水能计算及水电站主要参数选择

多年平均发电量：指水电站在多年工作时期内，每 年平均所能生产的电能量。为经济性指标或电量效 益指标 。
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
水能计算的目的：确定水电站的保证出力、多年平均 发电量指标、水电站的工作情况。
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。
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年调节水电站的水能计算
第三章 水能计算及水电站主要参数选择
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，该值 为年调节水电站的保证出力。
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
水能计算的方法 ：
时历法
➢ 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。
第三章 水能计算及水电站主要参数选择
【例3-1】某水电站正常蓄水位高程为Z正=760m，死水位Z死 =720m 。水库水位与库容关系见表3-1，水库下游水位与流量 关系见表3-2。某年各月平均的天然来水量见表3-3，求水电 站各月平均出力及发电量。
第三章 水能计算及水电站主要参数选择
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
一年内各日的平均负 荷值所连成的曲线
第三章 水能计算及水电站主要参数选择
（三）、电力系统的容量组成 1. 按任务性质划分装机容量
2% -5%
8%-10%
？重复容
量的设置 是多余的
么？
➢工作容量：为满足负荷要求而设置的容量，承担负 荷图上的正常负荷。
➢负荷备用：除工作容量以外，要满足突然的负荷跳 动所需要的容量。
第三章 水能计算及水电站主要参数选择
❖第一节 水能计算的目的与内容 ❖第二节 水电站的保证出力和多年平均年发 电量计算 ❖第三节 电力系统的的负荷及容量组成 ❖第四节 电力系统中各类电站的工作特性 ❖第五节 水电站在电力系统中的运行方式 ❖第七节 水电站装机容量的选择
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
t2
实际计算中常采用： E Nt
t1
水电站在某一时段 t内的平均出力
(kW h)
计算时段的长短 主要根据水电站 出力变化情况及 计算精度要求确 定。
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
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
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平均出力。
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。
水电站在t1至t2时段内的发电量为：
E t2 Ndt t1
(kW h)
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
2.电力用户按其重要性可分为一级、二级和三级。
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
二、电力负荷图
电力负荷：在任何时间内，电力系统中各电站的处理过程和
发电量必须与用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，常被称为电力负荷。
电力负荷图：电力系统中所有用户所需出力N（负荷）随时间t 的变化曲线。
水电站的保证出力Nfm：指水电站在长期工作中，符合 水电站设计保证率要求的平均出力。
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
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年调节水电站的水能计算 第三章 水能计算及水电站主要参数选择
1. 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。
➢事故备用：为避免因机组发生故障影响系统正常供 电而设置的容量。
➢检修备用：为了进行停机检修而设置的容量。
➢重复容量：为了利用季节性电量而设置的容量。
第三章 水能计算及水电站主要参数选择
（三）、电力系统的容量组成
最大工作容量N工〞
从设计的 角度看， 系统的装 机容量N装
必需容量N必 重复容量N重
备用容量N备
负荷备用N负备 事故备用N事备 检修备用N检备
N系装=N必+N重= N工〞 +N备+N重 ＝ N 工〞 +N负备+N事备+N检备+N重
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。
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
2. 三个代表年法：
E 1 3
E枯 E中 E丰
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择 3. 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。
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择 4. 全部水文系列法
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
➢1）计算死库容 ➢2）计算各月的调节流量 ➢3）推求水库蓄水量变化 ➢4）计算水库水量 ➢5）计算水电站水头 ➢6）计算水电站出力和发电量
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择 二、水能计算方法，可按简化的水能调节方式：
设计枯水日法
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，绘制日流量频率曲线； 3）选择设计枯水日，计算日平均水头H和日平均流量Q； 4）计算电站的出力N=KQH。
注意：上游水位一般按照死库容加兴利库容的一半， 查找库容曲线确定。下游水位由日平均下泄流量按 流量—水位关系曲线查得。
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设计中水年法 第三章 水能计算及水电站主要参数选择
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：
n
E 年 E中 t ( N i mN 装 ) (k Wh) i 1
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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第三章 水能计算及水电站主要参数选择 二、电力负荷图 （一）日负荷图 特征值：最大负荷P〃 、平均负荷P、最小负荷P′。
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
基荷指数： P' / P
该指数越大，基荷占负荷图的比重越大， 表示用户的用电情况比较稳定。
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
2. 无调节和日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）以日为计算时段，计算各日的平均出力值； 2）绘制日出力保证率曲线； 3）相应于设计保证率的日平均出力，即为保证出力。
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
2. 无调节和日调节水电站保证出力
（1）在最小负荷P’以下，负荷无变化，故OA是直线； （2）在P’以上，负荷有变化，故AB为向上凹曲线段； （3）延长直线段OA，与B点的垂线BC相交于D点，则D点
的纵坐标就表示平均负荷P。
第三章 水能计算及水电站主要参数选择 （二）年负荷图：负荷P在年内的变化过程。
一年内各日的最大负 荷值连成的曲线
量。
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择 4. 全部水文系列法
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
第三节 电力系统的负荷及容量组成
一、电力系统及其用户特性
电力系统：由若干发电厂、变电站、输电线路及电 力用户等部分组成。
用户类型：
1. 按生产特点和用电要求分为工业用电、农业用电、市 政用电及交通运输用电等四大类。
工业用电：用电量大， 年内用电过程比较均匀， 但在 一昼夜内则随着生产班制和产品种类的不同而有较大的变化。
农业用电： 在用电时期内负荷相对稳定，而在一年不同 时期内则很不均匀。
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
市政用电：一年内及一昼夜内变化都比较大。 交通运输用电：一年内与一昼夜间用电都是比较均匀的， 只是在电气列车启动时会产生负荷突然跳动的现象。
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年调节水电站的水能计算 第三章 水能计算及水电站主要参数选择
供水期平均出力。
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年调节水电站的水能计算 第三章 水能计算及水电站主要参数选择
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。
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择