小型河床式水电站前期工作阶段调保计算探讨.docx

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·规划设计·

小型河床式水电站前期工作阶段调保计算探讨熊晓明

(广西电力工业勘察设计研究院，广西南宁530023)

[摘要]通过分析比较公式法和特性线法的各自特点，给出了在小型水电站前期工作阶段用公式法进行调节保证计算的优点。以某电站为例，详细介绍了用Excel编制公式法算稿进行调节保证计算的步骤，计算结果表明在前期工作阶段公式法能够满足设计精度。

[关键词]小型河床式水电站；调节保证计算；公式法

[中图分类号]TV131.4[文献标识码]B[文章编号]1003-1510(2013)01-0048-02

根据《水力发电厂机电设计规范》(DLT5186-2004)规定，调节保证计算应根据水轮机输水系统型式和参数、机组特性、运行工况、电网的要求及电气主接线连接方式进行。大型水电厂、输水系统复杂的水电厂、抽水蓄能电厂的调节保证计算应采用计算机仿真计算，优选导叶关闭规律和调节系统参数，必要时对调节系统的稳定性进行分析计算。当前调保计算的计算机仿真计算普遍采用的是特性线法，对于小型河床式水电站而言，在缺乏相关资料的前期工作阶段时用公式法也可得到满足设计精度的结果，下面对两种方法进行比较。

1公式法和特性线法比较

1.1特征线法

首先是水轮机模型特性问题，制造厂家提供的综合特性曲线只给出了高效率区(又称特性曲线)而用特征线法预测水轮机的水力瞬变需要有完整的水轮机特性曲线，这种特性曲线应给出宽阔的工况范围，包括小开度区、小单位转速区以及某些部分的制动工况区的特性，但是目前转轮模型试验工作尚不能满足这一要求，大多数转轮没有这种全特性2。

其次，在机组已经进行招标工作，基本确定了型式、参数等的前提下，进行调节保证计算的计算机仿真计算是必要而且条件充分的。但是在项目的前期工作阶段如预可研、可研阶段，往往是根据电站的水头特性选择某一适合的转轮进行方案比选及参数的选择，该转轮可能是得到了广泛应用

的，也可能是较新的转轮。如要进行计算机仿真计算，首先需要将转轮模型综合特性曲线、飞逸特性曲线的数据一一读到程序中，且要根据经验分析将曲线没有覆盖的区域的数据补齐，再进行边界的简化、程序编写、调试等步骤，最少需要1-2周的时间。在前期工作阶段，时间往往比较紧张，而且在该阶段选择的转轮往往不是最终电站使用的转轮，如果采用特征线法计算机仿真计算，即费时又不一定符合实际情况。

再次，特征线法进行调节保证计算的过程对边界条件的处理上也进行了一定的简化，与实际情况仍有一定差距，计算产生的误差在所难免。

1.2公式法

采用公式法计算是建立在理论公式的简化基础之上的，通过用Excel编制算稿可以使计算过程大大缩短，即节约时间，又提高了计算的裕度，满足前期工作的精度要求。因此，推荐对于小型水电站在前期工作阶段采用公式法进行调节保证计算，得到初步满足要求的调节保证计算成果，在招标阶段再进行计算机仿真计算，得到更加精确的成果。下面以四川某电站预可行性研究阶段调节保证计算为例，介绍在前期工作阶段用Excel编制算稿利用公式法进行调保计算的步骤。

2电站概况

该电站装机2台，单机容量17MW,总装机容量

34MW。水轮机运行水头范围为17.31-21.39m,采

[收稿日期]2013-01-07

[作者简介]熊晓明(1980-)女，湖北京山人，广西电力工业勘察设计研究院，高级工程师，博士，从事水力机械设计研究工作。

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用平均效率高、年发电量大的灯泡贯流式机组，发电机电压为10.5kV。根据电站建设规模及接入电力系统方式，电气主接线为：两台水轮发电机与一台变压器组成扩大单元接线；110kV侧为单母线接线，110kV出线规模3回。

(1)水轮机主要参数。型号：GZ()-WP-320,

最大水头21.39m,额定水头19.0m,最小水头17.31m,额定功率16.49MW,额定流量94.8m3/s,额定转速214.3r/min,安装高程492.5m。

(2)发电机主要参数。型号SFWG16-28/420,额定容量16MW/116.49MVA,额定转速214.3r/min,额定电压10.5kV,额定频率50Hz,功率因数0.92。

3调节保证计算要求

该电站机组为灯泡贯流式机组，水轮机额定水头19.0m,