水利水能規(guī)劃第五章 水能計(jì)算

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1、第五章水能計(jì)算及水電站在電力系統(tǒng)中的運(yùn)行方式目錄水能計(jì)算的目的與內(nèi)容1水電站保證出力與多年平均發(fā)電量計(jì)算2電力系統(tǒng)負(fù)荷圖33水電站在電力系統(tǒng)中的運(yùn)行方式44本章思考題及課外延伸5水能計(jì)算目的主要在于確定水電站的工作情況（例如出力、發(fā)電量及其變化情況），是選擇水電站的主要參數(shù)（例如水庫的正常蓄水位、死水位和水電站的裝機(jī)容量等）及其在電力系統(tǒng)中的運(yùn)行方式等的重要手段。主要內(nèi)容第一節(jié)水能計(jì)算的目的與內(nèi)容計(jì)算水電站的出力與發(fā)電量一.水利發(fā)電的基本原理1.水流功率（出力）伯努利方程：水體重量：潛在水能：水

2、流功率（出力）：水能資源蘊(yùn)藏量：將河流分段，分段計(jì)算水流出力（Q0多年平均流量），累加得到全河總水流出力。單位重水體2.水電站出力（1）水電站：能量轉(zhuǎn)換裝置——水能?機(jī)械能?電能（2）水流出力?水電站?水電站出力（水電站出力<水流出力）（3）水能資源開發(fā)方式：將分散的落差集中，形成水電站水頭H用水庫或調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)引用流量壩式水電站引水式水電站混合式水電站徑流式水電站蓄水式水電站有區(qū)別（4）水電站出力：（5）水電站發(fā)電量二.水能計(jì)算的基本方法水能計(jì)算：求水電站出力N和發(fā)電量E的計(jì)算方法：統(tǒng)計(jì)法和時(shí)歷

3、法（列表法——數(shù)值法：半圖解法、圖解法）與水電站調(diào)節(jié)類型有關(guān)1.徑流式水電站——靠天然徑流發(fā)電的水電站（1）無調(diào)節(jié)水電站（如葛洲壩水電站）（2）日調(diào)節(jié)水電站：將一日內(nèi)日水量重新分配與無調(diào)節(jié)類似，不同在于采用日平均水位。即，由查z～V，求得。2.蓄水式水電站指長期調(diào)節(jié)水電站（年或多年調(diào)節(jié)）。年調(diào)節(jié)水電站有較大的V興——年內(nèi)水量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)周期T=1年列表法：?t=月或旬??t

4、電站引用流量均勻，等流量蓄水期供水期不蓄不供期（2）定出力調(diào)節(jié)（半圖解法）已知各時(shí)段所需負(fù)荷（出力）N，反求Q和H（即V2）半圖解法——方法原理（與調(diào)洪計(jì)算半圖解法相似）區(qū)別：將q～V換為Q～N(即出力公式）水量平衡式：出力方程式：1）繪工作曲線2）水能計(jì)算（順時(shí)序計(jì)算）由（3）式，已知N,V1,Q凈計(jì)算Q【例】某水電站的正常蓄水位高程為180m，某年各月平均的天然來水流量Q天、各種流量損失Q損、下游各部門用水流量Q用和發(fā)電需要流量Q電,分別見表5-3第（2)～(5）行。此外，水庫水位與庫容的關(guān)

5、系，見表5-1；水庫下游水位與流量的關(guān)系，見表5-2。試求水電站各月平均出力及發(fā)電量。N保、E年是水電站的動(dòng)能指標(biāo)一.保證出力計(jì)算N?！撬娬驹陂L期工作中，相應(yīng)于設(shè)計(jì)保證率的枯水期的平均出力。第二節(jié)水電站保證出力與多年平均發(fā)電量計(jì)算1.徑流式水電站（日或無調(diào)節(jié)）（1）長系列法由n年徑流資料進(jìn)行n年水能計(jì)算，得n?365個(gè)，按遞減排列由計(jì)算p，繪由p設(shè)′（歷時(shí)設(shè)計(jì)保證率）查曲線得N保，（2）典型年法：改由3?365，繪制曲線（選擇豐、平、枯三個(gè)典型年）（3）簡化法：繪制代替由p設(shè)′查曲線得Q保

6、，則：N保=AQ保H2.蓄水式水電站年調(diào)節(jié)水電站：p設(shè)——年保證率N保——水電站在多年工作期間，與設(shè)計(jì)保證率（p設(shè)）相應(yīng)的供水期的平均出力。（因供水期用水用電均緊張）（1）長系列法：對(duì)n年資料進(jìn)行逐年逐時(shí)段（月或旬）水能計(jì)算，可求出n年（個(gè)）供水期的平均出力，繪制由p設(shè)′查曲線得N保。（2）典型年法：由p設(shè)選設(shè)計(jì)枯水年，對(duì)此年供水期進(jìn)行水能計(jì)算，得設(shè)計(jì)枯水年的平均出力，則：N保=AQ調(diào)H供（3）簡化法：三峽電站初期的規(guī)劃是26臺(tái)70萬千瓦的機(jī)組，也就是裝機(jī)容量為1820萬千瓦，年發(fā)電量847億度

7、。后又在右岸大壩“白石尖”山體內(nèi)建設(shè)地下電站，建6臺(tái)70萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)。在加上三峽電站自身的兩臺(tái)5萬千瓦的電源電站?？傃b機(jī)容量達(dá)到了2250萬千瓦，年發(fā)電量1000億度。直接把裝機(jī)容量乘以一年的時(shí)間來計(jì)算年發(fā)電量的方法是錯(cuò)誤的。你能保證一年里所以的機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)嗎？肯定不行。首先是水不夠，其次是機(jī)組也要檢修。所以不可能在一年內(nèi)所有的機(jī)組都時(shí)時(shí)刻刻運(yùn)轉(zhuǎn)。目前三峽電站的上網(wǎng)電價(jià)是0.25元，按照這樣計(jì)算1000×0.25=250億三峽工程的總投資是1800億，1800÷250=7.2年?？紤]到三

8、峽電站每年的電價(jià)收益要扣除成本因素，大概15年能回收成本二.多年平均發(fā)電量計(jì)算E年——是反映水電站發(fā)電效益的穩(wěn)定指標(biāo)。n為N