计算某流域水电站保证出力和多年平均发电量

1、计算某流域水电站保证出力和多年平均发电量1、确定设计保证率根据设计资料可知，湖北省电网中水电比重占57%，由水利水电工程水利动能设计规范可查得其对应的水电站设计保证率为95%98%。取95%为隔河岩水电站的设计保证率。选取95%、50%、1-95%，在年水量频率曲线上分别确定设计枯水年、设计中水年和设计丰水年的年水量。2、选取典型年根据年水量法选取典型年将表1-6所给的数据根据年年水量由大到小排序，并计算其对应的频率，计算结果如表所示。表1号频率(%)年份年平均流量(m3/s)13.454-55602.326.958-59517.2310.375-76497.2413.873-74487.85

2、17.263-64482.4620.771-72475.4724.169-70449.3827.667-68447.2931.064-65429.61034.562-63422.21137.968-694191241.452-53405.91344.877-78403.71448.370-71401年水量（亿m3）190.08163.23156.91153.95152.24150.03141.8141.13135.58133.24132.23128.191.3126.551551.774-75361.5114.091655.260-61350.9110.741758.676-77335.210

3、5.791862.165-66320.5101.151965.557-58303.495.752069.061-62295.293.162172.456-57290.391.622275.978-79289.391.32379.359-60287.890.832482.872-73282.189.032586.251-52270.185.242689.755-5627085.212793.153-54254.978.712896.666-67249.477.61绘制经验频率曲线，如图所示。在绘制的经验频率曲线上找出95%、50%、5%所对应的年水量值，查图可知设计枯水年的年水量为79亿m3,设

4、计中水年年水量为115亿m?,设计丰水年年水量为180亿m?。选取与设计年水量接近的年份作为设计典型年：选取66-67年作为设计枯水典型年，其年水量为78.7亿m?,放大倍比K=79/78.7=1.004;表2表2月份456789101112123天然流量273.8658522294.5128.497.2187.9179.480.255195319设计流量274.9660.6524.1295.6128.997.6188.6180.180.555.2195.8320.3流量（m?/s）选取60-61年作为设计中水典型年，其年水量为110.7亿m?放大倍比K=115/110.7=1.309;中月份

5、456789101112123天然流量296.4414.4825.1864.7151421.9151281.386.152.175.4578设计流量307.9430.5857.3898.4156.9438.3156.9292.389.554.177.4600.5流量（m?/s）表3选取58-59年作为丰水典型年，其年水量为163.2亿m3表3放大倍比K,=180/163-2=1-103；表4流量(m3/s)月份456789101112123天然流量636.31057694.81199775.9211.5575.815274.266.3184535设计流量701.81165.8766.31322

6、.5855.8233.3635.1167.681.873.1202.9590.1一、计算保证出力1、计算调节流量根据设计资料可知，Z=40m,Z=160m,则正常蓄水位Z=Z消死正+Z=200m，根据表1-1库容曲线知，水库的兴利库容V=34.0亿消死兴m3。坝址处多年平均年水量W=378.3X12X2.63X106=11.94X103年库容系数3=V、/W=15X108/11.94X109=12.56%,介于8%-30%之间，兴年可进行年调节。当水库进行完全年调节时，QQ设年=250-4m3/sW设年=79亿m3表5流量(m3/s)月份456789101112123设计流量274.9660.

7、6524.1295.6128.997.6188.6180.180.555.2195.8320.3流量小于250.4ms/s的月份为枯水期，则枯水期为8月至次年2月,共7个月。枯水期T=7X2.63X106枯=18.41X106s枯水期总水量W=(128.9+97.6+188.6+180.1+80.5+55.2+195.8)设枯X2.63X106=24.37亿m3完全年调节所需库容V=QXT-W完设年枯设枯=250.4X18.41X106-24.37X108=21.726亿m3由此可知，VV，水库为年调节水库。兴,完按已知兴利库容确定调节流量假定8月至次年1月为枯水期,枯水期为6个月。调节流量Q

8、=(W+V)/T调设供兴供=(128.9+97.6+188.6+180.1+80.5+55.2)X2.63X106三(6X2.63X106)=261.87m3/s由于Q大于2月份的设计流量，故2月份也属于枯水期。调所以，假设枯水期从8月至次年2月，共7个月。此时，Q=(W+V)/T调设供兴供=(128.9+97.6+188.6+180.1+80.5+55.2+195.8)X2.63X106三(7X2.63X106)=213.86m3/s当Q为213.86ms/s时，枯水期正好为8月至次年2月，共7个月。调所以，Q=213.86ms/s调2、确定发电水头根据坝址水位流量关系曲线，表1-2水位高程

9、m77.757878.57980.18182.183.684.55相应流量m3/s50691793309201590246036804490Q=213.86m3/s时，根据差分法，调下游水位高程h=78.5+(79-78.5)/(330T79)X(213.86T79)1=78.6m上游水位高程为正常蓄水位h=200m2水头H=h-h21=200-78.6=121.4m3、计算保证出力保证出力N二AQH(A取8.5)保调N=8.5X213.86X121.4保=220682.134kw、计算装机容量电站的装机容量是由最大工作容量、备用容量和重复容量三部分组成。而备用容量一般采用电力系统最大负荷的某

10、一百分比求得；电力系统的重复容量一般由火电站承担，水电站不考虑重复容量。所以，要计算水电站的装机容量主要在于确定水电站的最大工作容量。1、计算水电站最大工作容量年调节水电站的最大工乍容量N水、工主要取决于供水期内的保证电保、E=NT保、供保供E=220682.134X7X730=1127685705kw.h保、供通过假定若干个水电站最大工作容量方案，可以推求出水电站最大工作容量N与其供水期内的保证电能E之间的关系，并绘制出水电站水、工保、供最大工作容量与其供水期内的保证电能E之间的关系曲线。水、工保、供现已知保证电能，在关系曲线上即可对应求出N。水、工推求N与E之间的曲线关系水、工保、供为满足

11、电力系统正常工作，水、火电站的最大工作容量之和必须等于电力系统的最大负荷，即N，+N，=P水、工火、工系假设1假设火电站的最大工作容量为480万kw根据表1-4和表1-5表1-42010年湖北电网冬季日负荷表万kw小时12345678负荷609602583558595622673714小时910111213141516负荷747763754705690705714705小时1718192021222324负荷737796821812783769693622表1-5湖北电网2010年最大负荷表万kw月份123456789101112负荷821811802792781773781792792802

12、811821由表1-4可知，2010年1月电网最大负荷为821万kw,与12月份相等，于是可用冬季日负荷表直接计算1月和12月的水电站日电能量用日负荷表减去火电站的最大工作容量480万kw即为水电站的日负荷。其结果如下表：表62010年1月、12月水电站日负荷表万kw小时12345678负荷12912210378115142193234小时910111213141516负荷267283274225210225234225小时1718192021222324负荷257316341332303289213142由表6知水电站的最大工作容量为341万kw。则1月水电站的日电能量等于12月水电站日电能

13、量：E=E=(129+122+103+78+115+142+193+234+267+283+274+225+210+211225+234+225+257+316+341+332+303+289+213+142)X1=5252万kw.h1月、12月的水电站的平均出力：N=N=E/24=5252三24=218.83万KW1121同理E=E=5012kw.h211N=N=208.83万kw211E=E=4556kw.h89N=N=189.83万kw89E=5024kw.h10N=209.33万kw10E=730X(218.83X2+208.83X2+189.83X2+209.33)保、供=10543

14、46.3kw.h同理假设火电站的最大工作容量为470万kw时水电站最大工作容量N=351万kw工供水期保证电能E=1105446.3kw.h保、供假设火电站的最大工作容量为460万kw时水电站最大工作容量N=361万kw工供水期保证电能E=1156546.3kw.h保、供根据以上三组水电站最大工作容量和供水期保证电能数据，绘出N-E曲线。如图所示。保、供根据曲线图查得，E=1127685705kw.h，对应的最大工作容量为保、供356.3万kw。2、计算水电站的备用容量电站的备用容量由负荷备用容量、事故备用容量和检修备用容量组成。检修备用容量一般由火电站承担，所以水电站的备用容量计算中一般不考

15、虑检修备用容量。根据水利动能设计规范的规定,负荷备用容量可采用系统最大负荷的5%,事故备用容量可采用系统最大负荷的10%。由资料可知，系统的最大负荷为821万kwo所以负荷备用容量N=821X5%=41.05万kw负荷事故备用容量N二821X10%=82.1万kw事故3、计算水电站的装机容量N=N+N+N装工负荷事故=356.3+41.05+82.1=480万kw三、计算多年平均发电量选用三个点代表年法计算多年平均发电量。选用枯水年、中水年、丰水年作为设计代表年，求出这三个代表年的年发电量，其均值即为水电站的多年平均发电量。（1）枯水年年发电量的计算时段t月456789天然来水流量Q天m3/s

16、273.8658522294.5128.497.2月平均上游水位Z上M200200200200200200月平均下游水位Z下78.8179.2879.1678.8878.2778.13水电站平均水头H121.19120.72120.84121.12121.73121.87水电站效率0.850.850.850.850.850.85月平均出力N水万kw27.6766.2452.6029.7413.039.88月发电量E水万kw.h201984835238396217129514272106时段t月101112123天然来水流量Q天m3/s187.9179.480.255195319月平均上游水位Z

17、上M200200200200200200月平均下游水位Z下78.5378.578.0577.8878.5578.96水电站平均水头H121.47121.5121.95122.12121.45121.04水电站效率n0.850.850.850.850.850.85月平均出力N水万kw19.0418.1881.5562.8022.1436.10月发电量E水万kw.h138931326816311125604428772204第行为计算时段，以月为计算时段。第行为天然来水流量，视为该流量全部用于发电。第行为上游水位，视正常蓄水位为上游水位，均为200m。第行为下游水位，根据表1-2坝址水位流量曲线内

18、插求得。第行为水电站平均水头，H=Z-Z(m)上下第行为水电站效率n，n取0.85。第行为月平均出力，N=9.81nQH(kw)水天第行为月发电量，E=730N(kw.h)水水由上表可知，水电站每月的月平均出力均小于水电站装机容量480万kw。所以，枯水年水电站的年平均发电量E=730工E.(i=1,2.12)年i算得枯水年水电站的年平均发电量E=187092万kw.h枯中水年年发电量的计算计算方法同枯水年时段t月456789天然来水流量Q天m3/s296.4414.4825.1846.7151421.9月平均上游水位Z上M200200200200200200月平均下游水位Z下78.8979.

19、1679.9279.9978.3779.17水电站平均水头H121.11120.84120.08120.01121.63120.83水电站效率0.850.850.850.850.850.85月平均出力N水万kw29.9341.7582.6184.7315.3142.51月发电量E水万kw.h208513048260310618521178031031时段t月101112123天然来水流量Q天m3/s151281.386.152.175.4578月平均上游水位Z上M200200200200200200月平均下游水位Z下78.3778.8478.0577.8878.0379.46水电站平均水头H121.63121.16121.92122.22121.97120.54水电站效率n0.850.850.850.850.850.85月平均出力N水万kw15.3128.4287.5353.1076.6858.10月发电量E水万kw.h111802074663898387615598042410中水年水电站年平均发电量E=306906万kw.h中（