水能计算
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例：某水电站正常蓄水位180m，某年各月平均的天然来水流 量Q天、各种流量损失Q损、下游各部门用水流量Q用和发电需 要流量Q电，水库容积特性曲线见表1，水库下游水位与流量 关系见表2，求水电站各月平均出力及发电量。
表1 水库水位与库容的关系
水库水位(m) 168 170 172 174 176 178 180
情况。
N 9.81QH 净
Q—通过水轮机的流量；
η—水电站效率，等于水轮机效率、发电机效率及机组传动效率的乘积；
H净—水电站的净水头，水电站上下游水位之差减去各种水头损失。
§5.1 水能计算的目的和内容
N 9.81QH 净 AQH 净
(1)大型水电站（N>25万kw）,A=8.5；
(2)中型水电站（N＝2.5～25万kw）,A=8～8.5 ；
(2)出力与引用流量（Q）、工作水头（H）、机组效率（η） 有关，而这些值又受许多因素影响，同时河川径流随机多变， 电力系统用电负荷同样随机多变。所以水电站的出力和发电量 计算较为复杂。
§5.1 水能计算的目的和内容
四、水能计算的内容
(1) 在规划设计阶段，为了选择水电站及水库的主要参数而 进行水能计算，需假设若干个正常蓄水位，算出各个方案的 水电站出力、发电量，然后进行技术经济比较，从中选择最 优方案。
月9
10 11 12
m3/s 115 85 70 62
20
12 10 9
蒸发、渗漏、上游灌溉等
亿m3
m
万kw 万度
（1） （2） （3） （4） （5）
（6） （7） （8） （9） （10） （11） （12） （13） （14） （15） （16） （17） （18）
时段t 天然来水流量Q天 各种损失流量Q损 下游综合利用需要流量Q用 发电需要流量Q电
(3)小型水电站（N<2.5万kw）,A=6～8。
水电站在t1至tn时间段内的发电量为：
E tn Ndt t1
(kW • h)
在实际计算中用有限差求和公式：
n
E Ni ti i 1
(kW • h)
§5.1 水能计算的目的和内容
三、水能计算的复杂性
N 9.81QH 净
(1)水能计算不是单纯利用水量计算，而是利用水量与落差的乘 积所代表的能量计算。
库容(亿m3) 3.71 6.34 9.14 12.2 15.83 19.92 25.2
表2 水电站下游水位与流量的关系
流量(m3 /s) 130 140 150
160 170 180
下游水位(m) 115.28 116.22 117.00 117.55 118.06 118.50
（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） （11） （12） （13） （14） （15） （16） （17） （18）
时段t 天然来水流量Q天 各种损失流量Q损 下游综合利用需要流量Q用 发电需要流量Q电 水库供水流量－ΔQ 水库供水量－ΔW 弃水量W弃 时段初水库蓄水量V初 时段末水库蓄水量V末 时段初上游水位Z初 时段末上游水位Z末 月平均上游水位Z上 月平均下游水位Z下 水电站平均水头H
水电站效率η 月平均出力N 月发电量E
（10） 时段末水库蓄水量V末
（11） 时段初上游水位Z初
m
（12） 时段末上游水位Z末
（13） 月平均上游水位Z上
（14） 月平均下游水位Z下
（15） 水电站平均水头H
（16） 水电站效率η
（17） 月平均出力N
万kw
（18） 月发电量E
万度
（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） （11） （12） （13） （14） （15） （16） （17） （18）
亿m3
下游各兴利部门用水量， 如不超过发电流量，则下 游用水要求可充分得到满 足。
m
万kw 万度
（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） （11） （12） （13） （14） （15） （16） （17） （18）
时段t 天然来水流量Q天 各种损失流量Q损 下游综合利用需要流量Q用 发电需要流量Q电 水库供水流量－ΔQ 水库供水量－ΔW 弃水量W弃 时段初水库蓄水量V初 时段末水库蓄水量V末 时段初上游水位Z初 时段末上游水位Z末 月平均上游水位Z上 月平均下游水位Z下 水电站平均水头H
（3） 各种损失流量Q损
20
百度文库
12 10 9
（4） 下游综合利用需要流量Q用
100 92 125 60
（5） 发电需要流量Q电
150 150 154 159
（6） 水库供水流量－ΔQ
-55 -77 -94 -106
（7） 水库供水量－ΔW
亿m3 ΔW＝ΔQt
（8） 弃水量W弃
（9） 时段初水库蓄水量V初
第五章 水能计算
回顾
正常蓄水位、 兴利库容
与洪水有关的 水位及库容
兴利调节 洪水调节
水利计算
水电站出力、 发电量等情况
水能计算
§5.1 水能计算的目的和内容
一、水能计算的目的 确定水电站的一些基本技术指标（动能指标）如：出力、 发电量。
二、水能计算的概念
确定水电站动能指标的计算为水能计算。
N=9.81QH （kw） 实际要考虑水电站的水头损失和水轮机电机组的效率等变化
(2) 在管理运行阶段，水电站及水库的主要参数（正常蓄水 位和水电站装机容量等）已知，进行水能计算时要根据当时 实际入库的天然来水量、国民经济各部门用水要求及电力系 统负荷等情况，计算水电站在各个时段的出力、发电量，以 便确定电力系统中各电站的最有利运行方式。
§5.1 水能计算的目的和内容
五、水能计算的方法 常用方法：列表法、图解法和电算法
水库供水流量－ΔQ 水库供水量－ΔW 弃水量W弃 时段初水库蓄水量V初 时段末水库蓄水量V末 时段初上游水位Z初 时段末上游水位Z末 月平均上游水位Z上 月平均下游水位Z下 水电站平均水头H 水电站效率η 月平均出力N 月发电量E
月9
10
m3/s 115 85
20
12
100 92
11 12 70 62 10 9 125 60
水电站效率η 月平均出力N 月发电量E
月9
10 11 12
m3/s 115 85 70 62
20
12 10 9
100 92 125 60
150 150 154 159 ＝115-20-150＝-55
亿m3
m
万kw 万度
（1） 时段t
月9
10 11 12
（2） 天然来水流量Q天
m3/s 115 85 70 62
表1 水库水位与库容的关系
水库水位(m) 168 170 172 174 176 178 180
情况。
N 9.81QH 净
Q—通过水轮机的流量；
η—水电站效率，等于水轮机效率、发电机效率及机组传动效率的乘积；
H净—水电站的净水头，水电站上下游水位之差减去各种水头损失。
§5.1 水能计算的目的和内容
N 9.81QH 净 AQH 净
(1)大型水电站（N>25万kw）,A=8.5；
(2)中型水电站（N＝2.5～25万kw）,A=8～8.5 ；
(2)出力与引用流量（Q）、工作水头（H）、机组效率（η） 有关，而这些值又受许多因素影响，同时河川径流随机多变， 电力系统用电负荷同样随机多变。所以水电站的出力和发电量 计算较为复杂。
§5.1 水能计算的目的和内容
四、水能计算的内容
(1) 在规划设计阶段，为了选择水电站及水库的主要参数而 进行水能计算，需假设若干个正常蓄水位，算出各个方案的 水电站出力、发电量，然后进行技术经济比较，从中选择最 优方案。
月9
10 11 12
m3/s 115 85 70 62
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蒸发、渗漏、上游灌溉等
亿m3
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万kw 万度
（1） （2） （3） （4） （5）
（6） （7） （8） （9） （10） （11） （12） （13） （14） （15） （16） （17） （18）
时段t 天然来水流量Q天 各种损失流量Q损 下游综合利用需要流量Q用 发电需要流量Q电
(3)小型水电站（N<2.5万kw）,A=6～8。
水电站在t1至tn时间段内的发电量为：
E tn Ndt t1
(kW • h)
在实际计算中用有限差求和公式：
n
E Ni ti i 1
(kW • h)
§5.1 水能计算的目的和内容
三、水能计算的复杂性
N 9.81QH 净
(1)水能计算不是单纯利用水量计算，而是利用水量与落差的乘 积所代表的能量计算。
库容(亿m3) 3.71 6.34 9.14 12.2 15.83 19.92 25.2
表2 水电站下游水位与流量的关系
流量(m3 /s) 130 140 150
160 170 180
下游水位(m) 115.28 116.22 117.00 117.55 118.06 118.50
（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） （11） （12） （13） （14） （15） （16） （17） （18）
时段t 天然来水流量Q天 各种损失流量Q损 下游综合利用需要流量Q用 发电需要流量Q电 水库供水流量－ΔQ 水库供水量－ΔW 弃水量W弃 时段初水库蓄水量V初 时段末水库蓄水量V末 时段初上游水位Z初 时段末上游水位Z末 月平均上游水位Z上 月平均下游水位Z下 水电站平均水头H
水电站效率η 月平均出力N 月发电量E
（10） 时段末水库蓄水量V末
（11） 时段初上游水位Z初
m
（12） 时段末上游水位Z末
（13） 月平均上游水位Z上
（14） 月平均下游水位Z下
（15） 水电站平均水头H
（16） 水电站效率η
（17） 月平均出力N
万kw
（18） 月发电量E
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（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） （11） （12） （13） （14） （15） （16） （17） （18）
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下游各兴利部门用水量， 如不超过发电流量，则下 游用水要求可充分得到满 足。
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时段t 天然来水流量Q天 各种损失流量Q损 下游综合利用需要流量Q用 发电需要流量Q电 水库供水流量－ΔQ 水库供水量－ΔW 弃水量W弃 时段初水库蓄水量V初 时段末水库蓄水量V末 时段初上游水位Z初 时段末上游水位Z末 月平均上游水位Z上 月平均下游水位Z下 水电站平均水头H
（3） 各种损失流量Q损
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（4） 下游综合利用需要流量Q用
100 92 125 60
（5） 发电需要流量Q电
150 150 154 159
（6） 水库供水流量－ΔQ
-55 -77 -94 -106
（7） 水库供水量－ΔW
亿m3 ΔW＝ΔQt
（8） 弃水量W弃
（9） 时段初水库蓄水量V初
第五章 水能计算
回顾
正常蓄水位、 兴利库容
与洪水有关的 水位及库容
兴利调节 洪水调节
水利计算
水电站出力、 发电量等情况
水能计算
§5.1 水能计算的目的和内容
一、水能计算的目的 确定水电站的一些基本技术指标（动能指标）如：出力、 发电量。
二、水能计算的概念
确定水电站动能指标的计算为水能计算。
N=9.81QH （kw） 实际要考虑水电站的水头损失和水轮机电机组的效率等变化
(2) 在管理运行阶段，水电站及水库的主要参数（正常蓄水 位和水电站装机容量等）已知，进行水能计算时要根据当时 实际入库的天然来水量、国民经济各部门用水要求及电力系 统负荷等情况，计算水电站在各个时段的出力、发电量，以 便确定电力系统中各电站的最有利运行方式。
§5.1 水能计算的目的和内容
五、水能计算的方法 常用方法：列表法、图解法和电算法
水库供水流量－ΔQ 水库供水量－ΔW 弃水量W弃 时段初水库蓄水量V初 时段末水库蓄水量V末 时段初上游水位Z初 时段末上游水位Z末 月平均上游水位Z上 月平均下游水位Z下 水电站平均水头H 水电站效率η 月平均出力N 月发电量E
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水电站效率η 月平均出力N 月发电量E
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（1） 时段t
月9
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（2） 天然来水流量Q天
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