水电站的布置形式

一、坝式水电站
在河流峡谷处拦河筑坝，坝前雍水，在坝址处形成集中落差，这种 开发方式为坝式开发。在坝址处引取上游水库中水流，通过设在水电站厂 房内的水轮机，发电后将尾水引至下游原河道，上下游的水位差即是水电 站所获取的水头。用坝集中水头的水电站称为坝式水电站。 (一) 坝式水电站特点 (1) 坝式水电站的水头取决于坝高。目前坝式水电站的最大水头不超过 300m。 (2) 坝式水电站的引用流量较大，电站的规模也大，水能利用较充分。 (由于筑坝，上游形成的水库，可以用来调节流量）目前世界上装机容量 超过2 000MW的巨型水电站大都是坝式水电站。此外坝式水电站水库的 综合利用效益高，可同时满足防洪、发电、供水等兴利要求。 (3) 坝式水电站的投资大，工期长。原因：工程规模大，水库造成的 淹没范围大，迁移人口多。 适用：河道坡降较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件。
1 ． 无压引水式电站 1）引水建筑物是无压的：明渠(open channel)、无压隧洞(free flow tunnel) 2）主要建筑物：低坝，进水口，沉沙池，引水渠( 洞)，日调节池， 压力前池，压力水管，厂房，尾水渠。
2． 有压引水式电站 1）引水建筑物是有压的：压力隧洞(pressure tunnel) 2）主要建筑物：低坝，引水隧洞(有压)，调压室，压力水管，厂房， 尾水渠。
四、抽水蓄能电站(pumped storage power station)
抽水蓄能电站是以水体为储能介质，起调节作用。主要解决电力 系统的调峰问题； 建筑物组成包括：上下两个水库，用引水建筑物相连，蓄能电站 厂房建在下水库处，采用双向机组； 抽水蓄能和放水发电两个过程： 1）抽水蓄能：系统负荷低时，利用系统多余的电能带动泵站机组 将下库的水抽到上库(电动机+ 水泵)， 以水的势能形式贮存起来； 2）放水发电：系统负荷高时，将上库的水放下来推动水轮发电 机组( 水轮机+ 发电机)发电，以补充系统中电能的不足。 随着电力行业的改革，实行负荷高峰高电价、负荷低峰低电价后 ，抽水蓄能电站的经济效益将是显著的。
六、河流的梯级开发和梯级水电站
一条河流的水力蕴藏量是一定的，如果在下游建一个高坝大库，则 调节能力很好，但淹没损失太大。如果修多个较低的坝形成一系列的较 小的水库，则淹没小得多。后一种方式为梯级开发。梯级开发方案是一 条河流的综合利用规划。 梯级水电站开发的原则是：(1) 在地形地质和淹没限制等条件许可时 ，尽可能使各枢纽首尾衔接，以充分利用落差；(2)不允许淹没的河段， 尽可能用低坝河床式或引水式开发；(3) 最上游一级的开发，最好是有 较大的水库，以提高其调节控制性能；(4) 开发顺序是首先建设比较关 键的开发条件较优的工程。 河流中上游有修较大水库的条件时，最好首先建设，对下游工程施工 有利。
二、引水式水电站(diversion type power station)
在河流坡降陡的河段上筑一低坝( 或无坝) 取水，通过人工修建的 引水道( 渠道、隧洞、管道) 引水到河段下游，集中落差，再经压力管 道引水到水轮机进行发电。用引水道集中水头的电站称为引水式水电 站。 特点：(1) 水头相对较高，目前最大水头已达2000米以上。 (2) 引用流量较小，没有水库调节径流，水量利用率较低，综 合利用价值较差。 (3) 电站库容很小，基本无水库淹没损失，工程量较小，单位 造价较低。 类型：(1) 无压引水式(free flow)：引水道是无压的(如明渠) (2) 有压引水式(pressure flow)：引水道是有压的(压力隧洞) 适用条件： 适合河道坡降较陡，流量较小的山区性河段。
第二节: 水电站的布置形式
由N = 9.81ηQH可知，要发电必须有 流量和水头，关键是形成水头。 要充分利用河流的水能资源，首先要使 水电站的上、下游形成一定的落差，构成发 电水头。因此就开发河流水能的水电站而言 ，按其集中水头的方式不同分为坝式、引水 式和混合式三种基本方式。 抽水蓄能电站和潮汐电站也是水能利用 的重要型式。
(二) 坝式水电站的形式
1．河床式电站(power station in river channel) 1）一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上，为避免大量淹没 ，建低坝或闸。 2）适用水头：大中型：25米以下，小型：8~10米以下。 3）厂房和挡水坝并排建在河床中，共同挡水，故厂房也有抗滑稳定 问题； 4）厂房高度取决于水头的 高低。 5）引用流量大、水头低。 6）主要包括：挡水坝、泄 水坝、厂房、船闸、鱼道等。 7）注：厂房本身起挡水作 用是河床式水电站的主要特征。
四、抽水蓄能电站(pumped storage power station)
我国已建抽水蓄能电站有： (1) 广东抽水蓄能电站，其装机容量为 2400MW(8×300MW) ； (2) 天荒坪抽水蓄能电站，其装机容量为 1800MW(6×300MW) ； (3) 十三陵抽水蓄能电站，其装机容量为 800MW (4×200MW) ；
(4) 潘家口抽水蓄能电站，其装机容量为 420MW（3×90MW+150MW ）， 联合型；
(5) 西藏羊卓雍湖抽水蓄能电站，其装机 容量为90MW(4×22.5MW)。
五、潮汐电站(tidal energy power station)
潮汐：潮汐现象是海水因受日月引力而产生的周期性升降运动，即海水的 潮涨潮落。 潮汐的最大潮差为8.9m；北美芬迪湾蒙克顿港最大潮差竟达19m 。 世界海洋潮汐能蕴藏量约为27亿kW，若全部转换成电能，每年发电量大约 为1.2万kW.h。 潮汐发电与原理：利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的，也 Leabharlann Baidu是把海水涨、落潮的能量变为机械能，再把机械能转变为电能（发电）的过 程。 潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口 建一拦水堤坝，将海湾或河口与海洋隔开 构成水库，再在坝内或坝房安装水轮发电 机组，然后利用潮汐涨落时海水位的升降 ，使海水通过轮机转动水轮发电机组发电 。 由于潮汐发电的开发成本较高和技术 上的原因，所以发展不快。
2 ．坝后式水电站(power staion at dam toe)
1）当水头较大时，厂房本身抵抗不了水的推力，将厂房移到坝后，由大坝 挡水。 2）坝后式水电站一般修建在河流的中上游。 3）库容较大，调节性能好。 4）如为土坝，可修建河岸式电站。 5）举世瞩目的三峡水电站就是坝后式水电站，其装机容量为18200MW。
三、混合式水电站(mixed power plant)
在一个河段上，同时采用高坝和有压引水道共同集中落差的开发方式 称为混合式开发。 坝集中一部分落差后，再通过有压引水道集中坝后河段上另一部分落 差，形成了电站的总水头。这种开发方式的水电站称为混合式水电站。 1）适用于上游有优 良坝址，适宜建库，而 紧接水库以下河道突然 变陡或河流有较大的转 弯。 2）同时兼有坝式和 引水式水电站的优点。 3）在工程时间中多 称为引水式，很少用混 合式水电站这个名称。