水电站水能计算.ppt

第七章水电站水能计算7.1概述
7.2水电站的保证出力和发电量计算
7.3电力系统的负荷与容量组成
7.4水电站装机容量的选择
7.5水库防洪特征水位的选择7.1概述

7.1.1水电站水能计算的内容、目的和基本资料

7.1.2水能利用的原理及开发方式

内容：

水能计算主要是确定水电站的动能指标——保证出力和多年平均年发电量，及其相应的主要参数——装机容量和水库的正常蓄水位。

水电站的保证出力和发电量计算，是水能计算的重要环节、故通常又将保证出力和发电量计算称为水能计算。

目的：
在规划设计阶段，假定若干个水库正常蓄水位方案，为最终确定电站规模提供依据；
在运行阶段，根据水电站及水库的实际运行情况，计算水电站在各时段的出力和发电量，以便确定电力系统中各电站的合理运行方式。

基本资料：

特性曲线——水库面积曲线和水库容积曲线；
水文资料——坝址断面的、洪水及流域的降雨、蒸发等资料；
用水资料——发电、灌溉、航运、环境卫生等综合用水资料；
此外，还需要:电力系统负荷、水轮机特性、发电引水系统以及下游水位流量关系曲线等资料
水能利用的原理
（1）水能的基本概念
河流中流动着的水流蕴藏着一定的能量，称为水能。在天然情况下，这些能量消耗于水流的内部摩擦，克服沿程河床阻力，冲刷河床和夹带泥沙等方面。采取一定的工程技术措施后，可将水能变为电能，为人类服务。（2）水能计算原理推导
E＝AQH净T(kw.h)开发方式:集中落差和引取流量的方式。

根据开发河段自然条件的差异，水能的开发方式主要有坝式、引水式、混合式三种。

1、坝式(蓄水式)水电站

2、引水式水电站
3、混合式水电站
7.2水电站的保证出力和发电量计算
7.2.1水电站的保证出力与保证电能计算
1、无调节、日调节水电站的保证出力与保证电能计算
2、年调节水电站的保证出力与保证电能计算
3、多年调节水电站的保证出力与保证电能计算
7.2.2水电站的多年平均年发电量计算
1、无调节、日调节水电站水能计算方法例7-1某河床式水电站为无调节水电站，具有18年径流资料，其系列的代表性较好，有关资料列入表7-1中，设计保证率P=80%。试推求该水电站的保证出力N保和日保证电能E保。日平均
流量分组
（m3/s）1、无调节、日调节水电站水能计算方法2、年调节水电站水能计算设计枯水年法长序列法（1）用等流量法进行设计枯水年的水能计算例7-2：以发电为主的某年调节水电站，设计保证率P=90%，水库正常蓄水位为133.0m，死水位为110.0m，水库水位库容关系、下游水位流量关系如表7-2。由分析计算得出坝址处的设计枯水年流量过程，如表7-3中①、②栏。初步计算暂不计水库的水量损失，水头损失按1.0m计算。试用等流量法推求该水电站的保证出力和保证电能。时间(月)例7-3：根据例7-2资料，按等出力试算法求该水电站的保证出力N保及保证电能E保。时间(月)3、多年调节水电站的保证出力与保证电能计算特点（1）按水电站的设计保证率P设计算水库正常供水允许破坏的年数T破＝n-P设(n+1)；
（2）从年径流长序列中，选择最枯的连续枯水年组，逆时序从该枯水年组末起扣除允许破坏年数T破，余下的年组即为所选的设计枯水年组；
（3）按等流量调节计算设计枯水系列的调节流量；
（4）按等流量调节计算N保和E保。7.2.2水电站的多年平均年发电量计算在规划设计阶段，其计算精度要求不高，可采用简化方法计算，一般采用平水年法计算多年平均年发电量。

水电站的初步设计阶段，一般采用三代表年法。是以三个代表年(设计枯水年、设计中水年和设计丰水年)的年发电量的平均值作为水电站多年平均年发电量。方法：长系列法要求对实测径流资料依时序逐年逐时段进行水能计算，并在对逐时段平均出力进行统计计算的基础上求得水电站的多年平均年发电量。
小结7.3电力系统负荷与容量组成

7.3.1电力系统及电力负荷图
7.3.2电力系统的容量组成
7.3.3水电站、火电厂的工作特点

7.3.1电力系统及电力负荷图定义1、日负荷图(1)日负荷图的特征值与分区(2)日负荷特征系数表示一年内电力系统的负荷变化过程线，称为年负荷图定义：

与设计负荷水平相应的年份称水电站的设计水平年。

选择原则：

一般可采用第一台机组投产后的5-10年，所选设计水平年应与国民经济五年计划年份相一致。
概念：分类1．水电站的工作特性2．火电站的工作特性7.4水电站装机容量的选择

7.4.1水电站最大工作容量确定
7.4.2水电站的备用容量
7.4.3水电站的重复容量确定
7.4.4水电站装机容量的简化估算

7.4.1水电站最大工作容量确定无调节水电站的最大工作容量确定日调节水电站的最大工作容量确定(1)计算保证出力N保及保证电能E保。
(2)由E保和