称、教学内容及其编排
等方面进行探讨，以树立本课程的“规划”形象，提高学生学习的积极性，使本课程的教学更好地服务于专业培养目标。
《水利水能规划》课程教学大纲.doc
《水利水能规划》课程教学大纲
四年制本科《土木工程专业》适用(30学时1.5学分)
—、本课程的性质和任务
本课程是土木工程专业的专业选修课。
本课程的主要任务是：让学生掌握水文方面的一些基本知识，了解有关的水文和水能计算的方法和内容，掌握水能资源开发利用的基本理论，以及部分水工建筑物及水电站建筑物的结构特点、布置要求、有关的设备布置要求及运行要求等，为以后从事规划、设计、水电站管理以及有关的科学研究工作打下一定的专业基础。
二、本课程的基本要求
1、对能力培养的要求
(1)了解水资源舲利用的原则和社会沁，水能资源的开发強，河流的舲利用咖；
(2)了解水库的一些主要特性，保证率和保证代表期，径流调节的作用及分类等；
(3)掌握水能计算的基本方法、水电站的保证出力和多年平均发电量的计算方法；
(4)了解水电站经济运行的基本内容和计算方法；
(5)了解水电站水利枢纽的组成建筑物及各建筑物的作用、特点及运行要求等；
(6)了解水电站厂房的基本类型，厂房内部主要设备布置、安装及运行要求，厂房内附属设备的组成及布置要求，厂房内部的结构布置要求及结构尺寸的确定。
2、本课程的重点和难点
(1)河川径流的基本水文概念及水文计算方法；
(2)水能计算的任务和基本方法水电站的经济评价及主要参数的选择；
(3)水电站经济运行的基本内容和水库调度；
3、选修课程及基本要求
本课程的先修课程为《水力学》、《系统工程》、《工程经济》等，同时为《水轮机调节》、《水电站建筑物》等课程奠定基础。
三、课程内容
1、教学基本内容
绪论
第一章水能资源的综合利用
《水利水电规划》复习思考题
水利水电规划》复习思考题
、简答题：
1、兴利调节按照调节周期可分为哪几类？各计算时段应取多长？
2、简述水库特性曲线的含义、计算方法及用途。
3、简述水电站在电力系统中的运行方式并举例说明。
4、简述年调节水电站最大工作容量的计算步骤。
5、电力系统一般由哪些电站构成，简述各类型电站的工作特点及工作位置
6、河川水能资源的基本开发方式主要有哪几种？区别何在？
7、简述电力系统的容量组成关系。
8、水库调洪计算所需基本方程有那些？如何建立联解关系？
9、水利水能规划的主要内容及步骤是什么？
二、判断题：
1 我国水能资源量居世界首位，而人均水资源量却不及世界平均水平。（）
2 水电站装机容量小于其最大工作容量。（）
3 调洪计算的原理是水量平衡方程。（）
4 我国水能资源量居世界首位，因而人均水资源量高于世界平均水平。（）
5 调洪计算的原理是流量平衡方程。（）
6 引水式电站发电引用流量不等于电站所在河段原天然河道流量。（）
7 河床式水电站不承担坝上游侧的水压力。（）
8 引水式水电站通常为径流式开发。（）
9 水电站装机容量大于其最大工作容量。（）
10 水库的兴利与防洪调度均可根据水库调度图进行。（）
11 径流调节计算的依据是水量平衡原理。（）
12 当水库水位达到设计洪水位时水库已不承担下游地区的防洪任务。（）
13 水电站保证出力是指水电站枯水期的平均出力。（）
14 坝前水位高于防洪高水位后，下泄流量将大于下游城市防洪标准流量。（）
15水电站设计水平年一般采用第一台机组投入运行后的第10〜20年。（）
、单项选择题
1 水力发电基本原理是（）
第5章水电站水能计算-精选文档
利用式（16）和图就可以方便的进行水能调节计算。
水能计算工作曲线计算表
四、保证出力和多年平均发电量
水电站保证出力计算 所谓保证出力是指水电站在长期工作中，所能 发出的符合水电站设计保证率枯水期的平均出力。
1.年调节水电站保证出力计算 对于年调节水电站，在一个调节年度内，供水期调节 流量最小，平均出力也最小，年调节水电站能否正常工作 ，取决于供水期的平均出力，所以年调节水电站保证出力 是符合保证率要求的供水期的平均出力。 可用长系列或典型年方法计算。 2.对于无调节或日调节水电站保证出力计算 其出力数值随日流量变化而变化，属于径流式水电站 ，因此其保证出力应符合设计保证率要求的日平均出力。
个方程式。如果与假定值不符，再重新假定（如表）。
列表试算法（定出力） K=8.3
m3 / s
104 kW
m3 / s
m3 / s
m3 / s
m3 / s
m3 / s
算例
已知某年调节水电站水库的正常蓄水位为760 米，死水位是720米，不计水量损失，求水库 等流量调节运用，求在设计枯水年水电站的 出力和发电量。 （请先考虑计算所需的基本资料主要有那些?)
水电站多年平均发电量
是指多年工作期间水电站平均每年所生产的发电量，是水电 站动能效益的指标。在正常蓄水位和死水位已知的情况下， 可以用长系列或代表年法计算。
水利资源计算 水电站水能计算
2020年6月1日12时57分
3、水能计算内容 水能计算任务是确定电站效益与工程规模之间的 关系。电站效益通常用保证出力和多年平均电能两指 标来衡量，而工程规模则以水库正常蓄水位和有效库 容、引水渠道尺寸及电站装机容量为指标。 水能计算或水能设计的主要内容是通过不同方案的 综合经济比较来选定合理的正常蓄水位，保证出力，装 机容量和多年平均电能。
基荷指数： a = N ' / N
该指数越大Fra Baidu bibliotek基荷占负荷图的比重 越大，表示用户的用电情况比较稳 定。
日最小负荷率 = N ' / N ''
该指数越小，表示负荷图中高峰与 低谷负荷的差别越大，日负荷越不 均匀。
日平均负荷率 g = N / N ' '
该指数越大，表示日负荷变化越小。
2020年6月1日12时57分
有压引水式水电站 • 主要建筑物：低坝，有压隧洞，调
压室，压力水管，厂房，尾水渠。
2020年6月1日12时57分
（三）混合式水电站
1.概念：在一个河段上，用坝集中一部分落差 ，再通过有压引水道集中坝后河段的另一部分 落差。 2.开发条件：当河段上游坡降较缓且有筑坝建库 条件，下游坡降陡且有条件集中较大落差时，采 用混合式开发较经济。
水资源规划及利用5到8章
水资源规划及利用知识概要
第五章防洪减灾
1.洪水是暴雨、急骤冰雪溶化、风暴潮和水库溃坝等自然或自然——人为因素引起的江河湖泊水量增加、水位上涨或海水侵袭淹没部分陆地的现象。按洪水成因可分为：暴雨洪水，风暴潮，冰雪融水，冰凌型洪水。
洪水致灾因素：自然因素，是产生洪水和形成洪灾的主导因素；
社会因素，包括人口增多、社会经济发展等，造成洪水灾害不断加重；
研究洪灾成因，应在关注自然因素作用的同时，着重分析人类活动对洪水成灾规律和防洪安全的影响，
人类活动的影响主要表现在以下几个方面：
①植被破坏，水土流失加剧，入河泥沙增多；②围湖造田，与河争地，河湖泄蓄洪能力降低；
③防洪工程标准低，病险多，抗洪能力弱；④非工程防洪措施不完善，难以适应防洪减灾的要求；
⑤蓄滞洪区安全建设不能满足需要，运用难度大。
洪灾：一般是指因河水或湖水泛滥淹没城市和农村所引起的灾害。
涝灾：指的是因降雨使土地过湿造成农作物生长不良而减产的现象，或因雨后地面排泄不畅而产生大面积积水使社会财产受损。（明涝和渍涝）
由于水灾和涝灾往往同时发生，有时也难以区分，因此，水、涝灾害常统称为洪水灾害。
洪灾损失：经济损失：指洪水淹没造成的可用货币计量的各类损失，故又称有形损失，主要包括：工业、农业、交通、邮电、居民房屋、家庭财产以及各种其他损失等。
非经济损失：指洪水引起的难以用货币计量的损失，故又称为无形损失，如生态环境的恶化，文物古迹的破坏，灾民伤亡与精神痛苦，灾区疾病流行及其对民众健康的影响，正常生活工作秩序与环境破坏造成的社会混乱，由于房屋财产损失而使人们的日常生活水平骤然下降，以及洪灾对国家的政治稳定和国际声誉的不利影响等。
水利水能规划——名词解释
水利水能规划——名词解释
第一篇：水利水能规划——名词解释
1、水资源：是指可资利用或有可能被利用的水源，这种水源应当具有足够的数量和可用的质量，并在某一地点为满足
某种用途而得以利用。
2、水能资源：河川水流、沿海潮汐等所蕴藏的天然水能，称为水能资源，它是一种重要的廉价能源。
3、水利：水利是人类在充分掌握水的客观规律的前提下，采用各种工程措施和非工程措施，以及经济、行政、法制等
手段，对自然界水循环过程中的水进行调节控制、开发利用和保护管理的各项工作的总称。
4、水资源的综合利用：有可能也有必要使同一河流或同一地区的水资源，同时满足几个水利部门的需要，并将除水害
和兴水利结合起来统筹解决，这种开发水资源的方式称为水资源的综合利用。
5、水流出力：是单位时间内的水能。
6、安全泄量：在河水不发生漫溢或堤防不能发生溃决的前提下，河床所能安全通过的最大流量。
7、作物的灌溉制度：指某种作物在全生育期内规定的灌水次数、灌水时间、灌水定额和灌水灌溉定额。
8、灌水定额：是指某一次灌水时，每亩田的灌水量，也可以表示为水田某一次灌水的深度。
9、灌溉定额：是指全生育期历次灌水定额之和。
10、径流调节：是利用湖泊、水库等蓄洪，以补充枯水期河水之不足，因而可提高湖泊、水库下游河流的枯水期水位，改善通航条件。
11、死水位死库容：在正常运用情况下，允许水库消落的最低水位。死水位以下的水库容积称为死库容。
12、正常蓄水位兴利库容：水库在正常运用情况下，为满足设计兴利要求而在开始供水时蓄到的高水位，称为正常蓄水位，又称正高
水位或设计兴利水位。正常蓄水位与死水位之间的库容称为兴利库容或调节库容，用以调节径流、提高枯水时的供水量。
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无调节水电站的水能计算
无调节水电站保证出力:符合设计保证率要求的日平均出力。
基本步骤： 1）根据实测径流资料的日平均流量变动范围，
将流量划分为若干个流量等级； 2）统计各级流量出现的次数； 3）计算各级流量的平均值，查水位流量关系
曲线，求得相应的下游水位Z下； 4）计算各级流量相应的水电站净水头
H=Z上-Z下-△H； 5）计算电站的出力N=KQH。
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
年调节水电站的水能计算
长系列法： ❖①对实测径流资料逐年进行供水期的水能计算， 求出各年供水期的平均出力； ❖②将供水期的平均出力从大到小排列，计算其经 验频率，并绘制供水期平均出力保证率曲线； ❖③根据已知的设计保证率在曲线上查处相应的供 水期平均出力即为年调节水电站的保证出力。
179.56 178.78 171.72 176.32
179.78 179.17 178.25 177.02
117
117
117.25 117.5
62.78
62.17
61
59.52
0.85
0.85
0.85
0.85
7.85
7.78
7.83
7.89
5731 水利站水在能5电规67力划9系第统五中章的水运能5行计71方算6式及水电 5760
则此流量与天然来水比较，发现9月份流量小于，应 重新计算供水期为9～2月共6个月的天然来水量，W供＝
3309×104m3，则调节流量QP＝4.1m3/s。将QP＝4.1m3/s 与
天然来水比较可知，供水期定为9～2月是合理的。将QP＝
4.1m3/s填入表中第(3)栏供水月份内。
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
设计中水年法 5)将各时段的平均出力乘以时段的小时数 ，即 得各时段的发电量，设n为平均出力低于装机容 量的时段数，m为平均出力等于或高于装机容量 的时段数，则水电站的多年平均年发电量为：
上式中(m+n)为全年时段数，以日为时段，
(m+n)＝365(日)， t=24小时；以月为时段 (m+n)=12(月)， t=730小时。
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
三个代表年法
设计平水系列法 设计平水系列：指某一水文年段(一般由十几年
的水文系列组成)，该系列平均径流量约等于全部水
文系列的多年平均值，其径流分布符合一般水文规律。
对该系列进行径流调节，求出各年的发电量，其平均
值即为多年平均年发电量。 全部水文系列法
水库供水量 ΔW
时段初水库存水量 V初 时段末水库存水量V末 时段初上游水位 Z初 时段末上游水位 Z末 月平均上游水位Z上均 月平均下游水位Z下均
水电站平均水头Z均 水电站效率 η
月平均出力 N水均 月发电量 E水
月 (m3/s)
(亿m3) (m)
(万kW) （万kW·h)
(1) (2)
(3)
(4) (5) (6) (8) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18)wk.baidu.com(19) (20)
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
当求出供水期调节流量QP＝4.1m3/s以后，也可直接
说明：(1)上游水位取正常蓄水位； (2)水头损失为0.5m (3)出力系数K＝8.3。
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
水能计算过程与成果如表所示。
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
• 根据表中第(5)栏和(8)栏的计算数据，可点绘出该水 电站的水流出力保证率曲线和水流出力持续曲线。若该水 电站的设计保证率取85％，则从图中可查出该水电站的保 证出力为53kw。如该水电站的装机容量定为80kW，从图中 可计算出该水电站的多年平均年发电量为44.05亿kW．h。
多年调节水电站的保证出力：符合设计保 证率要求的连续枯水年组的平均出力。
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二、水电站多年平均发电量的估算
多年平均年发电量：指水电站在多年工作时期
内，平均每年所能生产的电能量。它反映水电站 多年平均动能效益，是决定电站效益的重要指标。
设计中水年法 三个代表年法 设计平水系列法 全部水文系列法
注意：上游水位一般维持在正常蓄水位。
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
无调节水电站的水能计算
图1 日平均出力保证率曲线N～P 图2 日平均出力持续曲线N～T
由于一般无调节水电站的水头变化不大，
也可根据选定的设计保证率在日平均流量频率
曲线上查得日平均保证流量Qp后，用Np=AQpHp计
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
【例5-1】某水电站正常蓄水位高程为180m。水库水
位与库容关系见表5-1，水库下游水位与流量关系，
见表5-2。某年各月平均的天然来水量、各种流量损
失、下游各部门用水流量和发电需要流量，分别见
表5-3（2）～（5）栏。求水电站各月平均出力及发
NP=53
P=85%
某无调节水电站日平均出力保证率曲线 水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
某水电站水能计算结果示意图
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
QP=2010
P=85%
某无调节水电站日平均流量保证率曲线
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
故上游水位近似取其平均值，即Z上=（Z蓄+Z死）/2。 在丰水期日平均入库流量可能会超过水电站的最大
过流能力，这时上游水位为Z蓄。下游水位用日平均 流量从水电站下游水位流量关系曲线中查得。
异同：
日调节水电站的保证出力计算方法与无调节
水电站基本相同。区别仅在于无调节水电站
的上游水位固定不变，而日调节水电站的上
计工 算作 越量 来逐 越渐 精加 确大
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
设计中水年法
基本步骤： 1）选择设计中水年，要求该年的年径流量及 其年内分配均接近于多年平均情况； 2）列出所选设计中水年各月（或旬、日）的 净来水流量； 3）根据国民经济各部门的用水要求，列出各 月（或旬、日）的用水流量； 4）对于年调节水电站，可按月进行径流调节 计算，对于季调节或日调节、无调节水电站，可按 旬进行径流调节计算，求出相应各时段的平均水头 H均及其平均出力N均；
算日平均保证出力。
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
流量分组（m3/s）分组平均流量（m3/s） 出现次数 累积出现次数 频率（%）
（1）
（2）
（3） （4） （5）
5.2～5.49
5.35
1
1
2.7
4.9～5.19
5.05
1
2
5.4
4.6～4.89
4.75
0
2
5.4
4.3～4.59
4.45
1
3
8.1
4.0～4.29
4.15
1
4
10.8
3.7～3.99
3.85
0
4
10.8
3.4～3.69
3.55
1
5
13.5
3.1～3.39
3.25
1
6
16.2
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
日调节水电站的水能计算
日调节水电站库水位在日内是变化的，一日内
库水位至少在死水位和正常蓄水位之间波动一次，
年调节水电站保证出力计算
【例3】某水电站为坝式年调节水电站，设计保
证率为80%。水库以发电为主，兴利库容V兴＝ 3152万m3，死库容V死＝1050万m3。，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 (其中出力系数A＝7)。
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
水电站的主 要动能指标
保证出力N保 多年平均发电量E年，均
一、水电站保证出力计算
☺水电站的保证出力：指水电站在长期工作中，符 合水电站设计保证率要求的枯水期（供水期）的平 均出力。
无调节水电站保证出力计算 日调节水电站保证出力计算 年调节水电站的保证出力计算 多年调节水电站保证出力计算
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
游水位则在正常蓄水位和最低水位之间有小
幅度变化，计算时采用其平均水位。
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
年调节水电站的水能计算
年调节水电站保证出力：符合设计保证率要求的供水期平均出力。 计算方法：设计枯水年法，长系列法。 设计枯水年法： ➢①根据实测年径流系列统计计算成果与年径流频率曲线，按 已知的设计保证率求得年径流量； ➢②选年径流与设计年径流相近，年内分配不利的年份作为典 型年； ➢③用设计年径流量与典型年径流量之比表示的年内分配系数 推求设计枯水年的径流年内分配； ➢④最后根据给定的Z蓄、Z死及相应的兴利库容求出供水期的 调节流量，进而求出供水期的平均出力。
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
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：
W供＝(2.00＋2.05＋0.85＋1.50＋2.8)×30.4×24×3600 ＝24l6×104m3
115.28 116.22 117.00 117.55 118.06 118.5
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
例题求解
表5-3 水电站出力及发电量计算（枯水期）
时段 t
天然来水流量 Q天
各损失流量及船闸用水等 Q损+Q船
下游综合利用需要流量Q用
发电需要流量 Q电 水库供水流量 ΔQ
水利水能规划第五章水 能计算及水电站在电力
系统中的运行方式
2020/11/22
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
第一节 水能计算的目的与内容
✓水能计算的目的：确定水电站的出力和发电量及 它们随时间变化的规律。 ✓水电站的出力：指发电机组的出线端送出的功率。 ✓水电站的发电量：水电站出力与相应时间的乘积。
径流利用系数， 表示发电用水 量与天然来水
量的比值
在完全缺乏资料的情况下，可粗估多年平均发电量：
水利水能规划第五章水能计算及水电 站在电力系统中的运行方式
无调节水电站保证出力计算
【例题】某无调节水电站的正常蓄水位为469m。 已知该水电站水库库容曲线，下游水位流量关系 线，以及多年日平均径流系列资料。 （1）试通过水能计算求出该水电站的设计保证 率取85％时的保证出力。 （2）如该水电站的装机容量定为80kW，计算出 该水电站的多年平均年发电量。
电量。
表5-1 水库水位与容积关系
水位Z(m) 168 170 172 174 176 178 180 库容V(亿m3) 3.71 6.34 9.14 12.2 15.83 19.92 25.2
流量q(m3/s) 下游水位(m)
表5-2 水电站下游水位与流量关系
130 140
150
160 170 180
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：
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。
以上计算末考虑水量损失及水头损失，故结果稍偏大。
水电站在t1至t2时段内的发电量为：
实际计算中常采用：
水电站在某 一时段t内 的平均出力
计算时段的 长短主要根 据水电站出 力变化情况 及计算精度 水利水能规划第五章水能计算及水电
站在电力系统中的运行方式
水能计算的方法 ：
列表法：概念清晰，应用广泛，尤其适合于有 复杂综合利用任务的水库的水能计算。当方案 较多、时间序列较长时，不适用。 图解法：计算精度较差、工作量也不比列表法 小； 电算法：从发展方向看，适宜用电算法进行水 能计算。即使方案很多，时间序列很长，也可 迅速获得精确的计算结果。
9
10
115
85
11
12
70
62
20
12
10
9
100
92
125
60
150
150
154
159
-55
-77
-94
-106
-1.445 -2.023 -2.469 -2.784
25.2
23.755 21.732 19.263
23.755 21.732 19.263 18.479
180
179.56 178.78 177.72