水能资源估算方法及基本开发方式

¡ 缺点：基建工程较大，且上游形成淹没区， 投资大。
¡ 适用条件： 这一类水电站大多见于流量大， 河段坡降较缓，同时还有适合建坝的地形、 地质条件的河段。
¡ 根据电站厂房的位置分：河床式、坝后式、 坝内式
河床式：葛州坝电站 （装机272万KW/多年平均发电量139亿度 ）
厂房是大坝的一部分，引用流量大、水头低
潮汐电站：浙江温岭江பைடு நூலகம்潮汐电站
（装机3200KW /多年平均发电量0.107亿度 ）
2、抽水蓄能发电
¡ 抽水蓄能式开发是水能开发利用的一种特 殊形式，其目的不是为了开发水能资源向 电力系统提供更多电量，而是以水体为蓄 能介质，充分发挥水力发电运行灵活等优 势，起调节电能，改善电力系统运行条件 的作用
有压引水式：云南以礼河梯级4电站
（装机32.15万KW/多年平均发电量16亿度 ）
¡ 云南以礼河是金 沙江一条支流，
下游河段与金沙 江的流向近乎平 行﹐最近相距仅 有12 km，比金 沙江高1 350 m
¡ 已修建毛家村﹑ 水槽子﹑跨流域 的盐水沟及小江 四水电站。后二 个是引水式，最
地势
大引水水头
五、其它开发方式
¡ 1、潮汐发电
•先是建造一道拦水大坝 把海湾或河口隔开，形 成一个巨型水库，拦水 坝中间安装进水闸门、 排水闸门和水轮发电机
•涨潮时：海水位高于 库内水位，形成水 头，海水进入库内时 可利用落差发电； •退潮时：海水位低于 库内水位，库内水量 泄回外海时也可利用 落差发电。 •一般说，潮汐发电引 用流量可以很大，但 水头很低。
¡ 优点：不会形成大的水库，淹没损失较小，工程量亦较 小，投资省。
¡ 缺点：引水流量较小，水量利用率较低；部分河道断流 ¡ 适用条件：流量较小、河道坡度较陡的山区河流。在瀑
布或连续急滩的河段，用不长的引水道可获得较大的水 头；在河道急弯处，以裁弯取直引水方式，可集中河段 落差修建引水式电站。 ¡ 根据引水道中水流的不同流态可分为有压引水式水电站 和无压引水式水电站
¡ 抽水蓄电与普通水电站比较，水库淹没损 失小，建筑设计标准低，不受洪水干扰。
¡ 世界上抽水蓄能电站投入的容量将为水电 站投入容量的60%
上下两个水库，用引水建筑物相连，蓄能电站 厂房建在下水库处， 采用双向机组
¡ 抽水蓄能：系统负荷低时，利用系统多余的电能 带动泵站机组将下库的水抽到上库(电动机+水 泵)， 以水的势能形式贮存起来；
¡ 根据集中落差方式的不同，水电站的基本开发方
式可分为：
河床式
坝式
按其建筑物的布置特点
坝后式 坝内式
引水式 按引水道中水流的流态分 混合式
有压引水式 无压引水式
1 、坝式（蓄水式）水电站
¡ 在天然河道中拦河筑坝，形成水库，以抬高 上游水位，集中河段落差
¡ 优点：由于形成水库，能调节水量，提高径 流利用率。
第二讲 水能资源估算方法及基本开发方式
¡ 主讲：高仕春 ¡ 水利水电学院水文水资源系
内容
¡ 一、水能资源估算公式 ¡ 二、水力发电原理 ¡ 三、水能资源开发基本方式 ¡ 四、其它开发方式
一、水能资源估算公式
¡ N =9.81 H Q 。
二、 水 力 发 电 原 理
水力发电原理（动画）
水能
机械能
629m 。
无压引水式水电站
3、混合式水电站
¡ 方式：在一个河段上，用坝集中一部分落 差，再通过有压引水道（如隧洞）集中坝 后河段的另一部分落差
¡ 合适条件：一般来说，如果河段上游坡降 较小且筑坝后淹没损失不大，有筑坝建库 条件，下游坡降陡（如有急滩或大河弯） 且有条件集中较大落差时，采用混合式开 发方式往往是比较经济的。
四川狮子滩、福建古田溪、广东流溪河、 东北镜泊湖
黄河断流：1997年黄河创造了前所未有的纪录，断流多达12
次，长达226天，断流里程达622千米。
¡黄 河 流 域 水 量 调 度 管 理
四、河流的梯级开发和梯级水电站
¡ 一条河流的水力蕴藏量是一定的，如果在下游建一 个高坝大库，则调节能力很好，但淹没损失太大。 如果修多个较低的坝形成一系列的较小的水库，则 淹没小得多。后一种方式为梯级开发。梯级开发方 案是一条河流的综合利用规划。
金沙江干流水电规划
金沙江干流分为上、中、下三段，共规划20个梯级， 总装机容量7274万kW，其中四川资源量为2758万kW。
雅砻江干流
雅砻江干流共规划21级开发方案，总装机容量2856万kW。
大渡河干流
大渡河干流（下尔呷~铜街子）规划22个梯级，总装机容 量2340万kW。
五、其它开发方式
¡ 梯级水电站开发的原则：
l 在地形地质和淹没限制等条件许可时，尽可能使各枢纽首 尾衔接，以充分利用落差；
l 不允许淹没的河段，尽可能用低坝河床式或引水式开发； l 最上游一级的开发，最好是有较大的水库，以提高其调节
控制性能；
l 开发顺序是首先建设比较关键的开发条件较优的工程。河 流中上游有修较大水库的条件时，最好首先建设，对下游 工程施工有利。
原
¡ 放水发电：系统负荷高时，将上库的水放下来推 动水轮发电机组(水轮机+发电机)发电，以补充
电能
水头损失：H净 能量损失:出力系数 K
H毛 H净
N=K ×Q × H净 大型电站：
K=8.5； 中型电站：
K=8.0 ∼ 8.5； 小型电站：
K=6.0 ∼ 7.5 单位：
Q：m3/s
H: m
N: kw
三、水能资源开发基本方式
¡ 因为 N =9.81× H × Q
¡ 所以利用水能资源表现为集中落差H和引用流量 Q的方式
坝后式：三峡电站 （装机1820万KW/多年平均发电量847亿度 ）
坝内式：小浪底电站 （装机180万KW/多年平均发电量51亿度 ）
2、引水式水电站
¡ 方式：在河道上建低坝和引水工程，将水导入人工建造 的引水道（明渠、隧洞、管道等），在引水道末端以集 中落差，再接上压力水管，导入电站厂房发电。
¡ 1、潮汐发电
•先是建造一道拦水大坝 把海湾或河口隔开，形 成一个巨型水库，拦水 坝中间安装进水闸门、 排水闸门和水轮发电机
•涨潮时：海水位高于 库内水位，形成水 头，海水进入库内时 可利用落差发电； •退潮时：海水位低于 库内水位，库内水量 泄回外海时也可利用 落差发电。 •一般说，潮汐发电引 用流量可以很大，但 水头很低。