水利水能规划课件

水利水能规划
总复习
2019/11/23
西华大学能源与环境学院
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主要内容
水资源的综合利用 兴利调节 洪水调节 水利水电经济计算与评价 水能计算及水电站在电力系统中的运行方式 水电站及水库的主要参数选择 水库群的水利水能计算 水库调度
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绪论
水资源的涵义和特点
按行业的基准收益率或设定的折现率，将项目计算期内各年净

现大金于流或量等折于现零到的建建设设期项初目的在现财值务之上和是可FN行P的V
n t 1
(CI
CO)t (1 ic )t
投资利润率
项目达到设计生产能力后的一个正常生产年份的年利润总额与 项目投资的比率
年利润总额=年收入－年成本－销售税金附加
年库容V年 ——调节年内径流
时历法计算
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洪水调节
任务
当水库有下游防洪任务时，其作用主要是削减下 泄洪水流量，使其不超过下游河床的安全泄量
若水库是防洪与兴利相结合的综合利用水库，则 除了滞洪作用还有蓄洪作用
影响因素
入库洪水、泄流建筑物型式及尺寸、汛期水库的 控制运用方式以及下游的防洪要求
航运
——不消耗水量，要求有一定的水深
给水
——用水较均匀
防洪
——要求水库蓄水，以调节径流
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水力发电
基本原理
E12

1 367.1
H12Qt

9.81H12Qt(kW
h)
N12

E12 T
9.81QH12 (kW)
水力发电的任务
利用这些被无益消耗掉的水能来生产电能
径流式电站、航运用水和其他不进行径流调节的用 水部分采用
P'
正常工作历时 (日、旬、月) 运行总年数 (日、旬、月)
100 %
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兴利调节计算
径流调节计算的基本依据 ——水量平衡原理 W末 W初 W入 W出
W入 W出 W末 W初 W (或V )
水库兴利调节计算的课题
根据用水要求，确定兴利库容——时历列表法 根据兴利库容，确定设计保证率条件下的供水水
平（调节流量） 根据兴利库容和水库操作方案，求水库运用过程
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多年调节计算
多年调节水库兴利库容
多年库容V多 ——调整年际径流
概率法计算
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校核洪水位
设计洪水位 防洪高水位
正常蓄水位 防洪限制水位
死水位
坝顶高程
防洪库容
调洪库容
结合库容 重叠库容
兴利库容
总库容
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死库容
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水库的水量损失
蒸发损失
W蒸 (h水 h陆 )(F 库 f )
渗漏损失
通过坝身及水工建筑物止水不严实处的渗漏损 失
电力系统中各电站的出力过程和发电量必须 与用电户对出力的要求和用电量相适应，这 种对电力系统提出的出力要求称为电力负荷
日负荷图
负荷在一昼夜内的变化过程线
年负荷图
负荷在一年内的变化过程线
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河川水能资源蕴藏量
落差和流量
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河川水能资源的基本开发方式
坝式（dam hydropower station）
坝后式水电站——厂房布置在坝的后面
河床式水电站——厂房成为挡水建筑物一部分
引水式（diversion百度文库hydropower station）
水利建设项目的效益按功能分类
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防洪效益、治涝效益、灌溉效益、城镇供水效益、水力发电效
益、航运效益等
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国民经济评价指标和评价准则
经济内部收益率（EIRR）
项目在计算期内的经济净现值累计等于零时的折现率，
反映项目对国民经济所作贡献n的相对指标
当经济内部收益率大于或等于社(会B 折C现)t (率1时EI，RR该)项t 目0 在
喷灌
省水、增产，但投资较高且需要消耗动力，灌 水质量受风力影响较大
滴灌
省水、省地、省肥，但投资较高
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水库特性
水库面积特性
水库容积特性
水库的特征水位和特征库容
死水位（Z死）和死库容（V死） 正常蓄水位（Z蓄）和兴利库容（V兴） 防洪限制水位（Z限）和结合库容（V结） 设计洪水位（Z设洪）和拦洪库容（V拦） 校核洪水位（Z校核）和调洪库容（V调洪） 总库容（V总）和有效库容（V效） 坝顶高程
基金存储公式
i A F (1 i)n 1 F ( A / F,i, n)
分期等付（收）现值公式 P F(1 i)n A(P / A,i, n)
本利摊还（资金回收）公式
i(1 i)n A P (1 i)n 1 P( A / P,i, n)
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经济上是合理的
t 1
经济净现值（ENPV）
用社会折现率将项目计算期内各年的净效n 益，折算到计
算期初的现值之和，反映项目对E国NP民V经济所(B作 贡C)献t (1的 i绝s )t
对指标
t 1
当经济净现值大于或等于零时，该项目在经济上是合理 的
经济效益费用比（EBCR）
n

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水电站保证出力计算
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
N 9.81QH AQH(kW)
H Z上 Z下 h
多年平均年发电量是指水电站在多年工作 时期内，平均每年所能生产的电能量
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总投资=固定资产投支资出+，建编设制期财利务报息表+流，计动算资评金价指标，
年经营成本
考察项目的盈利能力、清偿能力等财 务状况，据以判别项目的财务可行性
包括经营成本、折旧费、摊销费和利息支出
税金
包括增值税、销售税金附加和所得税
财务收入
电量效益 容量效益 年利润总额
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1
q mB 2g h 2 q 2g h 2
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基本计算公式
一次收付期值公式
F P(1 i)n F P(F / P,i, n)
一次收付现值公式 P F (1 i)n F (P / F,i, n)
分期等收（付）期值公式 F A (1 i)n 1 A(F / A,i,n) i
在电力系统中的运行方式
主要内容——水电站的出力与发电量
水电站的出力
N 9.81QH AQH
概念：发电机组的出线端送出的功率（kW）
水电站发电量
t2
E Nt (kW h)
t1
2019/11/23 概念：水电站出力西华与大学相能应源与时环境间学院的乘积（ kW·h）
水回水和风浪、冰塞壅水等淹没地区
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设计保证率
工作保证率
年保证率
多年期间正常工作年数占运行总年数的百分比
蓄水式电站、灌溉用水等采用
P

正常工作年数 运行总年数
100 %

运行总年数 工作遭破坏年数 运行总年数
历时保证率
多年期间正常工作历时（日、旬、月）占总历时的 百分比
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电力系统及其用户特性
电力系统
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
包括发电厂、变电站、输电中、电力用户
用户特性
工业用电 农业用电 市政用电 交通运输用电
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电力负荷图
电力生产就是利用电能发、供、 用同时进行的特点进行的
项目效益现值与费用现值之比，反映项目Bt (1单 i位s )t费用为国 民 当经经济济所效作益贡费献 用的比一大项于相或对等指于标1.E0B时CR， tt该n11 C项t (1目is )在t 经济上是
合理的
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财务评价
费用支出
总投资
根据现行财税制度和现行财务价格， 分析测算项目直接发生的实际收入和
方法
列表试算法 半图解法
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水库调洪计算的原理 水量
Q
q

1 2
(Q1
Q2 )

1 2
(q1

q2 )

V2 V1 t

V t
平衡 方程
基本原理
逐时段地联立求解水库的水量平 V2、q2
衡方程和水库的蓄泄方程
q f (V )
闸门开度不变条 件下水库蓄水量与 泄洪量之间的关系
通过坝基及绕坝两翼的渗漏损失 由坝底、库边流向较低水层的渗漏损失
结冰损失
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水库淤积及淹没、浸没
水库淤积
纵向淤积形态
横向淤积形态
水库淤积防治
水力排沙
水力冲刷
机械清淤
水库淹没区的划分
经常淹没区——正常蓄水位以下库区
临时淹没区——正常蓄水位以上一定标准的洪
流动性 多用途性 公共性 永续性 利与害的两重性
我国的水资源和水能资源
我国水资源的分布特点
地区分布不均匀 年内分布不均匀 年际变化大
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除水害 兴水利
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水资源的综合利用
水力发电
——只利用水并不消耗水量
灌溉
——消耗大量水量，用水年内变化大，有季节性
有压引水式
无压引水式
混合式（mixed hydropower station）
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
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防洪与治涝
洪灾与涝灾的区别和联系
洪灾
由于江、河、湖、库水位猛涨，堤坝漫溢或溃决， 使客水入境而造成的灾害。除对农业造成重大灾 害外，还会造成工业甚至生命财产的损失

负债合计 负债合计 权益合计
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盈利能力分析
财务内部收益率（FIRR）
衡量建设项目在财务上是否可行
n
大于或等于规定的财务基准收益率时财务上是(C可I 行C的O)t (1 FIRR )t 0
投资回收期（Pt）
t 1
财 务项净目现的净值收（益F抵NP偿V）全部投资所需要的时t间Pt1 (CI CO)t 0
涝灾
由于本地降水过多，地面径流不能及时排除，农 田积水超过作物耐淹能力，造成农业减产的灾害
共同的特点
均为地表积水（或径流）过多
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灌水方法
地面灌溉
投资省、技术简单，但用水量较大，易引起地 表土壤板结
地下灌溉
土壤湿润均匀，避免板结，节约用水，但资金 及田间工程量较大
投资利税率
项目达到设计生产能力后的一个正常生产年份的年利税总额与 项目总投资的比率
年利税总额=年收入－年成本+增值税
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水能计算的目的与内容
水能计算的目的
确定水电站的工作情况
出力、发电量及其变化情况
选择水电站的主要参数
水库的正常蓄水位、死水位和水电站的容量等
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国民经济评价
费用与效益

费用

国水 民利达和经建到相济设项应为项目 的项目设配目 投计套建 资效工设益程所投所需资需从 析 费的投全 用 用全入部社 影 和的一会 子 可全项次国 价 以部目性民 格 获代的投经 计 得价资经济算的，济的项效包合角目益括理度所，主性体出需评工发投价程，入建投分的设资
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清偿能力分析
电价测算
构成——成本、股息及红利、盈余公积和公 益金、还本利息和各种税金
借款偿还期
水电建设项目投产后用可用于还贷的资金偿 还固定资产投资借款的本息所需要的时间
还贷资金
还贷利润=税后发电利润－盈余公积金－公益 金－应付利润
资产负债率
资产负债率

负债合计 资产合计
水利建设项目的年运行费
项目建成投产后在运行管理中每年所需支付的各项费用，一般 包括：材料和燃料动力费、维修费、大修理费、管理费及其他 费用
效益
项目为国民经济所作出的全部贡献
水电效益包括水电站容量与电量效益以及水库防洪、灌溉、城 镇供水、航运等综合利用效益
火电效益包括发电效益，并计及其对环境污染等的负效益