第五讲(水电站及水库的主要参数选择)

方案比较
2、淹没
876m至878m之间无重要淹没设施和对象，所以淹没 损失不是比选正常蓄水位的主要控制指标。
3、动能指标
各方案动能指标发电量及保护出力、枯期电量随着 正常蓄水位提高略有增加，各方案单位电能投资 基本相同。
综合分析
876m方案调节库容最小，满足综合利用用水程度 较差。 878m比877m方案增加1800万m3,增加枯期电 量，经济指标略优，但回水对映秀湾电站影响水 头0.7m。综合选择877m方案。
（二）、以发电为主的水库特征水位的选择
1、水库正常蓄水位的选择 以上三峡工程为例：
（二）、以发电为主的水库特征水位的选择
三峡工程水库正常蓄水位的选择
分别对正常蓄水位一百五十米、一百六十米、一百七十米、 一百八十米，以及“两级开发”和“一级开发、分期蓄水”等 六个方案进行了全面的技术和经济论证。

紫坪铺比较方案动能经济指标表
项目
保证出力 枯水电量 多年平均发电量 单位千瓦投资（静态） 单位电能投资 经济内部收益率 差值 兴利库容 装机容量 保证出力 年发电量 投资差 增加千瓦投资 增加电能投资 亿m3 万KW 万KW 亿KW.h 万元 元/KW 元/KW.h 0.17 1 0.2 0.2 3381 3381 1.691 0.18 1 0.1 0.1 3331 3331 1.851
案例：紫坪铺水库
（一）防洪标准
都江堰外江又称金马河。 自青城桥至新津县城， 全长78km。两岸71个 乡，29座城镇，人口71 万，属于四川经济最发 达的地区。防洪标准10 年一遇提高至100年为紫 坪铺水库的防洪任务。
案例：紫坪铺水库
紫坪铺水库100年一遇 (5740m3/s)以下洪水限 制泄流后，其泄量与白沙 河100年一遇洪水组合 （2137m3/s），其流量 减去黑沙河和内江引水 后，小于金马河青城大桥 处10年一遇洪峰流量 (3710m3/s)，则水库限 制泄量2393m3/s.
（四）死水位选择
根据所选机型的水轮机运行出力应达到50%以上 的要求，正常运行允许的最小发电水头为65m，水 轮机安装高程为739.1m，因此，拟定814m水位为 死水位比较的下限方案，同时便于综合比较，再 增加817m、820m死水位方案进行比较。
各死水位方案动能经济比较表
项目 死水位 兴利库容 最大水头 最小水头 设计水头 装机容量 多年平均发电量 装机利用时数 单位电能投资 经济内容收益率 兴利库容 差 值 保证出力 年电量 投资 亿m 3 万KW 万KW.h 万元 单位 亿m3 亿m 3 m m m 万KW 万KW.h h 元/KW.h 814 2.04 7.95 131.4 65.4 100 72 33.58 4665 1.105 18.24 －0.2 0.1 600 －245 817 2.24 7.75 131.4 68.4 100 72 33.64 4672 1.102 18.21 820 2.48 7.51 131.4 71.4 100 72 33.69 4679 1.100 18.17 －0.24 0.2 500 －244
历年资料，坝址处多 年平均悬沙量为792万 T，推移质为70万T
项目、正常 蓄水位、年 限 有效库容 105年 876 877 878 7.5 8 7.7 5 6.3 9 82. 6 7.9 3 6.5 7 82. 9
剩余有效库 6.2 容（亿m3） 1 有效库容保 持率（%） 82. 0
紫坪铺水库各正常蓄水位回水计算成果表
各汛限水位方案回水成果表
设 计 断 面 编 号 CS1 P＝5% 地 址 坝址 Q5%＝4450m3/s 汛限水位（m） 850 855.4 855.5 867.2 855 860.03 860.14 868.17 873.27 880.55 884.08 2750 884.08 P＝20% Q20%＝3600m3/s 汛限水位（m） 850 851.02 851.1 866.0 8719 879.8 883.18 2050 883.18 855 855.94 856.05 866.58 871.99 879.82 883.18 2050 883.18
年调节水电站最大工作容量的确定（3）
（一）、电力系统备用容量的确定
1、负荷备用容量
一般采用系统最大负荷的5%左右。担任电力负荷备用容量的 电站，通常称为调频电站。
2、事故备用容量
由于水电站启动灵活，在电力系统中最适合担任系的调峰、 调频和事故备用等任务。一般采用系统最大负荷的10%左右
3、检修备用容量
1、无调节水电站最大工作容量的确定
又称径流式水电站
N 保、年＝9.81ηQ调 H 供
2、日调节水电站最大工作容量的确定 3、年调节水电站最大工作容量的确定
Q调＝（W供＋V年调） / T供
N 保、无＝9.81ηQ设 H设
日调节水电站最大工作容量的确定
年调节水电站最大工作容量的确定（1）
年调节水电站最大工作容量的确定（2）
紫坪铺径流 中滩铺流量 映秀湾电站尾 水位（m）
876 877 878
120 106
877.4
400 253
1030 938.9
878.15 880.81 878.15 880.85 0 0 +0.04 ＋0.08 0
回水高程 877.4 差值 差值 差值
0 0
回水高程 877.40 878.15 880.89 回水高程 878.12 878.15 880.81
E 系、保＝E 水、保＋E 火、保
一、水电站装机容量选择

在规划设计中，如果不断改变水电站在电力系统日 负荷图上的工作位置，相应水电站的最大工作容量 是不同的。 拟定水电站的最大工作容量时，尽可能使其担任电 力系统的峰荷，可相应减少火电站的工作容量，这 样可以节省系统对水、火电装机容量的总投资

（一）、水电站最大工作容量的确定
（四）紫坪铺装机容量选择
1、负荷预测
1999年四川省最大负荷818.4万KW，用电量458.33亿 KW.h，到设计水平年2010年四川电网最大负荷1593万KW KW，年用电量860亿KW.h.考虑送重庆最大负荷220万KW， 年用电量6亿KW.h. 全省最大负荷1615亿KW.h，年用电量 866亿KW.h.（四川2007年夏峰最大负荷1693万KW ） 四川电网1999－2010年负荷预测表
（一）防洪标准
案例：紫坪铺水库
（二）汛期限制水位
1、担负下游 金马河防洪 标准 吨，汛期7－9月输沙量占 年输沙量的67.4%，利于 汛期库尾冲沙，确保与上游 电站尾水衔接。 验，拟定850m,855m。
2、岷江年输沙水量862万
3、结合初始阶段泥沙模型试
各汛限水位方案调洪成果及动能经济指标
项目 设计洪水位 校核洪水位 坝顶高程 防洪兴利共用库容 装机容量 转轮直径 年加权平均水头 年发电量 装机利用时数 投资 坝高 差 值 年发电量 投资 单位电能投资 单位 m m m 亿m3 万KW m m 亿KW.h h 万元 m 亿KW.h 万元 元/KW.h 850（m） 871.2 883.1 884 4.26 72 4.8 107 33.64 4672 376155 1.63 0.35 587 0.17 855(m) 873.5 884.73 885.63 3.57 72 4.63 109.6 33.99 4721 376742
一般以设置在火电站上为宜（有燃料保证）
（一）、水电站重复容量的确定
1、选定水电站重复容量的动能经济计算
（加大水电站的容量投资与节省火电站的燃料费用之 间经济计算）
2、无调节水电站重复容量的选定 3、日、年调节水电站重复容量的选定
（一）、水电站装机容量的确定
1、水电站最大工作容量、备用容量和重复容量大致 等于水电站的装机容量。 2、参考制造厂生产的机组系列，大致定出机组的型 式、台数、单位容量等。 3、进行系统容量平衡，目的主要检查初选的装机容 量及其机组，是否满足设计水平年系统对电站容量 及他方面的要求。
＋0.72 0
各水库正常蓄水位淹没实物指标表
项目 一、实物指标 淹没耕地 迁移人口 二.淹没投资 三.差值 淹没耕地 迁移人口 淹没投资 四.单位库容指标 淹没耕地 迁移人口 淹没投资 亩/亿m3 人/亿m3 万元/亿m3 1204 3865 15540 1241 3965 15652 1276 4005 15687 亩 人 万元 374 1017 1924 352 1010 1926 亩 人 万元 12286 39421 158508 12660 40438 160432 13012 41448 162358 单位 876 877 879
三峡工程泥沙问题
三峡坝址多年平均径流量4510亿 立方米，1995至1990年平均年输 沙量5.21亿吨，平均含沙量1.19 千克每立方米 。三峡水库的运用 调度将采用“蓄清排浑”的方式。 水库来水中含沙量高的时期，尽 量降低水库水位，使水库内水流 流速增大。同时，水库向下游大 量放水，使浑水携带大量泥沙排 至库外。而在水库来水中泥沙含 量低的时期，抬高水位，将仅含 少量泥沙的水蓄在水库内。
首先应当满足中下游的防洪要求 万吨级船队能够直达重庆 泥沙淤积问题的处理要有把握 不希望水库在防洪运用时因超蓄而造成临时搬迁
（二）、以发电为主的水库特征水位的选择
采用水库正常蓄水位一百七十五米，大坝坝顶高程一百八十五米 和“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民”的建设方案 荆江地区的防洪标准由目前10年一遇提高到100年一遇。 相当10座180万千瓦的火电站，减少原煤5000万吨，减少一亿 吨CO2，200万吨SO2，一万吨CO。 淹没区内，文物点1208处，1处国家级重点文物保护单位、10 余处省级文物保护单位。如白鹤梁、忠县石宝寨、白帝城、张 飞庙、屈原寺、大昌古镇等。
CS42 漩口 CS69 CS75 映秀上场口 880.5 CS78 映秀尾水
中滩铺相应流量
884.03 2750 884.08
映秀湾尾水位
案例：紫坪铺水库
（二）汛期限制水位
1、汛期限制水位850m↗855m,设计洪水位↗2.3m，校核洪 水位↗1.63 m。 2、汛期限制水位850m↗855m,坝体投资↗991万元，水轮机 因设计水头提高减少投资↘404万元，总计↗ 587万元。单位 电能投资↗0.17元/kw.h。 3、各方案回水与映秀湾电站尾水基本衔接。 4、从保证有效库容，确保水库运行留有余地，推荐850m。
单位
万KW 亿KW.h 亿KW.h 元/KW 元/KW.h %
876
16.6 6.70 33.44 5173 1.0998 18.11
877
16.8 6.78 33.64 5148 1.102 18.21
878
16.9 6.85 33.82 5124 1.106 18.27
二、水库泥沙淤积与回水情况
方案比较
1、泥沙淤积及回水衔接
1.供水期1－5月水库水位逐渐降低，不会影响 映秀尾水，6－9月，各方案均以850m运行，经 计算分析，当发生5年及20年一遇洪水时，水 库在库尾的回水高程仍保持映秀电站尾水衔接。 2.蓄水期10－12月，各方案库容已蓄满，且基 本维持正常蓄水位运行，通过120、400、 1030m3/S，878m方案在120m3/S流量来水淹没 上游尾水水位0.72m，估算11月、12月减少映 秀电站发电量约123万KW.h。
水电站及水库的主要 参数选择
第五讲
提 纲
一、水电站装机容量选择 二、以发电为主的水库特征水位的选择
一、水电站装机容量选择
一、水电站装机容量选择

水电站装机容量是由最大容量、备用容量 和重复容量所组成。 电力必须满足两个基本条件（P155）：

1、容量平衡 ′ ′′ ′′ N′ 水、工＋ N 火、工＝ P系 2、电量平衡
案例：紫坪铺水库
（三）正常蓄水位 根据可研审查意见， 围绕正常蓄水位 877m，拟定876m、 878m，两方案，以 此三个方案进行进 行比选。
水利、动能经济指标
一、方案拟定
1、死水位采用817m; 2、汛期（6－9月）限制水位 均采用850m； 3、水轮机采用同一机型 根据各方案调节库容的差异， 相应增减1－3月供水量； 考虑到各方案枯期出力不 同，拟定上述各方案装机 容量分别为71KW、72KW、 73KW