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小水电2012年第1期(总第163期)技术交流

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中小型水电站水文及动能设计对发电量的影响分析

黄新华(福建省水利水电科学研究院福建福州350001)

【摘要】针对福建省山区性河流特点，对省内几个中小型水电站实际年发电量与设计值不符的原因进行了分析，探讨合理取用水文动能设计参数对多年平均年发电量的影响。

【关键词】中小型水电站水文及动能设计发电量计算

福建省是水电农村电气化县试点省份，中小水电的发展处在全国最前列。“七五”至“九五”期间建成了53个水电农村初级电气化县，“十五、十一五”期间有50个县列入新一轮较高水平的水电农村电气化县建设县。福建省属亚热带海洋性季风气候，境内气候温和，雨量充沛，水力资源丰富，集雨面积在50km2以上的河流有663条，其中50~100km2的河流有321条，多属山区性河流，河道比降大，落差集中，洪水暴涨暴落。目前全省已建有装机容量25MW的水电站约6000座。2002—2005年间，中小型水电站快速开发，但水电站年发电量无法达到设计值的问题时有反应。当前，福建省正在开展国家“农村水电增效扩容项目”工程的前期工作，对中小型水电站无法达到年发电量原因进行分析，可为技改提供借鉴。

1影响因素

根据水库调节性能，无(日)调节、年调节、多年调节水电站多年平均年发电量计算一般采用：

式中，△t为计算时段小时数；N;为计算时段平均出力，N=KQ调节·H(H为计算时段平均净水头；Q调节为时段调节流量；K=9.817水7发，7水为水轮机效率，η发为发电机效率);n为计算年数。

从公式可以看出，影响年发电量的因素有计算时段的流量、净水头、水轮机及发电机效率，这些参数取用的合理性影响着年发电量的计算结果。

收稿日期：2011-12-19

作者简介：黄新华(1962-),男，高级工程师，主要从事水利水电工程设计、研究工作。

Email:fz-hxh@

2002年前，福建省中小型水电站多建在水能资源丰富的山区，通过隧洞及高压管道引水发电的电站居多，河道比降大，水头高，经济指标好。随着资源点的快速开发，2002—2005年间开发的水电站多为中低水头、大流量、无调节或日调节性能。

2原因分析

2.1径流计算

1)径流系列过短影响年电能计算的准确性。早期建设的中小型水电站，在设计径流计算时，由于当时的水文系列不长，造成年电能计算偏差。如1963年设计的福建省连江县才溪水电站(集雨面积24.2km2),流域内无水文测站，采用的参证站是溪源宫水文站(控制流域面积10.3km2,水文资料系列17a)。根据业主反映，尽管才溪水电站机组效率低，运行40a以来设备老化，长年机组不能满出力运行，但年发电量均较原设计值大。分析其原因，是由于20世纪60年代水文系列偏短，采用的径流参数无法代表实际情况所致。

2002年技改设计复核径流计算以赤桥水文站为参证站(流域面积10.3km2,才溪水电站所处流域更接近赤桥溪)。赤桥溪水文站有1956—1995年共31a实测流量资料。算得长系列年平均流量为0.255m3/s、3个代表年的年平均流量为0.252m3/s,两者很接近。对才溪坝头站实测共34a长系列降雨资料与赤桥站的同期降雨资料进行分析，两者的相关系数为0.89(≥0.8),计算得坝址处的年平均径流深为818mm;同时查福建省水文图集中的径流深等值线图在800～900mm之间，与水文图集的径流深等值线分布规律相吻合。经年电能重新复核计算，与实际情况较为相符。

2)应尽量选用自然地理、水文气象特征较为

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相近的水文站作为参证站。例如，福建省永泰三宝溪水库电站(集雨面积27.5km2)所在的三宝溪流域内无实测水文资料和雨量观测资料，径流计算采用邻近流域的渡里水文站(控制流域面积76.5km2)作为参证站，得到坝址多年平均流量0.775m3/s,径流深888.7mm。经统计三宝溪电站的发电量与设计值接近，说明径流计算符合实际情况，其主要原因是选用的参证站与设计流域属同一气候区，下垫面情况相似，流域平均高程相当；三宝溪电站和渡里水文站多年平均降雨量和多年平均径流深等