水能计算及水电站在电力系统中的运行方式学习教案.pptx

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1、会计学1水能计算水能计算(j sun)及水电站在电力系统中及水电站在电力系统中的运行方式的运行方式第一页，共131页。基本资料：基本资料：基本资料：基本资料：特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线水库面积曲线和水库容积曲线；水库面积曲线和水库容积曲线；水库面积曲线和水库容积曲线；水库面积曲线和水库容积曲线；水文资料水文资料水文资料水文资料坝址断面的坝址断面的坝址断面的坝址断面的 、洪水及流域的降雨、蒸发、洪水及流域的降雨、蒸发、洪水及流域的降雨、蒸发、洪水及流域的降雨、蒸发等资料；等资料；等资料；等资料；用水资料用水资料用水资料用水资料发电、灌溉发电、灌溉发电、灌溉发电、灌溉(gungi)(gung

2、i)、航运、环境卫生、航运、环境卫生、航运、环境卫生、航运、环境卫生等综合用水资料；等综合用水资料；等综合用水资料；等综合用水资料；此外，还需要此外，还需要此外，还需要此外，还需要:电力系统负荷、水轮机特性、发电引电力系统负荷、水轮机特性、发电引电力系统负荷、水轮机特性、发电引电力系统负荷、水轮机特性、发电引水系统水系统水系统水系统 以及下游水位流量关系曲线等资料以及下游水位流量关系曲线等资料以及下游水位流量关系曲线等资料以及下游水位流量关系曲线等资料一、水电站水能计算的内容、目的和基本一、水电站水能计算的内容、目的和基本(jbn)资料资料2第2页/共131页第二页，共131页。水能水能(sh

3、u nn)计算的作用计算的作用 确定水电站动能指标确定水电站动能指标竞价上网竞价上网(竞价电量竞价电量)年发电计划及水库电站运行方式年发电计划及水库电站运行方式保证出力保证出力+年发电量年发电量装机规模确定装机规模确定效益分析效益分析水库参数确定水库参数确定3第3页/共131页第三页，共131页。等流量等流量(liling)调节计算调节计算 等流量调节计算等流量调节计算(j sun)(j sun)中假定水电站在蓄水期和供水中假定水电站在蓄水期和供水期分别引用不同的流量，蓄、供水期的引用流量需通过试算求期分别引用不同的流量，蓄、供水期的引用流量需通过试算求解。解。已知：来水、兴利库容已知：来水、

4、兴利库容(krng)；求求：调节流量；：调节流量；公式公式：4第4页/共131页第四页，共131页。等出力调节等出力调节(tioji)计算计算已知：设计枯水年流量过程已知：设计枯水年流量过程(guchng)、正常蓄水位、正常蓄水位、死水位、死水位、k、H；求：每个月的求：每个月的N（每月（每月N相等相等(xingdng)）；）；计算方法计算方法：从供水期第一个月份，计算到供水期最末月份。：从供水期第一个月份，计算到供水期最末月份。检验条件检验条件：供水期最末月份水库水位：供水期最末月份水库水位 =Z死死？5第5页/共131页第五页，共131页。假定假定(jidng)N(jidng)N第一个时段

5、：第一个时段：第二个时段：第二个时段：第第n个时段：个时段：Z末末 Z死死否否假设假设(jish)(jish)的的 N N 即为所求即为所求是是各时段各时段Q采用采用(ciyng)试算法试算法假定假定QtVt+1=Vt+Ft-Qt(Vt+1+Vt)/2H上上H下下HtQt=N/AHtQt Qt是是否否6第6页/共131页第六页，共131页。水能利用的原理水能利用的原理水能利用的原理水能利用的原理（1 1）水能的基本概念）水能的基本概念）水能的基本概念）水能的基本概念 河流河流河流河流(hli)(hli)中流动着的水流蕴藏着一定的中流动着的水流蕴藏着一定的中流动着的水流蕴藏着一定的中流动着的水流

6、蕴藏着一定的能量，称为水能。在天然情况下，这些能能量，称为水能。在天然情况下，这些能能量，称为水能。在天然情况下，这些能能量，称为水能。在天然情况下，这些能量消耗于水流的内部摩擦，克服沿程河床量消耗于水流的内部摩擦，克服沿程河床量消耗于水流的内部摩擦，克服沿程河床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。采取阻力，冲刷河床和夹带泥沙等方面。采取阻力，冲刷河床和夹带泥沙等方面。采取阻力，冲刷河床和夹带泥沙等方面。采取一定的工程技术措施后，可将水能变为电一定的工程技术措施后，可将水能变为电一定的工程技术措施后，可将水能变为电一定的工程技术措施后，可将水能变为电能，为人类服

7、务。能，为人类服务。能，为人类服务。能，为人类服务。二、水能二、水能二、水能二、水能(shu nn)(shu nn)(shu nn)(shu nn)利用的原理及开发方利用的原理及开发方利用的原理及开发方利用的原理及开发方式式式式7第7页/共131页第七页，共131页。（2 2）水能水能水能水能(shu(shu nn nn)计算原理计算原理计算原理计算原理推导推导推导推导 图图11-1 河段内蕴藏河段内蕴藏(yncng)水能示意图水能示意图N9.81QH (kw)二、水能利用二、水能利用(lyng)的的原理及开发方式原理及开发方式8第8页/共131页第八页，共131页。E E E EAQHAQH

8、AQHAQH净净净净T T T T (kw.h)(kw.h)(kw.h)(kw.h)N981QH (kw)H净净=H H A为出力系数，在初步规划设计估算时，大中型水电站可取为出力系数，在初步规划设计估算时，大中型水电站可取(kq)A=7.5-8.5；小型水电站可取；小型水电站可取(kq)A6.5-7.5。理论值理论值损失损失(snsh)实际实际(shj)值值二、水能利用的原理及开二、水能利用的原理及开发方式发方式9第9页/共131页第九页，共131页。二、水能二、水能(shu nn)利利用的原理及开发方式用的原理及开发方式n n（一）河流水能资源的开发方（一）河流水能资源的开发方式式n n

9、河流的水能资源利用取决河流的水能资源利用取决于落差和流量两个因素，故开于落差和流量两个因素，故开发利用水能资源的方式就表现发利用水能资源的方式就表现为集中落差和引用流量的方式。为集中落差和引用流量的方式。根据集中落差方式的不同，水根据集中落差方式的不同，水电站的基本开发方式可分为电站的基本开发方式可分为(fn wi)坝式、引水式、混合坝式、引水式、混合式三种。式三种。10第10页/共131页第十页，共131页。1、坝式（蓄水式）水电站、坝式（蓄水式）水电站特点：拦河筑坝特点：拦河筑坝(zh b)，形成水，形成水库，集中落差；工程大，淹没区库，集中落差；工程大，淹没区广；广；分类：河床式，坝后式

10、，坝内式；分类：河床式，坝后式，坝内式；11第11页/共131页第十一页，共131页。2 2、引水式水电站、引水式水电站、引水式水电站、引水式水电站特点：通过引水流道，将水引至水道末端以集中落特点：通过引水流道，将水引至水道末端以集中落特点：通过引水流道，将水引至水道末端以集中落特点：通过引水流道，将水引至水道末端以集中落差，再接压力差，再接压力差，再接压力差，再接压力(yl)(yl)管导入电站厂房发电；工程量管导入电站厂房发电；工程量管导入电站厂房发电；工程量管导入电站厂房发电；工程量小，淹没损失小，但引水流量小，水量利用率低；小，淹没损失小，但引水流量小，水量利用率低；小，淹没损失小，但引

11、水流量小，水量利用率低；小，淹没损失小，但引水流量小，水量利用率低；分类：有压引水式，无压引水式；分类：有压引水式，无压引水式；分类：有压引水式，无压引水式；分类：有压引水式，无压引水式；12第12页/共131页第十二页，共131页。3 3、混合式水电站、混合式水电站特点特点(tdi(tdi n)n)：坝式和有压隧道综合利用：坝式和有压隧道综合利用13第13页/共131页第十三页，共131页。4 4、潮汐发电、潮汐发电(cho x f din)(cho x f din)和抽水蓄能发电和抽水蓄能发电利用(lyng)涨退潮时，水库面与海面的落差发电；潮汐发电引用流量很大，但水头低抽水蓄能发电是一水

12、体为蓄能介质，充分发挥水力发电运行灵活等优势，起调节作用，改善电力系统运行条件(tiojin)的作用。潮汐水电站示意图抽水蓄能水电站示意图14第14页/共131页第十四页，共131页。第二节第二节 水电站的设计水电站的设计(shj)代表年和保证率代表年和保证率n n一、水电站的设计一、水电站的设计(shj)代表年代表年设设计计代代表表年年设计设计(shj)(shj)枯枯水年水年设计设计(shj)(shj)平平水年水年设计设计(shj)(shj)丰丰水年水年15第15页/共131页第十五页，共131页。第二节第二节 水电站的设计水电站的设计(shj)代表年和保证率代表年和保证率n n二、水电站的

13、设计二、水电站的设计(shj)保证保证率率设设计计保保证证率率年保证率年保证率历时保证率历时保证率16第16页/共131页第十六页，共131页。第二节第二节第二节第二节 水电站的设计水电站的设计水电站的设计水电站的设计(shj)(shj)代表年和保证率代表年和保证率代表年和保证率代表年和保证率n n水电站设计保证率的取值关系到供电可靠性、水能资源利用程度及电水电站设计保证率的取值关系到供电可靠性、水能资源利用程度及电水电站设计保证率的取值关系到供电可靠性、水能资源利用程度及电水电站设计保证率的取值关系到供电可靠性、水能资源利用程度及电站造价。站造价。站造价。站造价。n n大、中型水电站的设计保

14、证率可参照表大、中型水电站的设计保证率可参照表大、中型水电站的设计保证率可参照表大、中型水电站的设计保证率可参照表2 2选值；选值；选值；选值；n n装机容量小于装机容量小于装机容量小于装机容量小于2.52.5万万万万kWkW的小型水电站，设计保证率一般采用的小型水电站，设计保证率一般采用的小型水电站，设计保证率一般采用的小型水电站，设计保证率一般采用(c(c iyng)65iyng)659090；n n以灌溉为主的农村小水电工程的设计保证率，常与灌溉设计保证率取以灌溉为主的农村小水电工程的设计保证率，常与灌溉设计保证率取以灌溉为主的农村小水电工程的设计保证率，常与灌溉设计保证率取以灌溉为主的

15、农村小水电工程的设计保证率，常与灌溉设计保证率取同值；同值；同值；同值；17第17页/共131页第十七页，共131页。第二节第二节第二节第二节 水电站的设计水电站的设计水电站的设计水电站的设计(shj)(shj)代表年和保证率代表年和保证率代表年和保证率代表年和保证率电力系统中水电容量的比重（%）25以下255050以上水电站设计保证率（%）809090959598表表2 水电站设计水电站设计(shj)保证率保证率 同一电力系统中，规模和作用相近的联合运行(ynxng)的几座水 电站，可当作单一水电站选择统一的设计保证率。18第18页/共131页第十八页，共131页。第三节第三节第三节第三节

16、电力系统电力系统电力系统电力系统(din l x tn)(din l x tn)(din l x tn)(din l x tn)的负的负的负的负荷及其容量组成荷及其容量组成荷及其容量组成荷及其容量组成一、电力系统一、电力系统(din l x tn)及其用户特性及其用户特性l电力电力(dinl)系统：由若干发电厂、变电站、输电系统：由若干发电厂、变电站、输电线路及电力线路及电力(dinl)用户等部分组成。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、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。市政用电及交通运输用电等四大类。工业用电：工业用电：用

17、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。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。年不同时期内则很不均匀。l用户类型：用户类型：19第19页/共131页第十九页，共131页。市政用电：一年内及一昼夜内变化都比较大。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，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只是在电气列车启

18、动时会产生(chnshng)负荷突然跳动的负荷突然跳动的现象。现象。2.2.电力电力(dinl)(dinl)用户按其重要性可分为一级、二级和三级。用户按其重要性可分为一级、二级和三级。二、电力二、电力(dinl)负荷图负荷图日负荷图：负荷在一昼夜内的变化过程线。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。年负荷图：负荷在一年内的变化过程线。（一）日负荷图（图（一）日负荷图（图5-25-2）特征值：最大负荷特征值：最大负荷N N 、平均负荷、平均负荷N N、最小、最小负荷负荷N N。20第20页/共131页第二十页，共131页。基荷指数：基荷指数：该指数越大，基荷占

19、负荷图该指数越大，基荷占负荷图的比重越大，表示用户的用的比重越大，表示用户的用电情况比较稳定。电情况比较稳定。日最小负荷率日最小负荷率该指数越小，表示负荷图中该指数越小，表示负荷图中高峰与低谷高峰与低谷(d)负荷的负荷的差别越大，日负荷越不均匀。差别越大，日负荷越不均匀。日平均负荷率日平均负荷率该指数越大，表示日负荷变该指数越大，表示日负荷变化越小。化越小。21第21页/共131页第二十一页，共131页。特点：特点：在最小负荷以下，负荷在最小负荷以下，负荷无变化无变化(binhu)(binhu)，故，故gcgc为为一直线段；一直线段；在最小负荷以上，负荷在最小负荷以上，负荷有变化有变化(bin

20、hu)(binhu)，故，故cdcd为为上凹曲线段，上凹曲线段，d d点的横坐标点的横坐标为一昼夜的电量为一昼夜的电量E E全日；全日；延长直线段延长直线段gcgc，与，与d d点的点的垂线垂线dfdf相交于相交于e e点，则点，则e e点点的纵坐标就表示平均负荷。的纵坐标就表示平均负荷。22第22页/共131页第二十二页，共131页。日电能累积曲线可解决三种日电能累积曲线可解决三种(sn zhn)问题：问题：(1)(1)(1)(1)已知水电站日电量已知水电站日电量已知水电站日电量已知水电站日电量E E E E水日，让水电站担任峰水日，让水电站担任峰水日，让水电站担任峰水日，让水电站担任峰荷，

21、求水电站的工作容荷，求水电站的工作容荷，求水电站的工作容荷，求水电站的工作容量量量量(rngling)N(rngling)N(rngling)N(rngling)N水及其水及其水及其水及其在日负荷图上的工作位在日负荷图上的工作位在日负荷图上的工作位在日负荷图上的工作位置。置。置。置。（2 2）已知水电站的日电量）已知水电站的日电量）已知水电站的日电量）已知水电站的日电量(dinling)E(dinling)E水日，让水水日，让水水日，让水水日，让水电站担任基荷，求水电站的电站担任基荷，求水电站的电站担任基荷，求水电站的电站担任基荷，求水电站的工作容量及其相应的工作位工作容量及其相应的工作位工作

22、容量及其相应的工作位工作容量及其相应的工作位置。置。置。置。23第23页/共131页第二十三页，共131页。(3)(3)(3)(3)已知水电已知水电已知水电已知水电站的工作站的工作站的工作站的工作(gngzu)(gngzu)(gngzu)(gngzu)容容容容量量量量N N N N水及日电水及日电水及日电水及日电量量量量E E E E水日，求水日，求水日，求水日，求水电站其在水电站其在水电站其在水电站其在日负荷图上日负荷图上日负荷图上日负荷图上的工作的工作的工作的工作(gngzu)(gngzu)(gngzu)(gngzu)位位位位置。置。置。置。24第24页/共131页第二十四页，共131页。

23、（二）年负荷图（二）年负荷图 日最大负荷年变化日最大负荷年变化(binhu)曲线（年最大负荷图）曲线（年最大负荷图）日平均负荷年变化日平均负荷年变化(binhu)曲线（年平均负荷图）曲线（年平均负荷图）25第25页/共131页第二十五页，共131页。年负荷图常用特性指数反映负荷在月内、季年负荷图常用特性指数反映负荷在月内、季内及年内变化特性。内及年内变化特性。（1 1）月负荷率）月负荷率：表示在一个月内负荷变化的不：表示在一个月内负荷变化的不均衡性。用该月平均负荷与最大负荷日的平均负均衡性。用该月平均负荷与最大负荷日的平均负荷之比表示。荷之比表示。（2 2）季负荷率）季负荷率：表示在一年内月最

24、大负荷变化：表示在一年内月最大负荷变化的不均衡性，用全年的不均衡性，用全年(qun nin)(qun nin)各月最大负荷的各月最大负荷的平均值与年最大负荷之比表示。平均值与年最大负荷之比表示。（3 3）年负荷率）年负荷率：表示一年的发电量：表示一年的发电量E E年与最大年与最大负荷负荷NmaxNmax相应的年发电量的比值：相应的年发电量的比值：26第26页/共131页第二十六页，共131页。年最大负荷与年平均负荷可以通过年最大负荷与年平均负荷可以通过(tnggu)(tnggu)日负荷分日负荷分析曲线进行转换。由年最大负荷转换到年平均负荷的析曲线进行转换。由年最大负荷转换到年平均负荷的具体做法

25、：具体做法：先选取年最大负荷图中某一月的负荷值，该值为该月先选取年最大负荷图中某一月的负荷值，该值为该月最大负荷日的日最大负荷，在该越典型日负荷图及其最大负荷日的日最大负荷，在该越典型日负荷图及其分析曲线上可以得到该负荷所对应的日电能，除以分析曲线上可以得到该负荷所对应的日电能，除以2424小时后即得该日的日平均负荷，乘以该月的月负荷率小时后即得该日的日平均负荷，乘以该月的月负荷率得该月的月平均负荷，将所得的月平均负荷绘到年平得该月的月平均负荷，将所得的月平均负荷绘到年平均负荷图相应的月份处。均负荷图相应的月份处。对每一月进行这样的转换，即得年平均负荷图。对每一月进行这样的转换，即得年平均负荷

26、图。三、设计三、设计(shj)水水平年平年27第27页/共131页第二十七页，共131页。负荷负荷(fh)(fh)备用容备用容量量N N负备负备事故备用容量事故备用容量N N事备事备检修备用容量检修备用容量N N检备检备备用备用(biyng)容量容量N备备为满足系统最大负为满足系统最大负荷荷(fh)要求而设要求而设置置最大工作容量最大工作容量N工工为利用季节性富余水量而设置为利用季节性富余水量而设置重复容量重复容量N重重必需容量必需容量N必必N必必+N重重=N装装N必必是以设计枯水年的来水情况作为计算依据，遇到丰、中水年其汛期水量都会有富余。是以设计枯水年的来水情况作为计算依据，遇到丰、中水年

27、其汛期水量都会有富余。装机容量装机容量N装装，指该电站上所有机组出力之和。，指该电站上所有机组出力之和。三、电力系统的容量组成三、电力系统的容量组成28第28页/共131页第二十八页，共131页。三、电力系统的容量三、电力系统的容量(rngling)组组成成最大工作最大工作(gngzu)(gngzu)容量容量N N工工备用容量备用容量N N备备从设计从设计的角度的角度看，系看，系统的装统的装机容量机容量N N装装必需容必需容量量N N必必重复容重复容量量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系装系装系装系装=N N N

28、 N必必必必+N N N N重重重重=N N N N系工系工系工系工+N N N N系备系备系备系备+N N N N系重系重系重系重 N N N N 工工工工+N N N N负备负备负备负备+N N N N事备事备事备事备+N N N N检备检备检备检备+N N N N重重重重29第29页/共131页第二十九页，共131页。工作容量：为满足负荷要求而设置的容量，承担负荷工作容量：为满足负荷要求而设置的容量，承担负荷图上的正常负荷。图上的正常负荷。负荷备用：除工作容量以外，要满足突然的负荷跳动负荷备用：除工作容量以外，要满足突然的负荷跳动所需要的容量。所需要的容量。事故备用：为避免因机组发生故障

29、影响系统正常供电事故备用：为避免因机组发生故障影响系统正常供电而设置的容量。而设置的容量。检修备用：为了进行检修备用：为了进行(jnxng)停机检修而设置的容量。停机检修而设置的容量。重复容量：为了利用季节性电量而设置的容量。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？重复容量容量(rngling)的设置的设置是多余是多余的么？的么？30第30页/共131页第三十页，共131页。电电力力系系统统容容量量组组成成示示意意图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31第31页

30、/共131页第三十一页，共131页。从某一时刻的运行从某一时刻的运行(ynxng)状态看：状态看：N装装=N可可+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，而且化的，而且化的，而且化的，而且(r qi)(r qi)有可能在不同的电站、不同的有可能在不同的电站、不同的有可能在不同的电站、不同的有可能在不同的电站、不同的机组上相互转换，但其组成是不变的。机组上相互转换，但其组成是不变的。机组上相互转换，但其组成是不变的。机组上相

31、互转换，但其组成是不变的。系统总装机容量系统总装机容量水电站装机容量水电站装机容量火电站装机容量火电站装机容量水电站必需容量水电站必需容量 水电站水电站重复容量重复容量系统重系统重复容量复容量系统必需容量系统必需容量系统备用容量系统备用容量系统最大负荷系统最大负荷系统最大工作容量系统最大工作容量电电力力系系统统容容量量组组成成示示意意图图32第32页/共131页第三十二页，共131页。四、四、四、四、水电站装机容量的选择水电站装机容量的选择水电站装机容量的选择水电站装机容量的选择(xunz)(xunz)(xunz)(xunz)影响装机容量选择的主要因素：影响装机容量选择的主要因素：电力系统的负

32、荷；电力系统的负荷；水电站在日负荷图上的工作位置水电站在日负荷图上的工作位置(wi zhi)；设计水电站能量变化的特性；设计水电站能量变化的特性；补充容量投资的影响。补充容量投资的影响。装机容量选择的基本依据：装机容量选择的基本依据：供电范围；供电范围；设计负荷水平年；设计负荷水平年；水电站的径流特性。水电站的径流特性。根据水电站的水文根据水电站的水文根据水电站的水文根据水电站的水文条件、水库的调节条件、水库的调节条件、水库的调节条件、水库的调节性能、电力系统性能、电力系统性能、电力系统性能、电力系统(din l x tn)(din l x tn)的规模和特点及水的规模和特点及水的规模和特点及

33、水的规模和特点及水电站在电力系统电站在电力系统电站在电力系统电站在电力系统(din l x tn)(din l x tn)中的作用综合研究中的作用综合研究中的作用综合研究中的作用综合研究确定。确定。确定。确定。33第33页/共131页第三十三页，共131页。N N N N装装装装=N N N N必必必必+N N N N重重重重=N N N N工工工工+N N N N备备备备+N N N N重重重重（一）、水电站最大工作（一）、水电站最大工作（一）、水电站最大工作（一）、水电站最大工作(gngzu)(gngzu)容量的确定容量的确定容量的确定容量的确定 水电站最大工作容量水电站最大工作容量水电站

34、最大工作容量水电站最大工作容量(rngling)(rngling)(rngling)(rngling)：指设计水平年：指设计水平年：指设计水平年：指设计水平年电力系统负荷最高（一般出现在冬季枯水季节）时水电站电力系统负荷最高（一般出现在冬季枯水季节）时水电站电力系统负荷最高（一般出现在冬季枯水季节）时水电站电力系统负荷最高（一般出现在冬季枯水季节）时水电站能担负的最大发电容量能担负的最大发电容量能担负的最大发电容量能担负的最大发电容量(rngling)(rngling)(rngling)(rngling)。u从可靠性方面，必须满足电力系统从可靠性方面，必须满足电力系统(din l x tn)的

35、电力、电量平衡要求，即：的电力、电量平衡要求，即：N N系系=N=N水工水工+N+N火工火工E E系保系保=E=E水保水保+E+E火保火保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：以水电站提供的保证电能为前提，使水以水电站提供的保证电能为前提，使水以水电站提供的保证电能为前提，使水以水电站提供的保证电能为前提，使水 电站的工作容量尽可能大。电站的工作容量尽可能大。电站的工作容量尽可能大。电站的工作容量尽可能大。34第34页/共131页第三十四页，共131页。无调节无调节无调节无调节(tioji)(tioji)水电站的最大工作水电站的最

36、大工作水电站的最大工作水电站的最大工作容量的确定容量的确定容量的确定容量的确定 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(rngling)(rngling)等于按设计保证率所求出的等于按设计保证率所求出的保证出力。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，相应设，相应的日平均净水头为的日平均净水头为H H设，则无调节水电站的设，则无调节水电站的保证出力为：保证出力为：35第35页/共131页第三十五页，共131页。日调节日调节日调节日调节(tioji)(tioji)水电站的最大工作水电站的最大工作水电站的最大工作水电站的最大工作容量的确定容量的确定容量的确

37、定容量的确定 日调节水电站可以日调节水电站可以利用其调节日内径流的利用其调节日内径流的能力，使水电站的出力能力，使水电站的出力适应日内负荷变化的要适应日内负荷变化的要求，考虑可靠性和经济求，考虑可靠性和经济性原则，以保证性原则，以保证(bozhng)电能为控制电能为控制条件，让水电站承担系条件，让水电站承担系统峰荷，使水电站最大统峰荷，使水电站最大工作容量尽可能大。工作容量尽可能大。36第36页/共131页第三十六页，共131页。日调节水电站的最大工作日调节水电站的最大工作日调节水电站的最大工作日调节水电站的最大工作(gngzu)(gngzu)容容容容量的确定量的确定量的确定量的确定 如果水电

38、站下游河道有航如果水电站下游河道有航运要求运要求(yoqi)(yoqi)或有供水任或有供水任务，则水电站必须有一部分工务，则水电站必须有一部分工作容量担任系统的基荷，保证作容量担任系统的基荷，保证在一昼夜内下游河道具有一定在一昼夜内下游河道具有一定的航运水深或供水流量。设下的航运水深或供水流量。设下游航运或供水要求游航运或供水要求(yoqi)(yoqi)水电站在一昼夜内泄出均匀流水电站在一昼夜内泄出均匀流量量Q Q基，则水电站必须担任的基，则水电站必须担任的基荷工作容量为：基荷工作容量为：37第37页/共131页第三十七页，共131页。年调节水电站的最大工作年调节水电站的最大工作年调节水电站的

39、最大工作年调节水电站的最大工作(gngzu)(gngzu)容容容容量的确定量的确定量的确定量的确定 主要取决于设计供水期内的保证电能，为了满足可靠主要取决于设计供水期内的保证电能，为了满足可靠性要求，水电站在供水期承担的电能应等于保证电能；为性要求，水电站在供水期承担的电能应等于保证电能；为了满足经济性要求，应使水电站最大工作容量了满足经济性要求，应使水电站最大工作容量(rngling)尽可能大，供水期水电站应尽可能在峰荷工作，所确定的尽可能大，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水火电站工作容量(rngling)之和应等于系统的最大负荷，之和应等于系统的最大负荷，避免出现

40、不必要的重复工作容量避免出现不必要的重复工作容量(rngling)。38第38页/共131页第三十八页，共131页。年调节年调节年调节年调节(tioji)(tioji)水电站的最大工作容量水电站的最大工作容量水电站的最大工作容量水电站的最大工作容量的确定的确定的确定的确定（1 1）在水库供水期，应尽量使拟建水电站担任系统的峰荷或腰荷。）在水库供水期，应尽量使拟建水电站担任系统的峰荷或腰荷。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，从而节省系统对电站的，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案总投资。假设至少三个最大工作容量方案(fng n)(fng n)

41、，定出各方，定出各方案案(fng n)(fng n)相应的日电能量。相应的日电能量。39第39页/共131页第三十九页，共131页。（2 2）对每个方案供水期各个月份水电站的日电能量除以）对每个方案供水期各个月份水电站的日电能量除以2424小小时，即得各个月份水电站的日平均时，即得各个月份水电站的日平均(pngjn)(pngjn)出力。出力。每月的平每月的平每月的平每月的平均均均均(pngjn(pngjn)小时数小时数小时数小时数第第第第1 1方案供水方案供水方案供水方案供水期第期第期第期第i i月份月份月份月份(yufn)(yufn)的月的月的月的月平均出力平均出力平均出力平均出力40第40

42、页/共131页第四十页，共131页。（3 3）作出水电站各个最大工作容量方案与其相应的）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。然后供水期保证电能的关系曲线。然后(rnhu)(rnhu)根据根据式式(6-11)(6-11)所定出的水电站设计枯水年供水期的保证所定出的水电站设计枯水年供水期的保证电能，即可从图电能，即可从图6-66-6求出年调节水电站的最大工作容求出年调节水电站的最大工作容量。量。41第41页/共131页第四十一页，共131页。（4 4）在电力系统）在电力系统(din l x tn)(din l x tn)日最大负荷年日最大负荷年变化图上定出水、火电站的

43、工作位置。两者的交线为水变化图上定出水、火电站的工作位置。两者的交线为水平线，并由此作出系统出力平衡图。平线，并由此作出系统出力平衡图。42第42页/共131页第四十二页，共131页。年调节水电站的最大工作年调节水电站的最大工作年调节水电站的最大工作年调节水电站的最大工作(gngzu)(gngzu)容量的确容量的确容量的确容量的确定的总结定的总结定的总结定的总结1.1.确定年调节水电站的保证出力和保证电能；确定年调节水电站的保证出力和保证电能；2.2.作设计水平作设计水平(shupng)(shupng)年电力系统的年最大负荷图；年电力系统的年最大负荷图；3.3.假定若干个假定若干个(3)N(3

44、)N水工方案；水工方案；4.4.在系统的年最大负荷图上按水平在系统的年最大负荷图上按水平(shupng)(shupng)线划分线划分水、火电站的工作位置水、火电站的工作位置,相应得到各方案各月的最大工作相应得到各方案各月的最大工作容量容量NN水工水工ij;ij;5.5.作供水期各月典型日负荷图及相应的日电能累积曲线，作供水期各月典型日负荷图及相应的日电能累积曲线，求得求得NN水工水工ijij对应的日电能，进而利用年平均负荷图求对应的日电能，进而利用年平均负荷图求出供水期的电能；出供水期的电能；6.6.作作NN水工与相应的水工与相应的E E供保的关系线，由供保的关系线，由E E供保可查得设供保可

45、查得设计的最大工作容量。计的最大工作容量。43第43页/共131页第四十三页，共131页。电力系统电力系统电力系统电力系统(din l x tn)(din l x tn)各种各种各种各种备用容量的确定备用容量的确定备用容量的确定备用容量的确定l负荷备用容量（水）：根据水利水电工程水利动能负荷备用容量（水）：根据水利水电工程水利动能设计规范设计规范(SDJ11-77),一般采用系统最大负荷的一般采用系统最大负荷的5%左左右，大型电力系统右，大型电力系统(din l x tn)可采用较小值；可采用较小值；l事故备用容量（水、火）：一般采用系统最大负荷的事故备用容量（水、火）：一般采用系统最大负荷的

46、10%左右，但不得小于系统中最大一台机组的容量；左右，但不得小于系统中最大一台机组的容量；l检修备用容量（火）：水电站每台机组平均年计划检检修备用容量（火）：水电站每台机组平均年计划检修时间为修时间为1015天，火电站天，火电站1530天。天。44第44页/共131页第四十四页，共131页。季节容量年利用小时数确定季节季节容量年利用小时数确定季节容量容量N N季时，首先应根据季节用户的季时，首先应根据季节用户的特点，初步拟定设计水电站季节容量特点，初步拟定设计水电站季节容量N N季，并按日平均出力历时曲线计算季，并按日平均出力历时曲线计算出相应出相应(xingyng)(xingyng)的季节电

47、能的季节电能E E季。季。然后计算季节容量年利用小时数然后计算季节容量年利用小时数h h季季计计=E=E季季/N/N季，其判别式为季，其判别式为h h季计季计hh季规。根据上述方法，求出季节容量季规。根据上述方法，求出季节容量(重复容量重复容量)后，即可初步确定水电站后，即可初步确定水电站的装机容量。的装机容量。电力系统电力系统电力系统电力系统(din l x tn)(din l x tn)中重复容量（季节容中重复容量（季节容中重复容量（季节容中重复容量（季节容量）的确定量）的确定量）的确定量）的确定45第45页/共131页第四十五页，共131页。水电站装机容量的确定水电站装机容量的确定水电站

48、装机容量的确定水电站装机容量的确定(qudng)(qudng)(一一)按负荷要求按负荷要求(yoqi)(yoqi)确定装机容量确定装机容量 按负荷要求确定装机容量的基本依据是电力按负荷要求确定装机容量的基本依据是电力(dinl)(dinl)电量平衡，即供需平衡。设计新水电站时，应满足电力电量平衡，即供需平衡。设计新水电站时，应满足电力(dinl)(dinl)系统在设计水平年对该电站在容量系统在设计水平年对该电站在容量(电力电力(dinl)(dinl)、电能、电能(电量电量)方面的要求。方面的要求。(二二)装机容量选择的简化方法装机容量选择的简化方法 1.装机容量年利用小时数法装机容量年利用小时

49、数法：水电站的多年平均：水电站的多年平均发电量除以装机容量，即为装机容量年利用小时数，发电量除以装机容量，即为装机容量年利用小时数，简称年利用小时数，用简称年利用小时数，用h年年表示。表示。表示水电站机表示水电站机电设备利用率电设备利用率大小的指标大小的指标46第46页/共131页第四十六页，共131页。水电站装机容量的确定水电站装机容量的确定水电站装机容量的确定水电站装机容量的确定(qudng)(qudng)水电站的多年平均年水电站的多年平均年发电量与装机容量存在着发电量与装机容量存在着密切关系密切关系,先假定若干个先假定若干个装机容量方案，算出每个装机容量方案，算出每个方案的的平均年发电量

50、，方案的的平均年发电量，再利用上式计算各方案的再利用上式计算各方案的年利用小时数，即可绘制年利用小时数，即可绘制N N装装h h年年的关系曲线。的关系曲线。47第47页/共131页第四十七页，共131页。关键在于如何确定水电站的设计年利用小时数，关键在于如何确定水电站的设计年利用小时数，它的大小与地区的水力资源情况、系统负荷特性、它的大小与地区的水力资源情况、系统负荷特性、系统内水、火电站比重、水库调节性能、水电站的系统内水、火电站比重、水库调节性能、水电站的运行方式及综合利用情况等因素有关，对于小型水运行方式及综合利用情况等因素有关，对于小型水电站，在电站，在2000200060006000