水电站的水能规划
水利资源计算 水电站水能计算
=
V - V1
V1 + Q = V + q t 2 t 2
q N V + q t 2
出力
落差
发电流量
下游 水位
（104Kw) （m） （m3/s) （m）
6.4
49 157.4 191.86
52 148.3 191.80
55 140.2 191.75
58 132.9 191.70
61 126.4
6.6
＝γ·Q·t·H1-2=9807Q·t·H1-2
功率 出力(output) N
1 P1 Z1
V1
Δ Δ
2 P2 Z2
V2
1 2
河段的潜在水能
N1-2=
E1-2 T
g
=
WH T
1-
2
=γQH1-2
(牛顿·米/秒)
1千瓦=1000牛顿·米/秒， γ=1000×9.81N/m3
N1-2=9.81QH1-2（千瓦）——水流出力计算公式
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。
2020年6月1日12时57分
3. 坝式开发的特点： ① 水头相对较小； ② 一般能形成蓄水库，电站引用流量大， 综合利用效益高； ③ 投资大，工期长，通常单位造价高，且 上游形成淹没区。
4. 坝式开发的适用条件： 适于流量大，坡降缓，且有筑坝建库条件 的河段。
水电站水能资源综合利用方案
水电站水能资源综合利用方案随着能源需求的增加和环境问题的日益突出，水能资源的综合利用对于可持续发展至关重要。
水电站作为一种常见的水能利用方式，其水能资源也需要得到最大程度的开发和利用。
本文将探讨水电站水能资源综合利用的方案，并提出可行性建议。
一、水电站水能资源利用的背景水电站的主要功能是利用水能发电，但在发电过程中常常会有一部分水能无法完全利用。
这些未被有效利用的水能资源可以通过综合利用的方式得到充分开发。
再者，水电站周围也常常存在一些农田灌溉以及人民生活用水等需求，这些需求也需要得到满足。
因此，水电站水能资源综合利用方案的制定至关重要。
二、为了最大程度地利用水电站的水能资源，以下是一些可行的方案：1. 多级引水发电系统通过在水电站上游建设多级引水发电系统，可以将原本无法利用的水能转化为电能。
多级引水发电系统利用了水能的高度差，通过多级引水管道或隧道来引导水流，使其产生差压，进而驱动涡轮机发电。
这种方式不仅能够有效利用水资源，还可以提高电站的发电效率。
2. 水库蓄能系统通过在水电站下游建设水库蓄能系统，可以将洪峰期的水能储存起来，待用电高峰期再释放出来进行发电。
水库蓄能系统通过调控水库水位，实现水能的储存和释放，以平衡电力需求和供给之间的差异，并减轻电网的压力。
这种方式可以在电力需求高峰期提供稳定的电力供应，同时也减少了排洪造成的水资源浪费。
3. 废水处理系统水电站发电过程中会产生一定量的废水，传统的处理方式往往只是简单地排放。
然而，这些废水中仍然存在着一定的水能潜力，可以通过废水处理系统来实现水能的二次利用。
废水处理系统利用先进的处理技术，将废水中的有用成分提取出来，再通过适当的方式进行利用，例如用于灌溉农田或回收利用。
4. 水能热能联供系统水电站在发电过程中会产生大量的余热，传统上往往通过冷却工程进行处理。
然而，这些余热可以通过水能热能联供系统来进行利用。
水能热能联供系统将余热与热能需求结合起来，经过适当的转换和传输，将余热用于供暖或工业生产中，实现水能资源的综合利用。
水力发电站的设计及建设方法
水力发电站的设计及建设方法随着人们对环境保护的日益重视，对可再生能源的需求也日益增加。
水力能作为一种重要的可再生能源，被越来越多的国家用于发电。
水力发电站是利用水能转化为电能的工程设施，其发电效率高、耗能低、对环境污染和碳排放量低等优点使得其成为可再生能源中发展前景最广阔的一种形式。
本文将介绍水力发电站的设计以及建设方法。
一、水力发电站的设计水力发电站设计的主要目标是两个方面：一是能够充分利用水能，实现高效发电；二是确保水力发电站的安全性和稳定性。
1. 水电站的选址通常选址需考虑以下因素：（1）水源降雨量、径流量和水源质量等因素。
（2）水源的地理位置与水位高度、水流速度、地形、水流方向等。
（3）水源是否符合水能开发的要求，如是否有足够的落差、流量。
（4）围坝、房屋建筑等建筑物的选址。
（5）是否便于引入输电线路等因素，如从发电站到计量点的距离等。
2. 水电站的内部结构设计水力发电站的内部结构设计主要有三个方面：（1）水导系统的设计。
水导系统是保证水能充分利用的关键，需要满足足够的流量和水头以及额定负载下的流速等技术要求。
同时，还要保证水力机组的安全性，防止内部水流过大导致水力机组受损。
（2）水轮机和发电机组设计。
水轮机是水力发电机组的核心，其结构和性能直接影响水力发电的效率。
发电机的输出能力、绝缘性能、可靠性等也是设计要考虑到的重要因素。
（3）水利建筑结构设计。
水利建筑是确保水能高效利用的关键，主要包括围坝、引水渠、冲砂隧洞和闸门等建筑物。
这些结构的设计需要充分考虑工程土质、岩质及地基条件等因素，趋势保证建筑物的安全和可靠性。
二、水力发电站的建设方法水力发电站的建设通常需要分为如下几个步骤：1. 前期调查阶段前期调查阶段是水力发电站建设过程中关键的一环。
此阶段的任务是全面调查选址，确立工程方案和设计，包括水流测量、水文地质勘察、土木勘察、环境评估、土地征用等关键信息采集。
通过前期调查，可为工程的实施提供必要依据和参考。
小水电水能设计规程-条文说明-jct-111111111
中华人民共和国行业标准小水电水能设计规程SL 76-94条文说明目次1总则2中小河流的水能规划3水能指标计算4负荷预测5装机容量选择及电力电量平衡6抽水蓄能7综合利用8参数选择计算*附录A河流水能理论蕴藏量计算(补充件)*附录B无调节或日调节水电站水能计算(参考件)*附录C年调节水库等流量调节水能计算(参考件)*附录D年调节水库已知水电站出力过程或已知兴利库容时的水能计算(参考件)附录E多年调节水库水能简化计算(参考件)*附录F梯级水库电站群水能计算(参考件)*附录G各种电量划分办法(参考件)*表示该附录无条文说明.1总则1.1本条是对制订《小水电水能设计规程》(以下简称《规程》)目的之说明.我国小水电资源丰富,到1992年底已开发1440余万kW,遍布1500多个县,由于小水电从数千瓦到25000kW,容量相差较大,水能设计的要求不同,不能统一以大水电的水能设计的内容与方法进行计算,而且小水电多结合小流域开发,各电站水文水能条件各有特点,为了使小水电水能设计规范化,正规化,满足基层设计部门和工程管理部门的需要,特制订本规程.1.2本条是对规程适用范围的说明.本规程的主要应用对象是装机25000kW以下的小水电站的可行性研究,初步设计(扩大初步设计)中的水能设计.对于一些以小水电为主体开发的中小流域中小河流,河段水电开发规划中的水能设计以及水电为主的地区电网规划中的水能设计部分也可根据本规程进行计算.由于小水电幅度较大,水能设计要求相差悬殊,所以对于容量较小的电站及小河流可以适当简化,以适应各层次的要求.鉴于水利系统近来兴建了部分25000~50000kW的水电站,这部分电站属容量较小的中型水电站.故也可参照本规程进行水能计算.1.3本条是对小水电水能设计基本任务的说明.小水电水能设计一般应在河流规划确定各枢纽位置,开发要求的基础上进行,应根据河流规划所确定的目标,准则进行具体水能参数的计算,提供工程规模如装机容量,水能参数如保证出力,保证电量,多年平均发电量等指标.对于一些有较高调节性能的骨干水电站,由于投产后要经过一段时间才能达到设计水平,为了充分发挥工程的效益,应对投产初期水库蓄水情况,应用方式等进行分析论证.而且还应对水库的调度原则,调度方式等进行分析以校核水能设计指标.1.4本条规定了规程所必须遵循国家政策法令,贯彻执行《水法》,执行有关专业规程规范,如《小水电建设项目经济评价规程》SL 16-92,《小型水力发电站水文设计规范》SL 77-94,《农村水电供电区电力发展规划导则》SL 22-92等,搞好与这些规范之间的衔接.1.5本条是对小水电水能设计中所应收集的资料的具体要求,其资料应包括：1.5.1当地自然,社会,经济方面的资料,用以说明社会经济发展情况以及自然资源,水利建设,工农业生产布局等方面的情况.1.5.2负荷资料,用以进行负荷预测,负荷图编制以及用以说明电力系统对本电站的要求等.1.5.3电力资源资料,包括水能,煤炭等能源资料,电力系统构成,主要河流的水文,地质及水电开发潜力及现状等情况,本电站的地质,水文等较为详细的资料.1.5.4电网有关资料,包括电力系统发展规模,电网主要接线及分布,季节性电能利用以及目前存在的问题等.1.5.5其它有关的资料.资料的收集应满足精度,广度方面的要求.2中小河流的水能规划2.2本条是对河流水能理论蕴藏量参数表示和计算方法的规定.我国以往在统计计算河流水能理论蕴藏量和可开发量时往往以出力或装机容量表示,用出力或装机容量表示有直观的优点,可以将资源与工程开发规模联系起来,但不足的方面是未能考虑装机年利用小时的影响,有些电站调节能力较强,在负荷图的尖峰部分工作,年利用小时数较低,以致某些站址会出现水能理论蕴藏量千瓦数小于装机容量(可开发量)的情况.国外发达国家则以年平均发电量表示水能理论蕴藏量和可开发容量,淡化装机容量的概念.所以考虑到如上情况,本条规定河流水能理论蕴藏量以年平均发电量和出力两个指标表示.具体进行河流水能蕴藏量估算则通过绘制河流水能理论蕴藏量图完成.2.3本条是对河流水能资源可开发量表示和估算的规定.基于2.2条中说明的原因,河流水能资源可开发量亦以年平均发电量和出力两个指标表示. 水能资源可开发量的估算应结合河流开发条件,系统要求,经济指标,地质地理,环境保护等方面的因素确定.2.5本条是对水能规划中应考虑的基本原则的规定.针对小水电大多位于山区,流域面积较小,水利开发多以发电为主,为提高开发效益,借鉴国外发达国家的经验,根据实际情况,不局限于流域本身的考虑,而是在更高的层次上考虑跨流域引水的可能性和可行性.以增加水源,实现水系统合理规划,水量水头合理利用,例如湖南省慈利县赵家垭跨流域引水开发,广西桂林地区天湖水系统开发等.对于一些工程通过跨流域引水,积水网道式开发,可以极大地提高开发效益.在考虑跨流域引水,集水网道式开发时,应对流域水量平衡中所带来的不利影响作出充分论证.3水能指标计算3.1本条是对水能指标计算应提供成果的规定.按照规定,水能指标计算应提供电站的发电出力保证率曲线,同一曲线如横坐标以8760小时代替保证率P时则为发电出力历时曲线,以及保证出力,保证电能和多年平均发电量等指标.对于无调节和日调节水电站,其发电历时曲线或发电保证率曲线可以通过多年日平均流量资料根据水头实际变化情况计算得出,计算操作性强,理论上亦较完备.但对于年调节水电站其发电保证率曲线或发电历时曲线的求取则比较困难.目前采用长系列来水过程按等流量调节或按一定的出力变化过程调节列表计算,在资料有限的情况下也可采用丰,平,枯三个典型代表年的来水过程进行等流量调节或按一定的出力变化过程调节列表计算,将计算的出力值排频率曲线近似代替概率曲线.这种方法缺乏严密的理论依据,因为调节后的出力严格来讲不是随机事件,且在具体计算中为减少工作量,采用月平均出力计算,丰,平,枯三个年份共有36个资料样本,扣除调节供水期按其平均出力计算的月份,其资料样本较少,绘制出力保证率曲线困难较大,但因为目前这一领域研究尚无实质性的突破,为了提供水能参数计算的依据,也只能采用这种办法,而且在规划设计阶段也可得到满足精度要求的解答.3.3本条是对无调节和日调节水电站水能指标计算的规定.因为日调节水电站只将一日之内的来水量进行分配,所以也是一种广义上的无调节电站,故按无调节电站的水能计算方法进行计算,在具体计算时对于日调节电站应考虑水头变化的影响.有些电站取得日平均流量系列比较困难而采用旬平均流量或月平均流量进行计算,在此情况下应对流量序列进行适当的修正.3.4本条是对年调节水电站水能指标计算的规定,年调节(含不完全年调节)水能指标计算采用等流量调节办法或已知出力变化过程的调节计算办法.严格说,等流量调节有比较大的缺陷,由此计算的出力过程与实际情况也有较大的差异,但该方法却有计算工作量小,简便易行的优点.按照已知出力变化过程的调节计算办法较等流量调节有所改进,但计算工作量要大一些.具体方法可参见附录C和附录D.一般情况下,对于小型水电站可用丰,平,枯三个代表年的来水过程进行操作计算以确定其水能指标,但对一些重要工程或骨干水电站则为了计算精确,也可采用长系列法利用长系列来水过程进行操作计算.3.5本条是对多年调节水库电站水能指标计算的规定.多年调节水库电站的水能调节计算非常复杂,目前国内,外比较普遍采用的方法是时历法和数理统计法.但这两种方法都比较繁琐,计算工作量大,不便于基层掌握,所以本规程推荐采用基于克里茨基,明凯里第二法和萨瓦林斯基方法基本原理的数理统计法,通过查线解图进行水能计算.将я.Ф.普列什珂夫线解图中有关参数进行多元逐步回归分析,得出满足精度要求的简化计算模型,进行多年调节水库水能指标的计算.具体参见本规程附录E及条文说明的附录E 的说明.3.7本条是对梯级开发水电站水能计算中有关问题的规定.梯级开发水电站水能指标的计算应按照"自上而下"的顺序进行.在具体计算中充分考虑各梯级之间的流量关系影响,包括区间来水,上下游水库补偿调节作用等；流程影响如河道的槽蓄作用等；水位关系如上下游水库电站在各种运行方式情况下的水位衔接影响等.具体计算方法可参见附录F.3.8本条是对小水电站设计保证率选择的规定.小水电站的设计保证率应根据电站占当地地方电力系统的比重,系统中有调节能力的水电站所占比重等因素进行选择.由于小水电站横跨幅度较大且各地情况差异较大,所以不便统一规定小水电站设计保证率的选择,但对于小水电站在当地地方电网中所占比重超过20%,且电网又以水电为主时可按表3.8所示的标准选择水电站的设计保证率.容量较大的水电站因其在电网中处于骨干地位宜取较高的设计保证率.容量较小的水电站可视情况允许取较小的设计保证率.上述各种水能计算方法,各省,市均有现成的计算机软件,可供各单位交流并使用.4负荷预测4.2本条是对负荷预测应提供的成果的规定.负荷预测应提供三个方面的成果.这些成果是进行电力电量平衡,选择电站装机方案,确定供电方式的主要依据.通过负荷预测应提供的成果有：设计水平年的负荷和用电量水平,并用一些特征指标表示；确定设计水平年2~4个具有代表性的典型日负荷曲线和按月编制的综合年最大负荷曲线和用电量曲线,2~4个具有代表性的典型日负荷曲线,其代表日的选择可以根据当地的实际情况,选择供,需矛盾比较突出的2~4个月份的代表日作为典型负荷日,容量较小的系统可取2个典型日,编制典型日负荷曲线；以及有关参数,如日负荷率,月不均衡率等.4.4本条是对负荷预测方法的规定.由于负荷预测涉及因素多,随机干扰大,因此不能只采用一种方法的预测结果,而应采用几种预测方法进行预测,各种预测方法的预测结果互相校验.一般情况下综合需用系数法和单耗法可作为主要预测方法,这两种方法是本专业应用较多且效果较好,使用简便的方法.4.6本条规定了用电指标和供电指标之间的换算关系.经大量统计资料分析结果表明,小水电站厂用电率平均在0.5%~1.0%之间,县级电网网损率应取10%~11%.5 装机容量选择及电力电量平衡5.2 本条是对小水电装机容量选择方法与原则的规定.小水电装机容量选择分四种情况进行.5.2.1 并入孤立运行小水电网内的小水电站,由于网内以小水电为主,季节性影响明显,网内消耗小水电季节性电能的能力弱.考虑到小水电目前存在的调节能力普遍偏低,电力电量平衡困难等诸多因素,当电站容量所占系统容量的2%以上时应在全网电力电量平衡的基础上选择装机容量.对于一些占系统容量比重大的骨干电站,则还应在机组部分投产达到设计水平年之间再选择几年进行电力电量平衡,以核定其装机选择的合理性.5.2.2 并入与国家电网联网运行的小水电网的小水电站,比如南方一些省,区具有自供区的县级小水电网的情况.一方面因其小网内以小水电为主要电源,另一方面小网又与国家电网联网,所以其小水电装机容量应在小水电网电力电量平衡的基础上,结合国家电网吸收电力,电量的能力和经济比较后确定.5.2.3 与水电为主的国家电网并联运行的小水电站,比如南方一些省区国家电网供电区内的水电站,因其与大水电具有类似的丰,枯矛盾,所以,小水电站装机容量的选择应在采用方案比较经济评价确定合理规模的基础上,结合小区域电力电量平衡进行.5.2.4 并入火电为主的国家电网的小水电站因其所占容量比重很小,例如华北,东北等地区与国家电网联网的小水电站,所以其装机容量的选择不必进行电力电量平衡而应采用经济评价中方案比较的方法确定其装机容量.方案比较采用差额投资内部收益率法进行.差额投资内部收益率是相邻两个比较方案各年净 现金流量差额现值之和等于零的折现率,其表达式为：()()[]()∑=-=∆+---n i t tIRR CO CI CO CI 11201式中 (CI-CO )1 ---投资小(装机小)的方案的净现金流量；(CI-CO )2 ---投资大(装机大)的方案的净现金流量；ΔIRR ---差额投资内部收益率；t ---年序,t (＝1,2,…,n )n 为计算期.若差额投资内部收益率ΔIRR 大于或等于社会折现率I S (＝12%),应选装机较大的方案,否则应选装机较小的方案.具体计算时,根据工程特定情况及机组型号,依装机从小到大的顺序选择几个比较方案,并两两进行比较计算,一直到ΔIRR ＝12%(或接近12%)时为止,选择出最终的装机容量方案.5.3 本条是对微型水电站以及容量较小的水电站装机容量选择的规定.因为小水电容量跨度大,一个小水电网中往往有几十座甚至上百座小水电站,容量较小的水电站在电力电量平衡中选择装机容量难度较大且准确性也不高,所以本规程规定,对于容量较小的小水电站其装机容量选择可以根据电网的不同情况进行适当简化.5.5 本条是关于小水电季节性电量利用的说明.小水电的主要特点就是季节性强,由于历史的原因,我国绝大多数小水电为主的地方电网存在径流式电站所占比例较大,季节性电能难以为电网吸收消化等问题.为了提高小水电的经济效益,在小水电装机容量选择时,允许在工作容量选择的基础上再装设一部分重复容量以利用季节性电能.但应对装设重复容量以利用季节性电能进行充分论证,对当地高耗能负荷(如电石,结晶硅等)的目前情况及长远发展作出分析和评价,并在研究季节性高耗能负荷特性的基础上安装小水电的重复容量.5.6 本条是对系统中水电站群装机容量选择原则的规定.当系统中有若干座水电站同时规划设计时,应将若干个水电站组成的水电站群视作为一个整体进行系统分析,发挥各自的长处,克服各自的缺点,以使水电站群获得最大的经济效益和社会效益.因为根据系统分析的观点,单站的最优并不等同于系统群体的最优.在进行系统分析,选择水电站装机容量,并将总容量在各电站间进行最优分配时,其目标函数可选为在满足一定负荷水平(设计水平年)的情况下使水电站群的基建费用和运行维护费用最小.5.9本条是对小水电装机容量构成以及各部分容量选择计算的规定.小水电站装机容量一般由四部分组成,即工作容量,负荷备用容量,事故,检修备用容量及重复容量所组成.对于这四部分容量的计算选择,其工作容量选择可利用系统典型日负荷图及日电量累积曲线进行,即根据电站设计保证率下的保证电能,在日电能累积曲线的横坐标上量取相应的数值,作平行于纵坐标的直线与日电量累积曲线相交于一点,利用该点的位置即可确定出其工作容量.负荷备用和事故,检修备用根据近年来大量小水电站的统计,证明可采用本条规定的数值计算.5.13本条是对水电站设计水平年选择的规定.为便于收集资料,安排计划,小水电站的设计水平年可结合国民经济5年计划选择.对于农村电气化建设中小水电站设计水平年的选择也可按规划达标年份进行选择,对于一些容量较大且有较高调节能力的骨干小水电站,考虑到随着负荷发展,电站在负荷图上的位置将朝着尖峰部分推移,所以其设计水平年宜选完全达到设计能力的年份.大中型水电站一般规定水电站的设计水平年按第一台机组投产后的5~10年选择,考虑到小水电容量较小,小系统长期负荷预测精度难以保证,所以对于骨干小水电站宜按第一台机组投产后的4~7年选择设计水平年. 5.14本条是关于电力电量平衡内容和方法的规定.在电力电量平衡时,其负荷图可采用设计水平年的负荷预测值并根据本规程规定的负荷图编制方法编制的负荷曲线,为了简化分析可不考虑负荷图在不同水文年份的变化情况.而电源出力则应按丰,平,枯三个水文代表年的电源出力情况代表多年平均的电源出力变化情况.丰,平,枯三个水文代表年的频率按 3.10条规定的范围选择,但在枯水年频率的选择中为分析方便,电网枯水年频率与电站枯水年频率应尽可能选为一致.5.17本条是对小水电有效发电量计算的规定,对于容量较大的水电站其有效发电量可通过电力电量平衡确定.有效发电量是能为电网接受的电量,是经济评价决策分析中效益计算的主要依据.对于容量较小的电站进行电力电量平衡有困难,可根据经验确定其有效电量系数和有效发电量.具体可参见《小水电建设项目经济评价规程》SL 16-92.5.18本条是对有效电量中各种品质电量划分的规定.根据市场经济规律,电力作为一种社会化的商品同样存在"按质论价"的问题.将电站有效发电量划分为：跨季调节电量,调峰电量,可靠电量和季节性电量等四种电量,分别以不同的价格反映工程所付代价以及市场需求满足情况.具体的各种电量划分办法具附录G.因为电站规划时很难对其投产后的负荷变化情况作出确切估计,所以本附录给出的各种电量划分办法也并非十全十美,只是大体反映了电量的"以质论价"问题.6抽水蓄能6.1抽水蓄能电站是一种特殊的水电站,它有发电和抽水两种工况,在系统中调峰填谷,改善系统运行条件.随着经济的发展,对电力供给的可靠性要求愈来愈高,抽水蓄能电站的建设将愈来愈成为我国中小水电供电区的热点问题,所以将小型抽水蓄能电站的水能指标计算问题纳入到小水电水能设计的范畴已经很有必要.本条是对小水电抽水蓄能电站水能设计应包括内容的规定,在小型抽水蓄能电站水能设计中应对这些内容所包含的各个方面进行论证和分析.另外对于小型抽水蓄能电站的另一种形式,结合小水电跨流域引水,低水头抽水,高水头发电(慈利县赵家垭抽水蓄能电站模式),也应根据电站实际情况按本规程规定进行水能指标计算.6.3本条是对小水电抽水蓄能电站装机容量选择原则和方法的规定.小水电抽水蓄能电站装机容量选择应根据设计水平年电力系统电力电量平衡和抽水蓄能电站水量平衡情况确定.因为抽水蓄能电站的效益主要体现在"调峰填谷"上,所以其装机容量的选择应考虑系统容量构成,有调节能力电站容量所占比例,系统负荷特性等,并结合系统供电的可靠性要求,经济评价分析,机组运行要求等因素综合分析后确定.6.6本条是对小水电抽水蓄能电站年发电量和抽水电量计算的规定.一般情况下其典型年的电量计算对于容量较大的抽水蓄能电站且只在日负荷图上"调峰填谷"时,则应按逐月典型日负荷图进行电量计算,如在周负荷图上"调峰填谷"时,则应按逐月典型周负荷曲线进行抽水,发电电量计算,然后,平均为年电量指标.关于不同水文年份对电量计算的影响,一般可按丰,平,枯三个典型年平均计算.容量较大的抽水蓄能电站还可多选择几个水文代表年,然后取其平均值计算,当结合有常规发电机组,且上,下库有天然径流时应将抽水蓄能与常规发电分开计算.7综合利用7.1本条规定了小水电水能设计的一般原则.在小水电水能设计中应贯彻综合利用,综合治理的原则,并根据其产业政策和经济建设方针,使小水电开发与国土整治,流域开发,生态环境等目标综合考虑,将小水电建设纳入到国民经济建设的整体进行考虑,既符合国家利益,也符合当地利益,既符合长远利益,也符合当前利益.7.2本条是关于综合利用工程的规模确定,各用水目标库容及水量分配原则的规定.对于多目标应用的小水电工程,应根据各目标的用水要求,分清主次,结合径流调节成果,经济特性等确定.具体方法参见其它专业规范和有关参考资料和书籍.8参数选择计算8.1小水电水能设计中参数的选择计算包括保证出力,保证电量,多年平均发电量以及特征水位,输水系统参数,各种库容,水电站的有关设计参数,水轮发电机组的有关参数等.而保证出力,保证电量,多年平均发电量等指标作为水能指标计算的主要指标,其计算方法前面已进行了规定.这里所述的参数选择计算主要指特征水位,水电站设计水头,水轮机安装高程以及输水系统尺寸选择计算等.8.4本条是对水轮机设计水头选择计算的规定.对于引水式水电站因为水头变化幅度相对较小,所以水轮机设计水头宜按加权平均水头选择或略小于加权平均水头.对于河床式水电站因其变化比较复杂,当水头较低时其加权平均水头宜以汛期加权平均水头为主要依据,以免造成汛期发电受阻.对于坝后式水电站则其设计水头宜按略低于加权平均水头选择,以使机组发电时留有一定的余地.需要指出的是,本条规定的水轮机设计水头选择只是一般原则,具体电站设计时因小水电水轮机选择大多套用现有机组品种,尚应根据其具体情况经多方比较确定水电站设计水头.附录E多年调节水库水能简化计算(参考件)附录E是关于多年调节水库电站水能指标计算方法的步骤说明.在多年调节水库的水能简化计算中,有关径流调节计算,包括已知调节流量求多年库容及年库容,皆采用常规算法,前者利用普列什珂夫线解图,后者可采用年调节等流量列表法等方法求得.进行多年调节水库保证出力及多年平均发电量简化计算的关键在于求出电站在多年中的枯水段及多年平均条件下的工作水头,为此就需要求出多年库容在枯水段的平均蓄水量及多年库容的多年平均蓄水量.按照多年径流调节的萨瓦林斯基方法,可以求出多年调节蓄水保证率曲线如图E1所示.E1多年调节蓄水保证率曲线。
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。
（7）死水位：在正常运用的情况下，允许水库消落的最低水位。
(8)拦洪库容：设计洪水位与防洪限制水位之间的库容，称拦洪库容二、选择题填空题(每题4分，共20分）1。
水电站水能计算
三、水能资源开发方式
4、其他开发方式
（二）抽水蓄能发电
抽水蓄能电站根据利用水量的情况可分为两大类：一类是纯抽水 蓄能电站；另一类是混合式抽水蓄能电站。
第四部分
河流水能资源的梯级开发
四、河流水能资源的梯级开发
1、河流综合利用规划
河流综合利用规划要综合地解决防洪、发电、灌溉、 航运、给水、养殖、生态环境等方面的需水问题。
第六部分
水能计算的基本方法
六、水能计算的基本方法
确定水电站动能指标的计算，称为水能计算。水能 计算的目的，在规划设计阶段，为了选择水电站及 水库的主要参数，需假定若干个水库正常蓄水位方 案，计算各方案的水电站动能指标，为最终确定电 站规模提供依据；在运行阶段，由于水电站及水库 的主要参数（正常蓄水位、死水位和装机容量）已 定，则需根据水电站及水库的实际运行情况，计算 水电站在各时段的出力和发电量，以便确定电力系 统中各电站的合理的运行方式。
其余月份为不蓄不供期，水电站按天然流量发电，即水电站引用流量等于入 库流量 。
六、水能计算的基本方法
2、按等流量调节方式的水能计算方法
三、水能资源开发方式
➢开发利用水能时要解决的基本问题是集中落差和 调节流量。 ➢水能开发方式或者叫水电站开发方式，就集中落 差的措施而言，有坝式、引水道式和混合式三种 基本方式
三、水能资源开发方式
1、坝式（蓄水式）水电站
坝式水电站按其建筑物的布置特点，又可分为河床式、坝后式、坝内式等类型
1.起重机 2.主机室 3.发电机 4.水轮机 5.蜗壳 6.尾水管 7.尾水平台 8.尾水导墙 9.泄洪闸门 11.溢流坝 12.主坝 13、闸墩
年平均发电量、装机容量及年利用小时数。
tn
水电站水资源调度方案
水电站水资源调度方案水电站作为一种重要的清洁能源发电方式，对于水资源的调度和管理具有重要的意义。
本文将针对水电站水资源调度方案进行探讨，以提高水电站的发电效率和水资源的综合利用。
1. 背景介绍水电站是以水能为动力，通过水轮机转换为电能的发电设施。
在水电站的运行过程中，调度好水资源的使用，可以保证电力供应的稳定性和可靠性。
因此，水资源调度方案的制定是水电站运行管理的基础。
2. 水资源调度原则2.1 水负荷平衡原则在水资源调度中，需要保证发电过程中的水负荷平衡。
即使在干旱季节，也要通过科学调度，保证发电和灌溉等用水需求得到平衡，避免因过热导致发电效率下降。
2.2 多目标优化原则水资源调度需要考虑多个目标，如最大程度发电、最大限度保障水资源和生态环境的可持续利用等。
通过制定综合调度方案，使得各项指标达到最优平衡。
2.3 灵活性原则水电站水资源调度方案需要具备一定的灵活性，可以根据不同的气候条件和用水需求变化，调整发电机组出力和蓄水量等参数。
这样可以确保水资源的合理利用，并适应市场需求的波动。
3. 水资源调度方案制定3.1 数据搜集与分析在制定水资源调度方案时，首先需要搜集和分析相关的水资源数据，包括水文数据、气象数据以及用水需求等情况。
通过对这些数据的分析，可以全面了解水资源的供需状况和变化趋势，为制定调度方案提供依据。
3.2 模型建立与优化在理论上，水资源调度可以通过建立数学模型来进行优化。
根据搜集到的数据，可以建立相应的优化模型，包括多目标规划模型、动态规划模型等。
通过求解模型，可以得到最佳的调度方案，以最大程度地满足各项需求。
3.3 灌溉与发电协调在实际的水资源调度中，需要协调好灌溉和发电之间的关系。
可以通过制定合理的灌溉时间和地点，充分利用水资源，同时保证发电的高效运行。
灌溉时间和地点的选择可以根据水资源的变化和农耕需求进行调整。
4. 调度方案实施与监测4.1 方案实施水资源调度方案制定完毕后，需要进行科学的实施。
第十四章 水电站水能计算
c、经过以上逐时段演算至供水期末时，若此时水位为死 水位，则计算结束；否则，重新假定出力N0，返回步骤a 进行 大循环计算。 实例
2)等流量调节方式水能计算方法 a、根据设计枯水年入库径流资料，用已知的兴利库容V兴 求调节流量，作为水电站的发电流量q； 供水期的调节流量 蓄水期的调节流量 b、利用入库流量与水电站发电流量作为来、用水资料， 按列表法进行枯水年或枯水年组水能计算。 已知q，求N=? N=AqH=Aq(Z上-Z下) (Q-q)△t=V2-V1 Q q △t V1
NP
P设 P t
4）水位变化不大的无调节水电站，可采用更简单的方法: 由设计保证率在日平均流量频率曲线（图14-8）上查取设 计发电流量QP；再由公式NP=AQPHP=AQP(Z上-Z下-H)计算水电站 的日平均保证出力。 2 代表年法 为了简化计算，可用代表年法进行水能计算。其步骤：
①选择3个设计代表年：设计枯水年(P设)、设计中水年(P 中=50%)。设计丰水年(P丰=1-P设)。
二 多年平均发电量的计算（E年）
1 概念
指水电站年发电量的多年平均值。 2 在水文资料丰富情况下
由前面的计算，可得到无(日)调节水电站的日平均出力历 时曲线。其下包面积，即为天然水量的多年平均发电量。由于 受机组出力的限制，天然流量无法完全利用。实际多年平均发 电量取决于电站的装机容量。 装机容量与多年平均发电
b、将N(i)（i =1,2,…,n）由大到小排序，计算经验频率 P(i)，绘制日(旬)平均出力频率曲线；见右下图。 c、由设计保证率P推求NP. 对于无调节水电站，设计 保证率常用P历时。 NP N
P设
P
2）简化算法
将历年日平均流量由大到小分组，统计其出现日数和累计 出现日数，再按分组流量的平均值来计算出力和推求保证出力 NP。计算公式如下：
水电站水能计算
（4）检修备用容量。如果系统容量中没有足够的空闲容量，难以安排机组检修，就要设置一定的 检修备用容量，但石板情况下，力求不设或者少设置此部分备用。
（5）重复容量。在寻常年份，都会有水量富余，若仅以必须容量工作会产生大量弃水。为了利用 次部分水量来发电，只需要增加一部分电机容量，而不增大坝等水工建筑物的投资，这部分容量 并非保证电力系统政策供电所必需的，故称为重复容量。在设置重复容量的电力系统中，系统 的总装机容量就是必需容量与重复容量之和。
工程规划阶段，一般是先要拟定几个正常蓄水位方案，针对每一个方案 去求装机容量、保证出力、多年平均发电量和有利的死水位等指标，这也是 水能计算的主要任务。
1.确定水电站的动能指标，主要是保证出力、多年平均发电量、装机容量； 2.确定水库的特征水位，正常蓄水位和死水位等； 3.选定机电设备，水轮机组等； 4.经济评价
p n 1 [E (n 1E n)/E n] 10 % 0 为第n年到第（n+1）
年的增长率。其中E为发电量，有此式可以推出；
E n 1 E n (1 p n 1 )和 P (nE n 1 /E 1 1 ) 1% 00
设计负荷水平年:电力负荷总是随着国民经济的发展而逐年增长的，在规划设计水电站时， 考虑电力系统远景负荷的发展水平，与此负荷水平相适应的年份称为电力负荷水平年。
年负荷图。
❖ 日负荷图
日负荷图反映的 是一天之内电力 负荷的变化过程 线。日负荷图有 三个特征数值： 日最大负荷、日 均负荷和日最小 负荷。
为便于利用日 负荷图进行动能 计算，常需要事 先绘制日电能累
计曲线。
水电站扩能增效措施方案
水电站扩能增效措施方案1. 引言水电站是一种利用水力资源发电的重要设施，具有安全、环保、可再生等优点。
然而，随着社会经济的发展和能源需求的增长，现有水电站的发电能力往往难以满足需求。
因此，水电站的扩能增效成为提高发电能力、实现可持续能源供应的关键步骤。
本方案旨在提出一系列水电站扩能增效的措施，以提高发电效率、降低环境影响，并确保安全运行。
2. 提高水电站发电效率的措施2.1 优化水轮机水轮机是水电站发电的核心设备，提高其效率对于水电站的扩能增效至关重要。
可以采取以下措施：- 更新老旧水轮机：替换老旧的水轮机设备，采用更加高效的新型水轮机，以提高发电效率。
- 优化水轮机部件设计：通过对水轮机叶轮、导叶、固定叶片等部件的重新设计，降低水流损失和能量损耗。
2.2 调整水力资源利用方案在扩大水电站发电能力的同时，合理调整水力资源的利用方案也是一种重要的措施，具体包括：- 多级水电站建设：通过建设不同规模的水电站，实现水资源的有效利用，提高发电效率。
- 抽水蓄能电站建设：建设抽水蓄能电站，将电力峰谷进行调峰调频，减轻电网负荷压力，进一步提高水电站发电效率。
3. 降低水电站对环境的影响的措施水电站的建设和运行往往会对水生态环境产生一定的影响，因此，在进行水电站扩能增效时，也应考虑降低其对环境的影响，可采取以下措施：3.1 生态恢复工程- 水生态系统恢复：对水库周边及下游生态环境进行科学合理的修复和保护，提供适宜的栖息环境，保护水生态系统的完整性和稳定性。
- 人工湿地建设：通过建设人工湿地，提供适宜的生态环境，促进水生态系统的恢复和提高水质。
3.2 减少工程对自然资源的占用- 建设小型水电站：避免进行大规模水电站工程，选择小型水电站以减少占用土地和水资源的量。
- 合理规划水库蓄水区域：在规划水库时，应避免毁坏生态环境和破坏自然资源，合理规划水库蓄水区域，尽量减少占用自然资源的面积。
4. 确保水电站运行安全的措施水电站的安全运行对于扩能增效至关重要，应采取以下措施以确保水电站的安全运行：- 建立完善的监测系统：安装高精度、实时监测设备，对水电站各类设备参数进行监测和预警，及时发现异常情况。
小水电水能设计规程
（4）小水电工程建设应符合所在流域规划（开发商）， 从促进社会经济可持续发展、解决地方电力电量供需矛 盾、改善生态环境和节能环保等方面论证工程修建的必 要性和供电范围。 （5） 综合利用工程的规模，各用水目标库容及水量分配 方案，应根据各用水部门主次关系和具体要求，拟定比 较方案，通过径流调节计算，经技术经济比较确定。 灌溉用水需求：考虑农作物组成，利用当地地表水、地 下水和天然降水和中水回用等水资源、考虑节水灌溉技 术，合理确定。 城镇供水需求：应考虑当地水资源条件及供水能力、经 济发展状况、用水现状等合理确定。
2015年5月6日3时31分
综合利用其他部门： 灌溉设计保证率：指设计灌溉用 水量的保证程度 南方比北方高；大型工程的比中、 小型工程高；自流灌溉的比提水 灌溉的高；远期规划的比近期工 程的高
供水设计保证率 一般为95%~99%
地区
作物种类
灌溉设 计保证 率（%） 50~70 70~80 70~80 75~95
2、水能设计基本资料
2.3其他相关专业资料：
投资-效益
（1）水库水位、面积、容积关系 （2）水库淹没处理（实物指标，重要淹没对象的位置和
控制性高程，移民安置规划方案等） （3）水力学（水库调洪成果、水库回水曲线、水库淤积 计算成果）及泥沙计算成果 （4）工程投资（分项投资和分年度投资）
2015年5月6日3时31分
N 保 k Q保 H
流量
相应于P保的平均 出力，即为N保
Q保 P保 P
出力
N保 P保 P
2015年5月6日3时31分
2、水能设计基本资料 径流调节计算时段
（4）调节计算时段
季调节以上性能——月（旬） 周调节以下——日 （*随着开发程度加大计算更加复杂： 上下影响、引水、综合利用） 引水堰的径流系列应与水库径流 系列一致，日。 电站尾水水位流量关系应反映现状 及规划工况（梯级） 水库水量损失，蒸发、渗漏、结冰* 泥沙资料（多年平均输沙量及泥沙 容重 ）
03-第3章 水电站水能计算1-3节
a1V12 E1 = ( Z1 + + )Wγ γ 2g P 1 a2V22 E2 = ( Z 2 + + )Wγ 2g γ P2
两个能量之间的差值就是W在该河段中消 两个能量之间的差值就是 在该河段中消 耗的能量用下式表示： 耗的能量用下式表示：
E1− 2 = ( Z1 − Z 2 +
P − P2 1
般用下游水位~流量关系曲线表示，次曲线为便于分析或电算，也可以用指数函数来选配，如： 下 = a0 q n （10）a Z 跟n是常数。
Q和水库水位的关系，则可以用水量平衡方程来表达，即： [Q (t ) − q (t )]dt 和水库水位的关系，则可以用水量平衡方程来表达， 和水库水位的关系 如果库容曲线也可以库水位h的函数形式表示，列如 次多项式 次多项式： 如果库容曲线也可以库水位 的函数形式表示，列如3次多项式： V 的函数形式表示
dv dh = A(h) 因有： 因有： ） dt dt （3-14）其中A表示水库面积 故利用
N (t ) = −a0 k[Q(t ) − A(h)
）（14）可将微分方程式（ ）写成下列最终形式： （12）（ ）可将微分方程式（13）写成下列最终形式： ）（
），N（ ）的函数形式（即它们的年内变化过程） 当Q（t）， （t）的函数形式（即它们的年内变化过程） （ ）， 已经给出， 的边界（ 已经给出，及A（h）为已知时，结合以知 的边界（起始） （ ）为已知时，结合以知h的边界 起始） 条件来求解上述微分方程，就可得出全年水库蓄泄曲线h 条件来求解上述微分方程，就可得出全年水库蓄泄曲线 （t）的解析式。但是，一般情况下，上述非线性微分方程 ）的解析式。但是，一般情况下， 的求解过程是困难的。因此实际计算中， 的求解过程是困难的。因此实际计算中，常不得不用其他 方法，如数值解法和列表试算法、图解法等来求解。 方法，如数值解法和列表试算法、图解法等来求解。
水电站水能资源保护规划
水电站水能资源保护规划水是人类生存和发展的重要资源之一，水电站作为一种利用水资源进行能源开发的重要设施，如何合理利用水能资源并保护水环境已成为亟待解决的问题。
本文将探讨水电站水能资源的保护规划，以确保水能资源的可持续利用。
一、水能资源保护的重要性水能资源是水电站能源生产的基础，也是维持水生态环境平衡的重要组成部分。
水能资源的保护不仅关乎水电站运营的可持续性，更关乎生态环境的保护和生态系统的稳定发展。
因此，制定水能资源保护规划具有重要的现实意义和长远的战略价值。
二、水能资源保护规划的原则1. 科学规划：根据地理环境、气候条件和水能资源现状，科学制定水能资源保护规划，确保保护目标的科学性和可行性。
2. 综合协调：水电站水能资源保护规划要与相关部门协同配合，实现资源的统筹利用和环境的综合保护。
3. 先预防为主：通过加强水能资源的保护措施，预防水质污染和水生态系统破坏的发生，减少后期的环境保护成本。
4. 可持续发展：水能资源的保护规划要兼顾经济效益和环境效益，追求经济效益与环境可持续性相统一。
5. 社会参与：加强公众的环境意识和参与度，鼓励社会力量参与水能资源保护规划的制定和实施。
三、水能资源保护规划的具体措施1. 坚持节约用水：通过加强水资源管理，提高水资源利用效率，减少浪费，实行良好的用水制度，合理控制水能资源消耗。
2. 优化水质管理：建立完善的水质监测体系，加强水质污染防治，防止水源受到污染，保护水生态系统的完整性。
3. 生态恢复与保护：在水电站建设前后，进行生态环境评估，恢复和保护受影响的生态系统，建立生态补偿机制，确保水生态系统的稳定发展。
4. 强化环境监测与管理：加强水能资源保护的监测和管理，完善环境风险评估和应急预案，确保水能资源的安全和可持续利用。
5. 提高科技创新能力：加大科技创新投入，推动绿色能源技术的发展，减少水能资源的消耗和对水生态环境的影响。
四、水能资源保护规划的实施效果1. 实施水能资源保护规划可以提高水能资源的利用效率，降低水资源消耗和浪费的程度，保障水电站的可持续发展。
水利水能规划课程设计
某电力系统中水电站装机容量的选择Ⅰ课程设计的目的、任务和要求一、设计目的1. 进一步巩固、加深、系统化所学课程的基本理论；2. 加强运算、绘图、编写说明书等基本技能的训练；3. 培养分析问题和解决问题的能力。
二、设计任务和要求（一）熟悉、分析有关资料并绘制有关曲线。
（二）对设计枯水年进行径流满节 , 求调节流量 , 保证出力及保证电能。
（三）绘制年负荷图、典型日负荷图及日电能累积曲线。
（四）不考虑对无调节水电站进行电力补偿，确定拟定年调节水电站的最大工作容量：（五) 考虑并确定水电站可能承担的备用容量。
求出发出必需容量时水轮机的最大过水能力。
(六)计算水电站的弃水流量,弃水出力,进行电力系统的经济计算, 接经济利用小时数确定重复容量。
（七）作出设计枯水年的电力电能平衡图。
（八）确定设计水电站的总装机容量值。
(九) 对设计丰水年、平水年及枯水年进行径流满节,求多年平均年发电量。
（十）作出设汁枯水年的水库基本谓度线。
（十一）编写说明书, 并附上必要的图表。
三、设计附加内容1. 作出水库工作深度与洪水期保证电能之间的关系曲线；2. 作出水库工作深度与多年平均年电能之间的关系曲线；3. 研究无调节水电站装机容量值对年调节水电站最大工作容量的影响；4. 研究组建水电站水轮机最大过水能力值对水电站弃水出力历时曲线的影响。
Ⅱ基本资料和数据甲组一、电力系统负荷资料及已有火电站容量资料1. 年负荷图（年最大负荷的百分比):2. 设计负荷水平年的最大负荷为 100万kw 。
4. 系统中已有火电站的总装机容量为 36 万千瓦 , 其机组为 4 台×5.0 万千瓦；7台 × 2.0 万千瓦以及若干小机组总容量共2.0 万千瓦 . 二、某径流式水电站的基本情况1. 枢纽开发任务除发电外, 还从引水渠道中引水温溉。
6 、7 、8 及 9 月份分别引用灌溉流量 4 、 11 、17 及 6 米3/ 秒。
为保证下游居民的用水要求, 放入电站下游河道中的流量不应小于20 米3/ 秒。
水能规划第五章
⑶无调节及日调节水电站保证出力计算 计算原理与年调节相似，只是设计保证率是采用历时 保证率计算，即用实测的全部日平均流量，计算并绘制保 证率曲线，从该曲线上查出相应于设计保证率的日平均流 量作为保证流量Q保，由Q保查当时相应的日平均上，下游 水位，其差值即为平均水头 H 然后由下式计算N保，
N保 9.81 水Q保 H
丰水期在日负荷 图上的工作位置
设计枯水年在系统 中的工作情况
丰水年在在系统 中的工作情况
⑵无调节水电站在不同水文年的运行方式 设计枯水年：枯水期以最大工作容量或更大些出力运 行和其他电站联合运行，洪水期即使以全部装机运行仍有 弃水。 丰水年：可能全年内天然水流出力均大于N装，因而水 电站全年均以装机容量运行，尚有弃水，汛期更多。
用电户分类： ⑴工业用电：占电力系统负荷的比重最大，一般在总 负荷的50%以上。在一昼夜内，随着工作班制度（一、二、 三班）和产品种类的不同，用电负荷在不同时间内有很大 变化。工业用电较稳定，年内变化小，冬夏季最高负荷差 别在10%左右。 ⑵农业用电：除大量的排灌用电和社办企业用电外， 还有田间耕作，收获、畜牧业、生活及公共事业用电，目 前，主要是排灌及收获用电，具有季节性，在此期间负荷 相对稳定，但在其它时间，日负荷变动较大。
⑵燃气轮机火电站的工作特性
①出力稳定：只要燃料充足，就不会使正常工作遭到 破坏。因此火电站的工作的保证率高于水电站的保证率。 ②成本高：火电厂的运行费用与发电量几乎成正比。 ③火电站工作的“惰性”大，不宜担任峰荷。当火电 厂担任峰荷时，由于锅炉的“惰性”而不能随着负荷的变 化迅速改变产生的蒸汽量。 ④火电站机组启动比较费时。所以火电站不宜时停时 开。
③检修备用容量N 检： 替代检修机组进行工作的容量。 必须容量N 必 ：最大工作容量和备用容量之和，是正 常供电必不可少的容量。 重复容量N 重 ：弃水多的水电站，在必须容量外加装 额外容量利用弃水生产额外电能以节省煤耗。 系统总装机容量N系装= N//系工+N系备+N系重 上述各种容量关系可用下式表示： N装=N必+N季（重） =N//工 +N备+ N季（重） =N//工 +N负备+ N事备+ N检备+N季（重）
水能规划课程重点
1.安全泄量：在河水不发生漫溢或提防不发生溃决的前提下，河床所能安全通过的最大流量。
2、水电站最大工作容量：指设计水平年电力系统最大工作容量中可能合理承担的、可以替代火电站的那部分容量。
3、保证出力：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内的平均出力。
4、水库的使用年限：把水库开始运行到泥沙全部淤满死库容V死，并开始影响有效库容时为止的这段时间。
5、调节周期：水库的兴利库容从库空—库满——放空的完整的蓄放过程。
6.水资源的综合利用：使同一河流或同一地区的水利资源同时满足各不同水利部门的需要，并将除水害和兴利结合起来统筹解决的开发方式。
7.径流调节：按人们的需要，通过水库的蓄水、泄水作用，控制径流和重新分配径流的时空分布。
8设计保证率：指多年期间用水部门按照规定保证正常工作不受破坏的机率（或程度）。
9. 设计枯水系列：在实测资料中选最严重的连续枯水段，逆时序从枯水年组末起倒扣除允许破坏年数T，余下的即为设计枯水系列。
破10.多年平均发电量：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。
11.最大工作容量：指设计水平年电力系统最大工作容量中可能合理承担的、可以替代火电站的那部分容量。
12.重复容量：在丰水期内多发电，以替代火电站容量工作；在设计枯水期内不能当作电力系统的工作容量，被称为重复容量。
13.内部收益率：项目在寿命期内各年净现金流量现值代数和等于零时对应的折现率。
选择题1、死水位越低，蓄水库容电能（ A），不蓄电能（B ）。
A越大 B越小 C不一定 D不变2、水电站的调节性能越好，所需重复容量（ B ）。
A越大 B越小 C不一定 D不变3、下游的防洪标准一定的情况下，安全泄量越小，防洪高水位（ A ）。
A越高B越低 C不一定 D不变4、无调节水电站的装机容量等于（ C ）。
A最大工作容量 B保证出力 C最大工作容量和重复容量之和 D必须容量5、洪水调节时，（ A ）既可减少洪峰，又可减少洪量，（ B ）只能减少洪峰，而无法减少洪量。
水利资源计算 水电站水能计算
2020年6月1日12时57分
1、保证出力与消落深度的关系
Ep = E供 = E库 +E不
E库 = 0.00272V兴 H供 (Kw)
E不 = 0.00272W供 H 供(Kw)
先拟定若干个死 水位，对每一个死水 位方案，求出水库各 年中供水期的平均出 力N，如有n年资料， 就可点绘N～P关系曲 线。由已定的电站保 证率P可查得相应的 保证出力Np。
2020年6月1日12时57分
2、保证出力计算（长系列法）
对于每一个死水 位方案，都可通过长 系列操作，求出相应 的保证出力值(或保证 电能值)，并点绘出死 水位与保证电能关系 曲线。
4）水电站机组开停灵便、迅速，适宜担任系 统的调峰、调频和事故备用等任务；
5）水电站的建设地点要受水能资源、地形、 地质等条件的限制。
2020年6月1日12时57分
水电站与火电站特点的对比归纳
水电
火电
运行灵活，开机到发电1-2分钟， 运行迟钝，点火到发电2-3小
可调峰、调频
时，不宜调峰、调频
能源为水能，成本是火电的 1/3～1/7，但可靠性差
湖北丹江口、浙江新安江水电站属于坝后式
2020年6月1日12时57分
河床式电站
湖北葛洲坝、浙江富春江水电站属于河床式
2020年6月1日12时57分
万家寨坝后式水电站
坝后厂房
2020年6月1日12时57分
（二）引水式
1. 概念：沿河修建引水道，以使原河段的落差集中到 引水道末厂房处，从而获得水电站的水头，所引取的 平均流量为河段首处的平均流量。 2. 分类：
水电站发电运行方案的水能资源评估与开发
水电站发电运行方案的水能资源评估与开发水电站是一种利用水能进行发电的设施，对于水能资源的评估与开发对于水电站的发电效率和可持续发展至关重要。
本文将对水电站发电运行方案的水能资源评估与开发进行探讨，旨在提供科学有效的方法和策略，以提高水能的利用效率和发电量。
1. 水能资源评估1.1 水能资源潜力分析水能资源潜力是评估水电站发电能力的关键指标。
通过调查和收集相关数据，对水能资源进行潜力分析，包括水流量、水头高度、水文条件等。
利用这些数据，可以确定水能资源的利用潜力，为水电站的设计和规划提供依据。
1.2 水能资源变化趋势预测水能资源的变化趋势对于水电站的发电运行有着重要的影响。
通过分析历史数据和气候趋势，可以预测水能资源的变化趋势，包括水流量、水头高度等。
这样可以提前做好调整和应对措施，以确保水电站的正常运行。
2. 水能资源开发2.1 水电站布局设计水能资源开发的一项重要任务是进行水电站的布局设计。
根据水能资源评估结果和地理环境条件，综合考虑水电站的规模、位置和结构等因素，以最大程度地发挥水能资源的潜力，同时兼顾环境保护和生态平衡。
2.2 水电站装机容量确定水电站的装机容量是水能资源开发的核心问题。
根据水能资源评估结果和需求情况，确定合适的装机容量，以满足当地的用电需求，并尽量减少对自然环境的影响。
2.3 水电站调度运行规划水电站的调度运行规划是为了最优化水能资源的利用效率。
通过合理的调度方案，调节水流量、水头高度等参数，以达到最佳的发电效果。
同时，要兼顾环境保护和生态平衡，减少对河流生态系统的破坏。
3. 水能资源的可持续利用3.1 环境保护与生态恢复水能资源的开发应该与环境保护和生态恢复相结合。
在水电站的建设和运行过程中，要注意减少对河流生态系统的破坏，积极开展环境保护工作，并采取相应的措施进行生态恢复。
3.2 水能资源管理与节约利用水能资源的管理与节约利用是实现可持续发展的重要环节。
加强管理措施，提高水电站发电效率，减少能源的浪费，推动水能资源的合理利用。
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(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
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
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，
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
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
，、︸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
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
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
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
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
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
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
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)
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