我国水电站分类

我国水电站分类作者；学号：坝式水电站

筑坝抬高水头，集中调节天然水流，用以生产电力的水电站。其主要特点是拦河坝和水电站厂房集中布置于很短的同一河段中，电站的水头基本上全部由坝抬高水位获得。

分类按照水电站主要建筑物拦河坝与水电站厂房的相对位置，可分为坝后式和河床式两大类。①坝后式水电站：厂房布置在坝体下游侧，并通过坝体引水发电，厂房本身不承受上游水压力的水电站。坝后式水电站厂房在枢纽总体布置中的位置，可以根据坝址区的地形、地质、坝的形式等条件选定。其中，坝型对厂房的布置常起决定性的作用。一般的坝后式水电站厂房建在混凝土坝的坝趾附近；如混凝土的坝体足够大，可以将厂房布置在坝内空腔中，称为坝内式水电站；当挡水坝为支墩坝或连拱坝时，还可将厂房布置在支墩间；如河谷较窄而水电站的机组较多，溢流建筑物与厂房的布置有矛盾时，将厂房布置在溢流坝的下游，溢流水舌流经厂房顶或从厂房上空挑越至下游河床，称溢流式水电站。②河床式水电站：水电站厂房和坝、溢洪道等建筑物均建造在河床中，厂房本身承受上游水压力，起挡水作用,成为水库挡水建筑物的一部分，从而节省水电站挡水建筑物的总造价,适用于水头低于30～40m，用低坝开发的坝式水电站。有时,为了泄洪、排沙的需要，将厂房的机组布置在溢洪道中加宽了的闸墩内；有时，在机组蜗壳的上部或下部设排沙、泄洪的泄水底孔，并利用泄水底孔的射流降低尾水位、增加电站水头和机组出力。

上述坝式水电站各类形式的名称常与相应的厂房分类名称相似，例如坝后式水电站（坝后式厂房）、坝内式水电站（坝内式厂房）、溢流式水电站(溢流式厂房)、河床式水电站（河床式厂房）等（见水电站厂房）。

适用条件坝式水电站适于河道坡度较缓、有筑坝建库条件的河段。其中，坝后式水电站的坝上游有较大容量的蓄水库可以调节流量，有利于加大电站的装机容量，能适应电力系统的调峰要求,水能的利用较充分,综合利用的效益也高,常可既发挥防洪作用,又满足其他兴利要求。其缺点是水库有淹没损失和城乡居民搬迁安置的困难，故高坝大库的坝后式水电站仅适于建造在高山峡谷、淹没较小的地区。河床式水电站只建有低坝，水库容量和调节能力均较小，主要依靠河流的天然流量发电，所以又称径流式水电站。由于弃水较多，水能利用受到较大限制，综合效益相对较小，但淹没损失和移民安置的困难也较小，适于建造在平原或丘陵地区，河道坡度较缓，而抬高水位会显著增加两岸城乡淹没损失的河段上。

现状与展望世界上已建的大型坝后式水电站，如巴西与巴拉圭的伊泰普水电站,装机容量达1260万kW;美国的大古力水电站、苏联的萨扬舒申斯克水电站，装机容量都在600万kW以上。已建的大型河床式水电站,如苏联的伏尔加格勒水电站，装机容量230万kW。

中国已建成有多种坝型、各种布置形式的坝式水电站。其中，常规的坝后式水电站如丰满水电站、东江水电站、龙羊峡水电站；坝内式水电站如上犹江、凤滩等水电站；溢流式水电站如新安江水电站、乌江渡水电站（厂房顶挑流式）。已建成的河床式水电站如葛洲坝水利枢纽、富春江、西津、青铜峡等水电站。

中国在开发丰富的水力资源时，坝式水电站的前景将有以下三方面：①尽先在长江、黄河、红水河等河流的干支流上游、人口稀少、淹没损失较小的高山峡谷河段上兴建高坝大库的坝式水电站和坝—引水混合式水电站；②在江河中、下游及沿海人口稠密的河口附近，在适当条件下兴建低水头、大流量的坝式水电站；③对20世纪50年代前后修建的坝式水电站进行改建、扩建，以增大其发电能力。

图三门峡水利枢纽坝式水电站图新丰江水电站

图龙羊峡水电站图引水式水电站自河流坡降较陡、落差比较集中的河段，以及河湾或相邻两河河床高程相差较大的地方，利用坡降平缓的引水道引水而与天然水面形成符合要求的落差(水头)发电的水电站。

水电站的装机容量主要取决于水头和流量的大小。山区河流的特点是流量不大，但天然河道的落差一般较大，这样，发电水头可通过修造引水明渠或引水隧洞来取得，适合于修建引水式水电站。

引水式水电站包括大坝、泄洪建筑物和取水口建筑物。前者是为了取得调节库容，后者使库水通过取水口建筑物送入明渠经前池、压力钢管到厂房发电（或送入隧洞经调压井、压力钢管到厂房发电）。引水明渠或隧洞的线路需根据具体工程地形和地质条件确定。对天然河道落差较大的河道，明渠或隧洞常常沿河道岸边布置，如河道存有天然弯道时则可采用截弯取直的形式布置，以便充分取得这部分的集中落差。中国四川映秀湾一级水电站是具有相当规模的引水式水电站，装机13.5万千瓦，为地下式厂房。引水式水电站图抽水蓄能电站

装有可以兼做水泵和水轮机的抽蓄机组，在电力系统低谷负荷时利用系统多余电能由机组把下水库的水抽到上水库储存，在电力系统尖峰负荷时将上水库的水放下由机组发电的。一般抽水蓄能电站的基本组成为上、下水库，压力管道，电站厂房，交通洞，尾水洞等抽水蓄能电站分纯抽水蓄能电站和混合式蓄能电站两种。若装设的蓄能机组专为电力系统调节用，与径流发电无关，则为纯抽水蓄能电站。若把蓄能机组和常规水电机组安装在同一座电站内，既起调节作用，又有径流发电作用，则为混合式蓄能电站。抽水蓄能电站能承担调峰、填谷、调频、调相和事故备用等职能。

发展与概况抽水蓄能技术已有近百年历史，但具有近代工程意义的设施，则是近三、四十年才出现。

抽水蓄能电站的发展大体经历了两个阶段。早期的发展是以蓄水为目的。西欧山区国家，利用工业多余的电能把汛期河中的水抽到山上水库中贮存起来，到枯季再放下来发电，这称为季调节型抽水蓄能电站。这些电站曾用过单独工作的抽水机组和发电机组，抽水和发电各自独立运行。其后出现过将水泵与水轮机和一台兼做和的联接在一起而形成一种组合式机组，又称为三机式机组。随着机器制造能力的发展，蓄能机组结构出现了将水泵和水轮机合并为一体的可逆式水泵水轮机，称为两机式机组。

最早的抽水蓄能电站建于1882年，是瑞士苏黎世的奈特拉电站,扬程153m,功率515kW,是一座季节型抽水蓄能电站。1908年意大利在乌比昂内山建成了第一座抽水蓄能电站。1912年意又建成了维罗尼抽水蓄能电站，利用两个天然湖之间的落差156m，装机7600kW。到40年代中期，世界上已有50余座抽水蓄能电站在运行。60年代末工业发达国家都大力发展抽水蓄能电站。据不完全统计，世界各国兴建的抽水蓄能电站总装机容量：1950年为1600MW,1960年为3500MW，1970年为16000MW，1980年为46000MW，1988年为79000MW。截至1986年底的不完全统计，世界上水头(H)≥300m,单机容量(N)≥200MW的蓄能机组共有119台。规模最大的是美国的巴斯康蒂电站，装机2100MW。大型机组中水头最高的是意大利的桑费奥拉诺电站,达1417m。单机容量最大的是美国的赫尔姆斯电站，机组容量414MW（最高水头为351.6m,水泵最大扬程为541m,最大输水量为73.6m／s）。在水泵水轮机方面，在一般高水头下，单级混流可逆式水泵水轮机应用广泛。到80年代为止，最高使用扬程为701m，为保加利亚的柴拉蓄能电站,水轮机最大出力为216MW。单级高水头混流式水泵水轮机的效率以美国拉孔山蓄能电站为最高,它的水轮机最大水头为317m，最大出力为399MW，最高效率为93.5％；水泵最大扬程为318m，最大输入功率为395MW，最高效率为92.5％。

用于蓄能机组的电机在发电时做发电机运行，在抽水时做电动机运行，称为发电电动机。由于蓄能电站频繁的特殊运行工况要求发电电动机在设计中既要考虑水力机械条件，电力系统条件和电机设计条件，又要考虑很大的变动负荷及轴瓦的热冲击变形。

抽水蓄能电站图抽水蓄能电站图潮汐电站将海洋潮汐的能量转换成电能的电站。是唯一实际应用的海洋能电站。在海湾或有潮汐的河口筑起水坝，形成水库。涨潮时水库蓄水，落潮时海洋水位降低，水库放水，以驱动水轮发电机组发电。这种机组的特点是水头低、流量大。潮汐电站一般有3种类型，即单库单向型(一个水库，落潮时放水发电）、单库双向型(一个水库，涨潮、落潮时都能发电)和双库单向型（利用两个始终保