水电站水能计算.ppt

第七章 水电站水能计算 本章内容结构： 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 7.1.2 水能利用的原理及开发方式 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。 7.1.2 水能利用的原理及开发方式 （2） 水能计算原理推导 E＝AQH净T (kw.h) 7.1.2 水能利用的原理及开发方式 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。 7.1.2 水能利用的原理及开发方式 1、坝式(蓄水式)水电站 7.1.2 水能利用的原理及开发方式 2、引水式水电站 7.1.2 水能利用的原理及开发方式 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 定义： 因库容较小不能调节天然径流的水电站，称为无调节水电站。 如果库存能够按发电要求调节一日以内的天然径流，称为日调节水电站。 相同点：无调节、日调节水电站的出力计算，都以 “日”为计算时段，故其保证出力N保为相应于设计保证率的日平均出力。 差异：日调节水电站的上下游水位，随一日之内的用水量不同而发生变化。 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。 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 定义：水库的兴利库容能够对一年内的天然径流进行重新分配，将丰水期的余水量蓄起来提高枯水期的发电流量、这类水电站称为年调节水电站。 方法： 设计枯水年法 和 长序列法 方案比较阶段一般采用设计枯水年法；对选定方案要求较详细的水能计算可采用长系列法。 等流量法 和 等出力法 长序列法 （1）用等流量法进行设计枯水年的水能计算 图7-8 设计枯水年调节流量计算示意图 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。 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。 3、多年调节水电站的保证出力与保证电能计算 水库的兴利库容较大，能够对几年甚至几十年的天然径梳进行重新分