水电站的水能规划

湖北水力发电
HUBEI WATER POWER
总第69期
Apr. 2007
刊月
增4
年年
2oo’72oo7
龙桥水电站的水能规划
彭习渊
(湖北省水利水电勘测设计院，湖北武汉430064
摘要:介绍r电站单独运行、与上游梯级联合运行的电站电能的计算方法，并对水库特征水位、电站装机容量的分析方
法进行了介绍，同时对因水能开发产生的脱水河段有生态补水要求的电站可发电水量的计算方法进行了分析和研究。
关键词:特征水位;装机容量;可发电水量;径流调节
中图分类号TV72文献标志码:A
恩施自治州位于湖北省西南部，地处亚热带地区，
降水丰沛，境内河流众多，水能资源十分丰富，水电业
为该地区最具优势的支柱产业。龙桥水电站位于恩施
州利川市境内的郁江L游河段，工程开发任务以发电
为主，电站为混合式开发方式。因电站发电取水，在坝
址与厂‘房之间会形成长2.16 km脱水河段。电站上游
坞泥河_L规划建有年调节性能的云口电站(兴利库容
1874万衬)。龙桥电站发电效益的计算既受到河道
下游脱水河段生态需水的制约，又受到上游规划梯级
的影响，如何合理计算其发电效益很有必要。
I水能规划的方法
水库径流调节计算的方法较多，对于调节性能较
好的水库，一般应采用长系列，按月(旬)平均流量进行
计算;对无调节或日调节电站，一般可采用典型年日平
均流量计算。
龙桥水库具有一定调节性能，尤其是考虑上游规
划的云口水库后，水库的调节性能会进一步加大，库容
系数将达到3.4%，具有季调节性能。为了推求龙桥
电站合理的发电效益，径流调节计算采用长系列等出
力操作，计算时段为旬。采用如下运行方式:首先按等
出力调节方式运行，求得保证出力和水库调度图，然后
用调度图复核能量指标。出力限制线和死水位之间为
降低出力区，按保证出力的50%发电，并以时段末库
水位不低于死水位为控制;出力限制线和防破线之间
为保证出力区，按保证出力发电;出力限制线与正常蓄
水位之间为加大出力区，按水流出力发电(不应大于装
机出力，也不小于保证出力)。
考虑龙桥水库与上游规划的云口水库联合调节
时，首先对云口水库进行调节计算，得出其出库流量过
程，与区间流量相加，作为龙桥电站联合调节时的人库
径流，然后对龙桥水库按照水库发电调度原则进行调
算，得出其动能指标。
龙桥水库调度图见图to
90 85 80 75 7065
︸、︸、︸︸、一、气︸、J
任/划书
收稿日期:2007一03一27
作者简介:彭习渊，男，高级工程师。
12
彭习渊:龙桥水电站的水能规划
2007年4月
1.1发电水量分析

如今，生态环境的保护摆在了重要的战略地位，水
电开发必须首先满足下游河道生态需水要求，才能考
虑发电效益。龙桥水库坝址与发电厂一房之间存在长
2.16 km脱水河段，因此，电站发电用水过程必须由坝
址来水过程扣除生态补水过程得到
(1)坝址径流
无实测资料断面径流计算一般根据本流域或者临
近流域实测流量资料按照水文比拟法计算。龙桥坝址
下游设有保家楼水文站，控制流域面积4 282 k衬，龙
桥坝址以控制流域面积878.3 km2。由于两者面积差
别较大，根保家楼实测流量资料推求坝址径流时，必须
采用雨量进行修正。计算公式如下:
Q坝二(Fji),/F保)x(尸坝/尸保)xQ名
式中:口坝、Q保为坝址、保家楼水文站旬平均流量，
时/s; F坝、F保为坝址、保家楼水文站集水面积，km2 ;
尸坝、尸保为坝址、保家楼水文站流域月平均面雨
量，~。
流域平均降水量根据本流域及邻近流域的雨量站
实测降雨，采用泰森多边形法计算。推求龙桥电站与
L游云口电站联合运行时，必须推求云口坝址径流及
云[I1坝址一龙桥坝址区间径流，计算方法与龙桥坝址
径流计算方法类似。经分析计算，可以求得龙桥坝址
多年天然平均流量27.9耐/s，相应径流量8.%亿耐，
径流深1 020~，水资源较丰富。
(2)生态基流
龙桥电站建成后运行时，造成坝址以下2. 16 km
河段脱水，为了维持该段基本生态环境，必须维持河道
中具有最小流量，即保证河道的生态基流。有关河道
生态基流的计算国内外学者研究较多，目前还没有一
套成熟的方法，本次按照多种方法对生态急流进行了
分析:O 10年最小月平均流量法;② Q95法(即取95 %
频率下的最小月平均流量作为河道的生态基流;③典
型年法;④多年平均流量10%等。根据各方法计算成
果及该河段现状生态环境综合考虑，最后选定该河段
生态基流为1.03衬/so
(3)可发电流量
电站可发电流量必须由坝址天然来水量扣除下游
河道生态补水得到。
龙桥坝址下游有一条支流胡家塘沟汇人，该支流
控制面积20. 05 km2，多年平均流量0.(Y4耐/s，枯期11
月一3月平均流量0.24时/s，汛期4月一10月平均流
量。.92扩/s，胡家塘沟的汇人水量不能满足生态基流
的要求，不足部分必须由龙桥水库补充。根据脱水河
段必须满足的生态基流和胡家塘沟历年天然来水量，
可以求得龙桥水库对下游历年生态补水过程。
根据坝址历年来水量及水库对下游生态补水过
程，可得出龙桥坝址历年逐旬可发电水量。
1.2水库特征水位选择
(1)正常蓄水位
水库正常蓄水位的选择主要从上下游梯级水位衔
接、水库淹没

损失、经济效益等方面综合考虑，合理
确定。
①梯级衔接
龙桥上游的坞泥河(郁江左岸支流)上规划建设云
日水库电站，按上下游梯级水位正常衔接并适当重叠，
不淹没云口坝良田和少搬迁农户、充分利用水力资源
的原则，龙桥梯级正常蓄水位以585 m为宜。
②水库淹没损失分析
龙桥水库地处深山峡谷之中，实物淹没数量不大，
居民呈零散分布，耕地以云口坝和凤凰池两处相对集
中。根据回水计算成果，正常蓄水位583 m,585 m方
案对云口坝和凤凰池基本上没有影响，而587 m方案
存在一定程度的浸没影响。各正常蓄水位方案以低方
案淹没损失较小。
③经济指标分析
龙桥水库不同正常蓄水位方案经济指标见表to
表1龙桥水库正常蓄水位比较表
项目指标
正常蓄水位/m 583 585 587
单位电量投资/(元·(kW-h)一’)2.311 2.292 2.302
保证出力差值/MM
多年平均年发电量差值/(万kVV - h) 414
静态投资差值/万元
642.92 1076.43
补充单位电量投资/(元·(kW- h)一’)1.553 2.718
从单位电量投资分析，各方案无实质性差别，以
585 m正常蓄水位方案最小;从提高正常蓄水位增加
的电量投资来看，正常蓄水位由583 m提高到585 m
较为经济，再提高到587 m，补充单位电量投资较大
(2.718元//kW- h)，若考虑可能对上游云口电站的电量
损失，则补充单位电量投资更大，较不经济。
综合上述各因素，正常蓄水位选择585 m较为
合适。
湖北水力发电
2007年增刊
(2)死水位
发电水库死水位的选择主要取决于电站的水能指
标及有利于系统运行等因素，水库综合利用、泥沙淤
积、进水口布置的难易等方面综合考虑确定。
龙桥水库泥沙淤积(坝前淤积高程556 m, 50年淤
沙总量1032.74万砰)、进水口布置等条件均容易满
足，对死水位的选择影响不大，主要取决于电站的水能
指标。龙桥电站为高水头混合式电站，其效益主要是
电力外送，对本地电网主要是枯水期调峰，其死水位的
确定既要保证必要的调节库容，又不宜太低，因此以水
库的消落深度占大坝集中最大水头的20%左右拟定
死水位。不同死水位时计算的能量指标见图2,
年电YJ(li kW一11)
17150 17 200 17 250 17 300 17 350 17 400 17 450 17 500 17 5.50 17 600 17 650
576 hTr-一-护俐一一一77-一，
自50 MW增加到60 MW时，补充单位电量投资远小于
单位电量投资，较为经济，而装机容量再增加至
70 MW，则补充单位电量投资仅略小于单位电量投资。
龙桥电站以电力外送为主，装机容量提高时，增加的电
量中基本上是汛期电量，若电量能被电网吸纳，则电站
装机容

量以高方案为优，考虑到电网负荷不足时电站
将被迫弃水，同时综合装机年利用小时等因素，本阶段
推荐龙桥电站装机容量60 MWo
表2装机容t比较表
方案一方案二方案三
装机容量/1w
50印70
保证出力/NM
4.43(6.29) 4.43(6.2tJ) 4.43(6.29)
HyNv
多年平均年发电量/(万kW-h) 16128 16938(173)O) 17_`35
其中:11一3月发电量/(万k W " h) 3490 3500(3 790) 3 510
装机年利用小时//h
3 226 2823(2 895) 2501
工程静态总投资/万元
37901 38 824 40006
单位千瓦投资/(元·kW一’)
7 580 6471 5 715
﹄一/
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4，乙no八了64
一z﹃了，夕护了6了h了0
︸、屯工李︸、﹄︸、心︸、︺
任/侣书絮
562 '
3 800 4000 4200
4400 4600 4800 5 000 5200单位电量投资/(元·(kW-h)一’)
保训:出力//k W
方案间工程静态投资差/万元
350 2.292 2.285
923 1 183
图2龙桥水库死水位与保证出力与年电t关系
从图2可以看出，随着死水位的降低，电站多年平
均发电量呈减少趋势，保证出力在570 m以上时随死
水位的降低而增加较快，死水位再降低，保证出力虽有
增加，但增幅减缓，电量减少较快。因电站主要还是电
力外送，以获得较多电量为目的，综合考虑，本阶段推
荐龙桥水库死水位为570 m.
1.3电站装机容最选择
电站装机容量大小与电站特性、水库调节性能、供
电范围及负荷水平、电站在负荷图上的运行位置等有
关。龙桥电站建成后接人恩施州电网，通过州网统一
调度，可直接向网内用户供电，也可通过州网向湖北省
电网或华中电网供电。龙桥电站装机规模相对于湖北
省电力系统用电负荷而言，容量甚小，因此，其合理的
装机容量主要是依据本电站水库的调节性能，相比类
似电站，以装机年利用小时数3 000 h左右为条件，从
电站装机的经济合理性角度，通过经济比较确定。
龙桥电站不同装机规模动能经济指标见表2o
从表2可以看出，不同装机容量时，投资增幅不
大，补充单位千瓦投资远小于单位kW投资，装机容量
14
多年平均年发电量差值/(万kW-h) 810
，、︸白
000)8
其中:1】一3月发电量差值/(万kW-h) 10
补充单位千瓦投资/(元·kW-I)
补充单位电量投资/(元·(kW- h)一‘)
枯水期补充单位电量投资
/(元·(kW-h)一’)
92.26 118.27
注:表内()内的数据为考虑上游云口水库调节作用后的计算
成果。
2水能规划的成果
进前面径流调节计算，通过过多种方案多途径比
较，得出龙桥水库正常蓄水位585 m，死水位570 m，兴
利库容1 067万衬，电站装机容量60 MW，两种运行方
式水能指标如下:
(1)单独运行:保证

出力4.43 MW，多年平均年发
电量16 938万kWIh，其中枯水期(11一3月)发电量
3 500万kW - h;
(2)联合运行:保证出力6.20 MW，多年平均年发
电量17 370万kW*h，其中枯水期发电量3 790
彭习渊:龙桥水电站的水能规划
2007年4月
万kW - h。本工程的发电效益，要从流域规划的角度，综合考虑上
龙桥电站与上游梯级云口电站联合运行时，比单游梯级的影响，对工程效益进行全方位分析，才能得出
独运行年电量增加432万kW"h，其中枯水期增加发电合理的结论。本文以龙桥电站为例，对水库下游脱水
量290万kW-h。增发电量主要集中在枯水期，这对龙河段有生态补水要求的电站可发电水量的计算提出了
桥电站参与调峰、提高自身发电收益有很大好处。一套相对科学合理的分析方法，从电站单独运行、与上
，志、二二_、、，、，游梯级联合运行两种情况下电能的计算方法作了介
3结论与建议vJ 111-11-1.`}1r"1 11 1n彩落药篆毓碴11 1 11
目前，我省绝大部分河流水力资源开发已经接近须指出的是，本文仅仅是从理论上、方法上对龙桥电站
尾声，剩下的部分小水电多以引水式开发方式为主，这发电效益进行了初步分析计算，为了更为充分合理地
种开发方式势必会造成下游河道产生脱水段。为了维利用水力资源、减少弃水、增加发电量，必须对上下游
护脱水河段河流原有的生态，一定要留足下游河道生梯级联合调度方案进行更深人地研究，制定详细的、可
态基流，合理取水发电，不能一味追求发电效益，无限操作的、科学合理的调度方案，才能使整个流域获得最
制取水。此外，在计算电站发电效益时，不能仅仅考虑大的发电效益。
犷尺矛烈钾傲少狡产牛民笋尺州二嗽绝钾之分长乡城挤戈长少井欣挤杖经被绝渔;万共咬州只乡致乡二义何进拼火扮艾只三扮神之夔气胶笋邓僻斌护抽护效华运:何斌娜狡华，妇运器吞神舀绝神阵嗽妇之衅公多抽忿通婚念月艳七汪场{级夏鱿钾恤l绝诊猫硒恤少抽准衅杖续钟;
(上接第11页)
(2)人行道路复建。人行道路恢复只涉及交通洞
至斑竹圆长3. 19 km，只需要局部恢复。目前政府正
在进行基耕路修建实施当中，很大程度上提高了移民
的生产生活水平。
(3)迁坟。库区内所有坟墓均由坟墓的直系亲属
按文件确定的补偿标准自行迁出，迁出后的坟地均用
生石灰消毒处理。无主坟经公示后由所在村委会安排
人员迁出处理。
(4)征地报批。当库区面积统计汇总后，由市国土
资源局牵头，负责组织水库用地报批，费用包干使用。
国土资源局汇总林业、环保、计划、水利、地质环境等相
关批复文件后，整理报批材料，

已于2005年7月底经
湖北省人民政府、省国土资源厅审查同意后己上报国
土资源部，只待国务院签批。
(5)征地移民、库区清理验收。2007年1月20 -
22日利川市人民政府组织市直有关部门和相关单位
召开了利川市龙桥水电站征地移民、库区清理验收会
4月6日通过正式验收，并形成《利川市龙桥水电站征
地移民、库区清理验收意见》。
5主要体会
(1)加强组织领导是征地移民取得成功的关键。
“天下第一难”的征地移民工作没有一个好的领导，没
有一支团结、有战斗力的工作专班是难以圆满完成的。
在利川市龙桥电站工程的征地移民中，所有的抽调人
员政策业务水平高，工作吃苦耐劳，组织纪律性强，亲
民务实。
(2)坚持依法、“三公”的原则是顺利完成征地移民
工作的保证。制定征地移民补偿方案必须在依法前提
下，保证广大被征农民的利益，是确保一方平安与稳定
的关键。按照公正、公平、公开的原则办事，这是把征
地移民工作顺利进行的保证。在利川市龙桥电站工程
征地移民过程中，严格按照四个坚持办事(坚持三个
一，即一套班子、一杆尺子、一个政策口径;坚持三不，
即不吃、不要、不许愿;坚持三个一样，即亲疏一样、人
恶人善一样、干部群众一样;坚持三公开，即法律法规
政策公开、登记实物指标公开、补偿标准金额公开)，使
整个征地移民得以顺利完成。征地移民工作成功与
否，在依法保证了农民的利益之后，不在于补偿标准的
高低，而在于公正、公平办事，相反补偿标准越高，矛盾
就会越突出，稍有不平，则事难顺成。
(3)做耐心细致的工作是与农民朋友进行沟通的
桥梁。任何一个方案针对一个较庞大的群体都很难使
这一群体中的每个成员满意，即使总体上满意的成员
也会有具体不满意的地方，这需要我们做耐心细致的
工作，工作中还应注意方法，具体问题具体对待。
(4)关心群众利益，不能回避矛盾。在征地移民过
程中，被征农户和被征村组会提出许多的问题，有的是
历史遗留问题，与征地移民无直接关系的问题;大多则
是征地移民中产生的问题。后者，理所当然应一一解
决，前者，在不违背原则和方案的前提下，也应力所能
及的去帮忙解决，确不能解决的，做相应的解释。