水能规划-水电站及水库的主要参数选择PPT

1、第六章 水电站及水库参数的选择,第一节 概述,1、参数选择的意义 2、参数选择的一般程序,第二节 电力系统的电力电量平衡,电力系统电力电量平衡的原则是：在满足电力系统出力和电量要求的前提下，使系统中燃料的消耗达到最经济，且使电力系统工作的保证率达到设计要求。 1、电力系统的电力（容量）平衡 N/系=N系工=N水工+N火工+N其他工 式中：N/系电力系统最大负荷（kw） N系工电力系统工作容量（kw） N水工、N火工、N其他工水、火电站和其他电站的工作容量（kw,电力系统电力（或容量）平衡图,2、电力系统的电量平衡 电量平衡的基本关系为 E需=E系=E水+E火+E其他 式中：E需电力系统需要的电

2、量(kwh) E系电力系统总发电量(kwh) E水、E火、E其他水、火电站和其他电站的发电量(kwh,电力系统电量平衡图,第三节 水电站装机容量的选择,一、水电站最大工作容量的确定 水电站最大工作容量是指设计水平年电力系统最大工作容量中可能合理承担的、可以替代火电站的那部分容量。 水电站最大工作容量的确定从可靠性方面要求，必须满足电力系统电力、电量平衡要求，即： N/系=N/水工+N/火工 E系=E水保+E火 水电站最大工作容量的确定从经济方面要求，应使系统的计算支出最小,1、无调节水电站最大工作容量的确定 根据可靠性和经济性的要求，无调节水电站的最大工作容量应等于保证出力，即 N/水工=Np

3、 式中：Np无调节水电站的保证出力； N/水工水电站的最大工作容量,2、日调节水电站最大工作容量的确定,日调节水电站最大工作容量确定,具有综合利用要求时日调节水电站最大工作染容量确定,3、年调节水电站最大工作容量的确定,最大负荷划分线,计算步骤： 计算出年调节水电站的保证出力N保，以及相应的供水期T供的保证电能E供保=N保T供，并在设计负荷水平年的年最大负荷图上表出设计枯水年的供水期T供。 在供水期，为了充分发挥水电站的作用，应使水电站担任系统峰荷。 对每一个方案，将供水期各月水电站在相应月的典型日负荷图上的日电量Ei（i代表某月）除以24，则得各月水电站的日平均出力N,推求年调节水电站最大工

4、作容量计算示意图,年调节水电站各最大工作容量方案的供水期电能,作出水电站各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。根据水电站供水期保证电能E供保，即可求出年调节水电站的最大工作容量N/水工。 上述为了确定水、火电站的工作容量而在电力系统日最大负荷年变化图上所作出的负荷划分图成为系统出力平衡图,工作容量与保证电能关系曲线,4、多年调节水电站最大工作容量的确定,多年调节水电站最大工作容量确定示意图,二、电力系统各种备用容量的确定,1、电力系统的负荷备用容量 2、电力系统的事故备用容量,3、电力系统的检修备用容量,1、确定水电站重复容量的年利用小时数,重复容量与年补充千瓦利用小时关系曲线

5、,三、水电站重复容量的选定,假设额外设置的重复容量为N重，平均每年工作为 h经济小时，则门年生产的季节性电能为E季=N重h经济 相应的火电站总计算支出为 u火=abSE季= abSN重h经济 式中：b每度电能消耗的燃料kg/(KWh)； S每公斤燃料到厂价格（元/ kg）； a水、火电站厂内用店差别系数，a=1.05,水电站总计算支出为 u水=N重K水（A/P，i，n）+P水 式中：K水水电站补充千瓦投资（元/KW）； P水水电站补充千瓦容量的年运行费用率，可采用补充千瓦投资的5%-6%； n经济分析期的年数； i年利率。 比较上两式，则设置补充千瓦重复容量的经济条件为 u火u水 abSN重h

6、经济N重K水（A/P，i，n）+P水 h经济K水（A/P，i，n）+P水/ abS,2、无调节水电站的重复容量的确定,无调节水电站日平均出力持续曲线,3、日调节水电站重复容量的确定,日调节水电站日平均出力持续曲线,4、年调节水电站重复容量的确定,弃水出力持续曲线,系统容量平衡示意图,四、水电站装机容量初定值及其合理性分析,1、单机容量对装机容量的影响,2、装机容量年利用小时数,表6-1 水电站装机容量利用小时数参考表之一,表6-2 水电站装机容量利用小时数参考表之二,表6-3 水电站装机容量利用小时数参考表之三,3、水能资源利用程度,径流利用系数：多年平均的年利用水量和年径流量的比值,式中：W

7、0坝址处多年平均径流量； Wi年弃水量的多年平均值，由径流调节和 水能计算得出,4、水电站过水能力的协调 5、水电站的经济指标和效益 6、综合利用的要求,第四节 以发电为主的水库特征水位的选择,一、水库正常蓄水位的选择,一)正常蓄水位与各水利部门效益之间的关系,1、防洪 2、发电,正常蓄水位与水电站能量指标的关系图,3、灌溉和城镇供水 4、航运 （二）正常蓄水位与有关的经济和工程技术问题 1、随着正常蓄水位的最高，水利枢纽的投资和年运行费是递增的。 2、随着正常蓄水位的增高，水库淹没损失增加，有时甚至影响广大群众生产和生活的政治社会问题。 3、随着正常蓄水位的增高，受坝址地质及库区岩性的制约因

8、素越多,1、正常蓄水位比较方案的拟定,正常蓄水位的上限方案影响因素有： 坝址及库区的地形地质条件 库区的淹没、浸没情况 河流的梯级水库开发方案 径流利用程度和水量损失情况 其他条件 正常蓄水位的下限方案，主要根据各水利部门的最低要求拟定。 正常蓄水位的上下限值选定以后，就可以在此范围内选择若干个中间比较方案,2、正常蓄水位的选择,拟定正常蓄水位比较方案。 拟定各方案水库消落深度。 对各方案进行水利动能指标计算。 求出各方案之间有关水利动能指标的差值。 计算各方案的枢纽投资和淹没指标。 进行其他经济指标计算。 进行方案比较并选定正常蓄水位,二、死水位的选择,1、死水位的能量特性分析 水库径流调节

9、时，在由库满到放空的整个供水期间，水电站所发的电能E供可看做是由水库放出的蓄水量所发的水库蓄水电能E蓄和供水期天然入库水量所发的不蓄电能E不蓄两部分组成。即 E供=0.00272HW供=0.00272H（W天+Vn） =0.00272HW天+0.00272HVn =E不蓄+E蓄,水库消落深度与水电站电能指标的关系,2、影响死水位选择的其他因素,水轮机运行条件 泥沙淤积的要求 综合利用要求,3、选择死水位的方法和步骤,死水位比较方案的拟定 动能指标计算 装机容量初选 投资与年运行费的计算 最有利死水位的选定,三、水库防洪特征水位选择,1、防洪限制水位选择 根据水库水文特性与库容情况，反映防洪与兴利的防洪高水位、防洪限制水位与正常蓄水位之间的关系有以下三种。 防洪、兴利完全不结合。这种方式适合于洪水在汛期都可能发生，必须在整个汛期都需要预留防洪库容的情况。 防洪、兴利完全结合。这种情况可能产生于汛期洪水变化规律较为稳定的河流，且所需防洪库容较小。 防洪、兴利部分结合。显然，这是一般综合利用水库常遇到的情况,2、防洪高水位选择 3、设计洪水位和校核洪水位,1、泄洪建筑物型