水能计算及水电站主要参数选择.pptx

《水能计算及水电站主要参数选择.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水能计算及水电站主要参数选择.pptx（78页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一节第一节 水能计算的目的与内容水能计算的目的与内容水能水能计算的算的目的目的：确定水：确定水电站的出力和站的出力和发电量及它量及它们随随时间变化的化的规律。律。水水电站的出力：指站的出力：指发电机机组的出的出线端送出的功率。端送出的功率。水水电站的站的发电量：水量：水电站出力与相站出力与相应时间的乘的乘积。水电站在t t1 1至t t2 2时段内的发电量为：1第1页/共78页2实际计算中常采用：水电站在某一时段水电站在某一时段t t内的平均出力内的平均出力计算时段的长短计算时段的长短主要根据水电站主要根据水电站出力变化情况及出力变化情况及计算精度要求确计算精度要求确定。定。第2页/共78页

2、水电站的保证出力水电站的保证出力：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。水电站的主要动能指标保证出力N N保多年平均发电量E E年，均3多年平均发电量多年平均发电量：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。第3页/共78页4 工程规划阶段，一般是先要拟定几个正常蓄工程规划阶段，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，这也力、多年平均发电量和有利的死水位等指标，这也是是水能计算的主要任务水能计算的主要任务。1.1.确定水电站的

3、动能指标，主要是保证出力、确定水电站的动能指标，主要是保证出力、多年平均发电量、装机容量；多年平均发电量、装机容量；2.2.确定水库的特征水位，正常蓄水位和死水位确定水库的特征水位，正常蓄水位和死水位等；等；3.3.选定机电设备，水轮机组等；选定机电设备，水轮机组等；4.4.经济评价经济评价水能水能计算的算的目的目的：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。第4页/共78页5无调节水电站保证出力计算无调节水电站保证出力计算调节水电站保证出力计算调节水电站保证出力计算年调节水电站的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多年调节水电站保证出力计算水电站

4、保证出力计算第5页/共78页水能计算的方法水能计算的方法 ：时历法时历法 列表法：列表法：列表法：列表法：概念清晰，应用广泛，尤其适合于有复杂综合概念清晰，应用广泛，尤其适合于有复杂综合概念清晰，应用广泛，尤其适合于有复杂综合概念清晰，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、时间序列较利用任务的水库的水能计算。当方案较多、时间序列较利用任务的水库的水能计算。当方案较多、时间序列较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。长时，不适用。长时，不适用。长时，不适用。图解法：图解法：图解法：图解法：计算精度较差、工作量也不比列表法小；计算精度较差、工作

5、量也不比列表法小；计算精度较差、工作量也不比列表法小；计算精度较差、工作量也不比列表法小；电算法：电算法：电算法：电算法：从发展方向看，适宜用电算法进行水能计算。从发展方向看，适宜用电算法进行水能计算。从发展方向看，适宜用电算法进行水能计算。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即使方案很多，时间序列很长，也可迅速获得精确的计即使方案很多，时间序列很长，也可迅速获得精确的计即使方案很多，时间序列很长，也可迅速获得精确的计算结果。算结果。算结果。算结果。数理统计法数理统计法6第6页/共78页7二、水能计算方法，可按简化的水能调节方式：按等流量调节

6、方式 按规定出力调节方式以年调节水库为例，计算时段月或旬 在已知水电站水库的正常蓄水位和死水位，即已知兴利库容的情况下，按等流量调节方式计算水电站的出力和发电量。（例3-1 P67）第7页/共78页【例例3-13-13-13-1】某水电站正常蓄水位高程为某水电站正常蓄水位高程为Z Z Z Z正正=760m=760m=760m=760m，死水位，死水位Z Z Z Z死死=720m=720m=720m=720m。水库水位与库容关系见表。水库水位与库容关系见表3-13-13-13-1，水库下游水位与流量，水库下游水位与流量关系见表关系见表3-23-23-23-2。某年各月平均的天然来水量见表。某年各

7、月平均的天然来水量见表3-33-33-33-3，求水电，求水电站各月平均出力及发电量。站各月平均出力及发电量。第8页/共78页9第9页/共78页101）计算死算死库容容2）计算各月的算各月的调节流量流量3）推求水）推求水库蓄水量蓄水量变化化4）计算水算水库水量水量5）计算水算水电站水站水头6）计算水算水电站出力和站出力和发电量量第10页/共78页11第11页/共78页12第12页/共78页13第13页/共78页14二、水能计算方法，可按简化的水能调节方式：按等流量调节方式 按规定出力调节方式按照已知出力调节的列表试算法 根据规定的水电站出力，计算所需的调节库容和水库应用过程。列表试算法。（例3

8、-2 P71）第14页/共78页水电站的保证出力水电站的保证出力N Nfmfm：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。水电站的主要动能指标保证出力N N保多年平均发电量E E年，均15|无调节水电站保证出力计算无调节水电站保证出力计算|日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多年调节水电站保证出力计算第二节 水电站保证出力和多年平均发电量计算第15页/共78页年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算1.年调节水电站保证出力：符合设计保证率

9、要求的年调节水电站保证出力：符合设计保证率要求的16供水期平均出力。第16页/共78页年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算17供水期平均出力。第17页/共78页年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算长系列法：长系列法：v对实测径流资料逐年进行对实测径流资料逐年进行供水期供水期的水能计算，的水能计算，求出各年供水期的平均出力；求出各年供水期的平均出力；v将供水期的平均出力从将供水期的平均出力从大到小大到小排列，计算其经排列，计算其经验频率，并绘制供水期平均出力保证率曲线；验频率，并绘制供水期平均

10、出力保证率曲线；v根据已知的设计保证率在曲线上查处相应的根据已知的设计保证率在曲线上查处相应的供供水期平均出力水期平均出力即为年调节水电站的保证出力。即为年调节水电站的保证出力。18第18页/共78页年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算设计枯水年法：设计枯水年法：根据实测年径流系列统计计算成果与年径流频率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；曲线，按已知的设计保证率求得年径流量；选年径流与设计年径流相近，年内分配不利的年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；份作为典型年；用设计年径流

11、量与典型年径流量之比表示的年内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分配系数推求设计枯水年设计枯水年的径流年内分配；的径流年内分配；最后根据给定的最后根据给定的Z Z蓄蓄、Z Z死死及相应的兴利库容求出供及相应的兴利库容求出供水期的调节流量，进而求出水期的调节流量，进而求出供水期的平均出力供水期的平均出力，该值，该值为为年调节水电站的保证出力。年调节水电站的保证出力。19第19页/共78页2.2.2.2.无调节和日调节水电站保证出力无调节和日调节水电站保证出力:基本步骤：基本步骤：1 1）以日为计算时段，计算各日的平均出力值；）以日为计算时段，计算各日的平均出力值；2 2）绘制

12、日出力保证率曲线；）绘制日出力保证率曲线；3 3）相应于设计保证率的日平均出力，即为保证出力。）相应于设计保证率的日平均出力，即为保证出力。20日平均出力。日平均出力。符合设计保证率要求的符合设计保证率要求的第20页/共78页2.2.2.2.无调节和日调节水电站保证出力无调节和日调节水电站保证出力基本步骤：基本步骤：1 1）根据实测径流资料的日平均流量变动范围，将流量）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；划分为若干个流量等级；2 2）统计各级流量出现的次数，绘制日流量频率曲线；）统计各级流量出现的次数，绘制日流量频率曲线；3 3）选择设计枯水日，计算日平均水头）选

13、择设计枯水日，计算日平均水头H H和日平均流量和日平均流量Q Q；4 4）计算电站的出力）计算电站的出力N=KQHN=KQH。注意：上游水位一般按照死库容加兴利库容的一半，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查找库容曲线确定。下游水位由日平均下泄流量按流量流量水位关系曲线查得。水位关系曲线查得。21设计枯水日法第21页/共78页3.3.3.3.多年调节水电站保证出力计算多年调节水电站保证出力计算22 计算方法与上述年调节水电站保证出力的计算基本相同。简化计算时，可以设计枯水年组来计算。一般选用实际水文资料中最枯最不利的连续枯水段作为设计枯水

14、段。第22页/共78页二、水电站多年平均发电量的估算多年平均年发电量：指水电站在多年工作时期内，平均每年所能生产的电能量。它反映水电站多年平均动能效益，是决定电站效益的重要指标。1.设计中水年法2.三个代表年法3.设计平水系列法4.全部水文系列法 计计计计 工工工工算算算算 作作作作越越越越 量量量量来来来来 逐逐逐逐越越越越 渐渐渐渐精精精精 加加加加确确确确 大大大大 23第23页/共78页1.设计中水年法：基本步骤：1 1）选择设计中水年，要求该年的年径流量及其年内分配均接近于多年平均情况；2 2）列出所选设计中水年各月（或旬、日）的净来水流量；3 3）根据国民经济各部门的用水要求，列出

15、各月（或旬、日）的用水流量；4 4）对于年调节水电站，可按月进行径流调节计算，对于季调节或日调节、无调节水电站，可按旬进行径流调节计算，求出相应各时段的平均水头H H H H均均及其平均出力N N N N均均；24第24页/共78页5)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 n为平均出力低于装机容量的时段数，m 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：设计中水年法上式中(m+nm+n)为全年时段数，以日为时段，(m+n)(m+n)365(365(日)，t=24t=24小时；以月为时段(m+n)=12(m+n)=12(月)，t=730t=

16、730小时。25第25页/共78页2.三个代表年法：26第26页/共78页 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。3.设计平水系列法27第27页/共78页4.全部水文系列法28第28页/共78页29第29页/共78页 （1 1）用n n年长系列资料进行计算，计算时段为t t，一年共T T个时段。（2 2）绘制时段出力保证率曲线（也即是水流出力持续曲线）。（3 3）将横坐标P P换成持续时间T(h).T(h).（4 4）根据装机容

17、量，“装机切头”。（5 5）装机容量以下的部分，就是多年平均发电量。4.全部水文系列法30第30页/共78页4.全部水文系列法31第31页/共78页第三节 电力系统的负荷及容量组成一、电力系统及其用户特性一、电力系统及其用户特性l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。1.按按生产特点和用电要求生产特点和用电要求分为工业用电、农业用电、市分为工业用电、农业用电、市政用电及交通运输用电等四大类。政用电及交通运输用电等四大类。工业用电：工业用电：用电量大，用电量大，年内用电过程比较均匀，年内用电过程比较均匀，但在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。一昼夜

18、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：农业用电：在用电时期内负荷相对稳定，而在一年不同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。时期内则很不均匀。l用户类型：用户类型：32第32页/共78页 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。2.2.电力用户按其电力用户按其重要性重要性可分为一级、二级和三级。可分为一级、二级和三级。33第33页/共78页二、电力负荷图二、电力负荷图日负荷图：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。34电力负荷：在任何时

19、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。第34页/共78页二、电力负荷图二、电力负荷图（一）日负荷图特征值：最大负荷P P 、平均负荷P P、最小负荷P P。35第35页/共78页基荷指数：36该指数越大，表示日负荷变化越小。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。日最小负荷率该指数越小，表示负荷图中高峰与低谷负荷的差别越大，日负荷越不均匀。日平均负荷率第36页/共78页 日电能累积曲线 是日负荷图的出力值（kW）与其

20、相应的电量（kWh）之间的关系曲线。第37页/共78页特性（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38页/共78页（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一年内各日的最大负荷值连成的曲线荷值连成的曲线一年内各日的平均负一年内各日的平均负荷值所连成的曲线荷值所连成的曲线第39页/共78页工作容量工作容量：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。事故备用事故备

21、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。检修备用检修备用：为了进行停机检修而设置的容量。重复容量重复容量：为了利用季节性电量而设置的容量。2%-5%8%-10%？重复容量的设置是多余的么？（三）、电力系统的容量组成1.按任务性质划分装机容量第40页/共78页（三）、电力系统的容量组成最大工作容量N N工 备用容量N N备从设计的从设计的角度角度看，看，系统的装系统的装机容量机容量N N装装必需容量必需容量N N必必重复容量重复容量N N重重负荷备用负荷备用N N负备负备事故备用事故备用N N事备事备检修备用检修备用N N检备检备N N N N系装系装=N N N N必必+N N

22、N N重重=N N N N工工+N N N N备备+N N N N重重 N N N N 工工+N N N N负备负备+N N N N事备事备+N N N N检备检备+N N N N重重41第41页/共78页电力系统容量组成示意图系统最大负荷系统最大工作容量系统必需容量系统重复容量系统备用容量系统总装机容量水电站装机容量火电站装机容量水电站重复容量水电站必需容量第42页/共78页2.从某一时刻的运行状态看：N装装=N用用+N阻阻=N工工+N备备+N空空+N阻阻v各种容量值的大小是随时间和条件而不断发生变各种容量值的大小是随时间和条件而不断发生变化的，而且有可能在不同的电站、不同的机组上相化的，而

23、且有可能在不同的电站、不同的机组上相互转换，不一定固定。互转换，不一定固定。43第43页/共78页第四节 电力系统中各类电站的工作特性1.水水电站的站的电力力生生产情况受河川情况受河川径流随机性的影径流随机性的影响和制响和制约。具有。具有综合利用任合利用任务的的水水电站，其工作站，其工作方式受其它部方式受其它部门用水的影响。用水的影响。一、水电站的工作特性2.水能是再生水能是再生性能源，水性能源，水电站的年运行站的年运行费用与所生用与所生产的的电能量几乎无能量几乎无关。关。3.水水电站机站机组开停开停灵便、迅速，适宜灵便、迅速，适宜担任系担任系统的的调峰、峰、调频和事故和事故备用等用等任任务；

24、水水电站的工作位置站的工作位置比比较灵活。灵活。水水电站在站在调度上更度上更加复加复杂。第44页/共78页二、火电站的工作特点1.只要保只要保证燃料供燃料供应，火，火电站就可以全年按站就可以全年按额定出力工作，定出力工作，不像水不像水电站那站那样受天然来水的制受天然来水的制约。受。受“技技术最小出力最小出力”限限制。制。2.电能成本高，运行能成本高，运行费包括燃料包括燃料费、环保保费等。等。3.工作有工作有“惰性惰性”，启，启动慢，慢，调负荷慢，适宜担任荷慢，适宜担任电力系力系统的基荷，的基荷，单位煤耗位煤耗较小。小。第45页/共78页46第46页/共78页三、风力发电站的工作特性1.工作不工

25、作不连续；2.发电成本高；成本高；2.给电网运行网运行带来困来困难。第47页/共78页四、核电站的工作特性1.始始终以以额定出力工作，始定出力工作，始终承担基荷；承担基荷；2.核核电站造价昂站造价昂贵，质量量标准和安全要求高，技准和安全要求高，技术复复杂；2.运行运行费用低。用低。第48页/共78页(五)抽水蓄能电站抽水蓄能电站 蓄能电站抽水蓄能电站发电抽水蓄能电站工作示意图第49页/共78页水水 电电火火 电电运行灵活，开机到发电运行灵活，开机到发电运行灵活，开机到发电运行灵活，开机到发电1-21-21-21-2分钟，分钟，分钟，分钟，可调峰、调频可调峰、调频可调峰、调频可调峰、调频运行迟钝

26、，点火到发电运行迟钝，点火到发电运行迟钝，点火到发电运行迟钝，点火到发电2-32-32-32-3小小小小时，不宜调峰、调频时，不宜调峰、调频时，不宜调峰、调频时，不宜调峰、调频能源为水能，成本是火电的能源为水能，成本是火电的能源为水能，成本是火电的能源为水能，成本是火电的 1/51/51/51/51/101/101/101/10，但可靠性差，但可靠性差，但可靠性差，但可靠性差能源为煤、油、天然气，成能源为煤、油、天然气，成能源为煤、油、天然气，成能源为煤、油、天然气，成本高，但可靠性好本高，但可靠性好本高，但可靠性好本高，但可靠性好改善环境，污染少，但要防止淹没、改善环境，污染少，但要防止淹没

27、、改善环境，污染少，但要防止淹没、改善环境，污染少，但要防止淹没、浸没，注意综合利用浸没，注意综合利用浸没，注意综合利用浸没，注意综合利用灰尘、废气污染环境灰尘、废气污染环境灰尘、废气污染环境灰尘、废气污染环境机组可逆，既可抽水，又可发电机组可逆，既可抽水，又可发电机组可逆，既可抽水，又可发电机组可逆，既可抽水，又可发电机组不可逆机组不可逆机组不可逆机组不可逆厂用电为年发电量的厂用电为年发电量的厂用电为年发电量的厂用电为年发电量的1.0%1.0%1.0%1.0%厂用电为年发电量的厂用电为年发电量的厂用电为年发电量的厂用电为年发电量的2.5%2.5%2.5%2.5%可以储存水能，立即用来处理事故

28、可以储存水能，立即用来处理事故可以储存水能，立即用来处理事故可以储存水能，立即用来处理事故可以储存煤能，不能很快处可以储存煤能，不能很快处可以储存煤能，不能很快处可以储存煤能，不能很快处理事故理事故理事故理事故50第50页/共78页第五节第五节 水电站在电力系统中的运行方式水电站在电力系统中的运行方式确定电站运行的一般原则：确定电站运行的一般原则：要充分利用各种能源：尽量使水电站少弃水，径流要充分利用各种能源：尽量使水电站少弃水，径流式电站在丰水期宜担任系统基荷，火电的技术最小出式电站在丰水期宜担任系统基荷，火电的技术最小出力不宜小于名牌出力的力不宜小于名牌出力的80%80%，以提高燃料的使用

29、效率。，以提高燃料的使用效率。要使整个电力系统运行经济。要使整个电力系统运行经济。尽量使各电站机组在高效率区运行：在保证供电可尽量使各电站机组在高效率区运行：在保证供电可靠的前提下，使系统的总能量损失最小，火电站的总靠的前提下，使系统的总能量损失最小，火电站的总燃料消耗量最小燃料消耗量最小。51第51页/共78页无调节水电站适宜担任系统的无调节水电站适宜担任系统的基荷基荷。只有当天然流量所产生。只有当天然流量所产生的出力大于系统的最小负荷时，的出力大于系统的最小负荷时，水电站才担任系统的基荷和一水电站才担任系统的基荷和一部分腰荷。部分腰荷。52一、无调节水电站的运行方式一、无调节水电站的运行方

30、式第52页/共78页53二、日调节水电站的运行方式二、日调节水电站的运行方式第53页/共78页54二、日调节水电站的运行方式二、日调节水电站的运行方式 日调节电站能对当日的天然水流进行重新范日调节电站能对当日的天然水流进行重新范佩，可以承担变动负荷，可尽量担任佩，可以承担变动负荷，可尽量担任峰荷峰荷。来水。来水增多后可担任增多后可担任基荷。基荷。设计枯水年设计枯水年：枯水期以最大工作容量担任峰荷；枯水期以最大工作容量担任峰荷；洪水期开始逐渐担任腰荷和基荷；洪水期开始逐渐担任腰荷和基荷；洪水期全部担任基荷；洪水期全部担任基荷；汛后逐步担任腰荷和部分基荷。汛后逐步担任腰荷和部分基荷。第54页/共7

31、8页55二、日调节水电站的运行方式二、日调节水电站的运行方式第55页/共78页56二、日调节水电站的运行方式二、日调节水电站的运行方式丰水年运行方式：丰水年来临时，河流来水量较多，即使在丰水年来临时，河流来水量较多，即使在枯水期枯水期，日调节水电站也要担任负荷图中的日调节水电站也要担任负荷图中的峰荷与部分腰荷峰荷与部分腰荷。在在初汛后期初汛后期，可能已有弃水，日调节水电站就应以，可能已有弃水，日调节水电站就应以全部装机容量担任全部装机容量担任基荷基荷。在在汛后初期汛后初期，可能来水仍较多，如继续有弃水，此，可能来水仍较多，如继续有弃水，此时水电站仍应担任时水电站仍应担任基荷基荷，直至进入枯水期

32、后，水电站位，直至进入枯水期后，水电站位置恢复到腰荷，并逐渐上升至峰荷。置恢复到腰荷，并逐渐上升至峰荷。第56页/共78页57三、年调节水电站的运行方式三、年调节水电站的运行方式不完全年调节水电站的情况：不完全年调节水电站的情况：不完全年调节水电站的情况：不完全年调节水电站的情况：在一年内按来水情况一般可划分为在一年内按来水情况一般可划分为在一年内按来水情况一般可划分为在一年内按来水情况一般可划分为供水期、不供水期、不供水期、不供水期、不蓄期、蓄水期、弃水期和不供期蓄期、蓄水期、弃水期和不供期蓄期、蓄水期、弃水期和不供期蓄期、蓄水期、弃水期和不供期五个阶段。五个阶段。五个阶段。五个阶段。第57

33、页/共78页设计枯水年的运行方式设计枯水年的运行方式:供水期：供水期：水电站按保证水电站按保证出力在出力在峰荷工作；峰荷工作；不蓄期：不蓄期：以天然水流能以天然水流能量在量在腰荷腰荷工作。工作。蓄水期：蓄水期：从从腰荷腰荷转到基转到基荷荷位置工作。位置工作。弃水期：弃水期：按全部装机容按全部装机容量在量在基荷基荷工作。工作。不供期：不供期：转向转向腰荷腰荷。58第58页/共78页设计丰水年的运行方式设计丰水年的运行方式:59在供水期水电站的引用流在供水期水电站的引用流量可能仍大于发保证出力的量可能仍大于发保证出力的调节流量，可担任调节流量，可担任峰荷峰荷和和部部分基荷分基荷；丰水期开始后，水库

34、进入丰水期开始后，水库进入蓄水期，水电站可尽早将其蓄水期，水电站可尽早将其位置转到位置转到基荷基荷；在弃水期，水电站则应以在弃水期，水电站则应以全部装机容量在全部装机容量在基荷基荷位置工位置工作作。第59页/共78页60四、多年调节水电站的运行方式四、多年调节水电站的运行方式第60页/共78页一、水电站最大工作容量的确定一、水电站最大工作容量的确定 水电站最大工作容量：水电站最大工作容量：水电站最大工作容量：水电站最大工作容量：指设计水平年电力系指设计水平年电力系统负荷最高时水电站能担负的最大发电容量。统负荷最高时水电站能担负的最大发电容量。u从从可靠性可靠性方面，必须满足电力系统的电力、电方

35、面，必须满足电力系统的电力、电量平衡要求，即：量平衡要求，即：P P=N=N水工+N+N火工E ES S=E=E水保+E+E火保u从从经济性经济性方面，应使系统的计算支出最小。方面，应使系统的计算支出最小。原则：原则：原则：原则：尽可能满足综合利用条件下，以水电站尽可能满足综合利用条件下，以水电站尽可能满足综合利用条件下，以水电站尽可能满足综合利用条件下，以水电站提供的保证电量为前提，使水电站的工作容量提供的保证电量为前提，使水电站的工作容量提供的保证电量为前提，使水电站的工作容量提供的保证电量为前提，使水电站的工作容量尽可能大。尽可能大。尽可能大。尽可能大。第62页/共78页无调节水电站的最

36、大工作容量的确定 无调节水电站的最大工作容量无调节水电站的最大工作容量等于按设计等于按设计保证率所求出的保证出力。保证率所求出的保证出力。若设计枯水日的平均流量为若设计枯水日的平均流量为Q Q设设，相应的，相应的日平均净水头为日平均净水头为H H设设，则无调节水电站的保证，则无调节水电站的保证出力为：出力为：第63页/共78页日调节水电站的最大日调节水电站的最大日调节水电站的最大日调节水电站的最大工作容量的确定：工作容量的确定：工作容量的确定：工作容量的确定：日调节水电站可以利日调节水电站可以利用其调节日内径流的能力，用其调节日内径流的能力，使水电站的出力适应日内使水电站的出力适应日内负荷变化

37、的要求，考虑可负荷变化的要求，考虑可靠性和经济性原则，以保靠性和经济性原则，以保证电能为控制条件，让水证电能为控制条件，让水电站承担系统电站承担系统峰荷峰荷，使水，使水电站最大工作容量尽可能电站最大工作容量尽可能大。大。日调节水电站N/工的确定第64页/共78页日调节水电站的最大工日调节水电站的最大工日调节水电站的最大工日调节水电站的最大工作容量的确定：作容量的确定：作容量的确定：作容量的确定：如果水电站下游河道有如果水电站下游河道有航航运运要求或有要求或有供水供水任务，则水电任务，则水电站必须有一部分工作容量担任站必须有一部分工作容量担任系统的基荷，保证在一昼夜内系统的基荷，保证在一昼夜内下

38、游河道具有一定的下游河道具有一定的航运水深航运水深或供水流量或供水流量。设下游航运或供。设下游航运或供水要求水电站在一昼夜内泄出水要求水电站在一昼夜内泄出均匀流量均匀流量Q Q基基，则水电站必须担，则水电站必须担任的基荷工作容量为：任的基荷工作容量为：具有综合利用要求时，具有综合利用要求时，最最大工作容量的确定大工作容量的确定第65页/共78页年调节水电站的最大工作容量的确定年调节水电站的最大工作容量的确定 主要取决于设计主要取决于设计供水期供水期内的保证电能，内的保证电能，为了满为了满足可靠性要求足可靠性要求，水电站在供水期承担的电能应等于，水电站在供水期承担的电能应等于保证电能；保证电能；

39、为了满足经济性要求为了满足经济性要求，应使水电站最大，应使水电站最大工作容量尽可能大，供水期水电站应尽可能在峰荷工作容量尽可能大，供水期水电站应尽可能在峰荷工作，所确定的水火电站工作容量之和应等于系统工作，所确定的水火电站工作容量之和应等于系统的最大负荷，避免出现不必要的重复工作容量。的最大负荷，避免出现不必要的重复工作容量。第66页/共78页（1 1）在水库供水期，应尽量使拟建水电站担任系统的）在水库供水期，应尽量使拟建水电站担任系统的峰荷或腰峰荷或腰荷荷。水电站最大工作容量。水电站最大工作容量，则火电站的就，则火电站的就，从而节省系统，从而节省系统对电站的总投资。假设至少三个最大工作容量方

40、案，定出各方对电站的总投资。假设至少三个最大工作容量方案，定出各方案相应的日电能量。案相应的日电能量。第67页/共78页（2 2）对每个方案供水期各个月份水电站的日电能量）对每个方案供水期各个月份水电站的日电能量除以除以2424小时，即得各个月份水电站的日平均出力。小时，即得各个月份水电站的日平均出力。每月的平每月的平均小时数均小时数第第1 1方案供水方案供水期第期第i i月份的月份的月平均出力月平均出力第68页/共78页（3 3）作出水电站各个最大工作容量方案与其相应）作出水电站各个最大工作容量方案与其相应的供水期保证电能的关系曲线。然后根据所定出的供水期保证电能的关系曲线。然后根据所定出的

41、水电站设计枯水年供水期的保证电能，即可从的水电站设计枯水年供水期的保证电能，即可从图下图中求出年调节水电站的最大工作容量。图下图中求出年调节水电站的最大工作容量。第69页/共78页（4 4）在电力系统日最大负荷年变化图上定出水、火）在电力系统日最大负荷年变化图上定出水、火电站的工作位置。两者的交线为水平线，并由此作出电站的工作位置。两者的交线为水平线，并由此作出系统出力平衡图。系统出力平衡图。电力系统出力平衡图电力系统出力平衡图 电力系统电力平衡图电力系统电力平衡图第70页/共78页二、电力系统备用容量的确定二、电力系统备用容量的确定l负荷备用容量（水）：负荷备用容量（水）：根据根据水利水电工

42、程水利动水利水电工程水利动能设计规范能设计规范(SDJ11-77),一般采用系统最大负荷的一般采用系统最大负荷的2%-5%左右，大型电力系统可采用较小值；左右，大型电力系统可采用较小值；l事故备用容量（水、火）：事故备用容量（水、火）：一般采用系统最大负荷一般采用系统最大负荷的的10%左右，但不得小于系统中最大一台机组的容左右，但不得小于系统中最大一台机组的容量；量；l检修备用容量（火）：检修备用容量（火）：水电站每台机组平均年计划水电站每台机组平均年计划检修时间为检修时间为1030天，火电站天，火电站1545天。天。第71页/共78页三、水电站重复容量（季节容量）的确定三、水电站重复容量（季

43、节容量）的确定 在在调调节节性性能能差差的的水水电电站站，设设置置N N N N重重可可以以利利用用弃弃水水发发E E E E季季，节省火电煤耗，而获得效益。节省火电煤耗，而获得效益。N重不能替代火 电容量，故要 额外增加水电 站的投资和年运行费。选择N重随着重复容量的逐步增大，无益 弃水量逐渐减少，因此可发的季节性电能并不能与重复容量呈正比例增加。第72页/共78页选定重复容量的动能经济计算：选定重复容量的动能经济计算：假设：假设：NH额外设置的重复容量；额外设置的重复容量；hd平均每年经济合理的工作小时数；平均每年经济合理的工作小时数；则：则：增加的季节电量：增加的季节电量：EH=NH h

44、d 可节省的火电站燃料年费用：可节省的火电站燃料年费用：B=1.05EHbs 增加的投资：增加的投资：K=KH NH 增加的年运行费用：增加的年运行费用：U H=a NH第73页/共78页(一一)初步确定装机容量初步确定装机容量 1.装机容量年利用小时装机容量年利用小时hy表示水电站机电设备利用率大小的指标四、水电站装机容量的选择四、水电站装机容量的选择N N N N装装=N N N N工工+N N N N备备+N N N N重重(二二)装机容量合理性分析装机容量合理性分析第74页/共78页 2.径流利用系数径流利用系数表示水电站机电水力资源利用程度的指标四、水电站装机容量的选择四、水电站装机

45、容量的选择(二二)装机容量合理性分析装机容量合理性分析第75页/共78页 3.水电站过水能力的协调水电站过水能力的协调四、水电站装机容量的选择四、水电站装机容量的选择(二二)装机容量合理性分析装机容量合理性分析 水电站过水能力：设计水头下全部装机工作时通水电站过水能力：设计水头下全部装机工作时通过的流量。过的流量。4.其它因素。其它因素。如负荷结构、综合利用程度、电如负荷结构、综合利用程度、电站联合运用的变化。站联合运用的变化。第76页/共78页保证出力倍比法保证出力倍比法：根据已知水电站的经验统计，不：根据已知水电站的经验统计，不同特点的水电站，其保证出力与装机容量之间具有同特点的水电站，其保证出力与装机容量之间具有较合理的比例关系，即较合理的比例关系，即N装=CNp倍比系数，C=1.54.5原则原则：水力资源丰富，：水力资源丰富，水量年内分配较均匀水量年内分配较均匀的地区，的地区，C取较小值，取较小值，反之取大值；季节性反之取大值；季节性用电多的地区，用电多的地区，C取取较大值，反之取较小较大值，反之取较小值。值。五、装机容量选择的其它方法五、装机容量选择的其它方法第77页/共78页78感谢您的观看！第78页/共78页