水能規(guī)劃-水電站及水庫的主要參數(shù)選擇PPT

1、第六章 水電站及水庫參數(shù)的選擇,第一節(jié) 概述,1、參數(shù)選擇的意義 2、參數(shù)選擇的一般程序,第二節(jié) 電力系統(tǒng)的電力電量平衡,電力系統(tǒng)電力電量平衡的原則是：在滿足電力系統(tǒng)出力和電量要求的前提下，使系統(tǒng)中燃料的消耗達(dá)到最經(jīng)濟(jì)，且使電力系統(tǒng)工作的保證率達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 1、電力系統(tǒng)的電力（容量）平衡 N/系=N系工=N水工+N火工+N其他工 式中：N/系電力系統(tǒng)最大負(fù)荷（kw） N系工電力系統(tǒng)工作容量（kw） N水工、N火工、N其他工水、火電站和其他電站的工作容量（kw,電力系統(tǒng)電力（或容量）平衡圖,2、電力系統(tǒng)的電量平衡 電量平衡的基本關(guān)系為 E需=E系=E水+E火+E其他 式中：E需電力系統(tǒng)需要的電

2、量(kwh) E系電力系統(tǒng)總發(fā)電量(kwh) E水、E火、E其他水、火電站和其他電站的發(fā)電量(kwh,電力系統(tǒng)電量平衡圖,第三節(jié) 水電站裝機(jī)容量的選擇,一、水電站最大工作容量的確定 水電站最大工作容量是指設(shè)計(jì)水平年電力系統(tǒng)最大工作容量中可能合理承擔(dān)的、可以替代火電站的那部分容量。 水電站最大工作容量的確定從可靠性方面要求，必須滿足電力系統(tǒng)電力、電量平衡要求，即： N/系=N/水工+N/火工 E系=E水保+E火 水電站最大工作容量的確定從經(jīng)濟(jì)方面要求，應(yīng)使系統(tǒng)的計(jì)算支出最小,1、無調(diào)節(jié)水電站最大工作容量的確定 根據(jù)可靠性和經(jīng)濟(jì)性的要求，無調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量應(yīng)等于保證出力，即 N/水工=Np

3、 式中：Np無調(diào)節(jié)水電站的保證出力； N/水工水電站的最大工作容量,2、日調(diào)節(jié)水電站最大工作容量的確定,日調(diào)節(jié)水電站最大工作容量確定,具有綜合利用要求時(shí)日調(diào)節(jié)水電站最大工作染容量確定,3、年調(diào)節(jié)水電站最大工作容量的確定,最大負(fù)荷劃分線,計(jì)算步驟： 計(jì)算出年調(diào)節(jié)水電站的保證出力N保，以及相應(yīng)的供水期T供的保證電能E供保=N保T供，并在設(shè)計(jì)負(fù)荷水平年的年最大負(fù)荷圖上表出設(shè)計(jì)枯水年的供水期T供。 在供水期，為了充分發(fā)揮水電站的作用，應(yīng)使水電站擔(dān)任系統(tǒng)峰荷。 對每一個(gè)方案，將供水期各月水電站在相應(yīng)月的典型日負(fù)荷圖上的日電量Ei（i代表某月）除以24，則得各月水電站的日平均出力N,推求年調(diào)節(jié)水電站最大工

4、作容量計(jì)算示意圖,年調(diào)節(jié)水電站各最大工作容量方案的供水期電能,作出水電站各最大工作容量方案與其相應(yīng)的供水期保證電能的關(guān)系曲線。根據(jù)水電站供水期保證電能E供保，即可求出年調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量N/水工。 上述為了確定水、火電站的工作容量而在電力系統(tǒng)日最大負(fù)荷年變化圖上所作出的負(fù)荷劃分圖成為系統(tǒng)出力平衡圖,工作容量與保證電能關(guān)系曲線,4、多年調(diào)節(jié)水電站最大工作容量的確定,多年調(diào)節(jié)水電站最大工作容量確定示意圖,二、電力系統(tǒng)各種備用容量的確定,1、電力系統(tǒng)的負(fù)荷備用容量 2、電力系統(tǒng)的事故備用容量,3、電力系統(tǒng)的檢修備用容量,1、確定水電站重復(fù)容量的年利用小時(shí)數(shù),重復(fù)容量與年補(bǔ)充千瓦利用小時(shí)關(guān)系曲線

5、,三、水電站重復(fù)容量的選定,假設(shè)額外設(shè)置的重復(fù)容量為N重，平均每年工作為 h經(jīng)濟(jì)小時(shí)，則門年生產(chǎn)的季節(jié)性電能為E季=N重h經(jīng)濟(jì) 相應(yīng)的火電站總計(jì)算支出為 u火=abSE季= abSN重h經(jīng)濟(jì) 式中：b每度電能消耗的燃料kg/(KWh)； S每公斤燃料到廠價(jià)格（元/ kg）； a水、火電站廠內(nèi)用店差別系數(shù)，a=1.05,水電站總計(jì)算支出為 u水=N重K水（A/P，i，n）+P水 式中：K水水電站補(bǔ)充千瓦投資（元/KW）； P水水電站補(bǔ)充千瓦容量的年運(yùn)行費(fèi)用率，可采用補(bǔ)充千瓦投資的5%-6%； n經(jīng)濟(jì)分析期的年數(shù)； i年利率。 比較上兩式，則設(shè)置補(bǔ)充千瓦重復(fù)容量的經(jīng)濟(jì)條件為 u火u水 abSN重h

6、經(jīng)濟(jì)N重K水（A/P，i，n）+P水 h經(jīng)濟(jì)K水（A/P，i，n）+P水/ abS,2、無調(diào)節(jié)水電站的重復(fù)容量的確定,無調(diào)節(jié)水電站日平均出力持續(xù)曲線,3、日調(diào)節(jié)水電站重復(fù)容量的確定,日調(diào)節(jié)水電站日平均出力持續(xù)曲線,4、年調(diào)節(jié)水電站重復(fù)容量的確定,棄水出力持續(xù)曲線,系統(tǒng)容量平衡示意圖,四、水電站裝機(jī)容量初定值及其合理性分析,1、單機(jī)容量對裝機(jī)容量的影響,2、裝機(jī)容量年利用小時(shí)數(shù),表6-1 水電站裝機(jī)容量利用小時(shí)數(shù)參考表之一,表6-2 水電站裝機(jī)容量利用小時(shí)數(shù)參考表之二,表6-3 水電站裝機(jī)容量利用小時(shí)數(shù)參考表之三,3、水能資源利用程度,徑流利用系數(shù)：多年平均的年利用水量和年徑流量的比值,式中：W

7、0壩址處多年平均徑流量； Wi年棄水量的多年平均值，由徑流調(diào)節(jié)和 水能計(jì)算得出,4、水電站過水能力的協(xié)調(diào) 5、水電站的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和效益 6、綜合利用的要求,第四節(jié) 以發(fā)電為主的水庫特征水位的選擇,一、水庫正常蓄水位的選擇,一)正常蓄水位與各水利部門效益之間的關(guān)系,1、防洪 2、發(fā)電,正常蓄水位與水電站能量指標(biāo)的關(guān)系圖,3、灌溉和城鎮(zhèn)供水 4、航運(yùn) （二）正常蓄水位與有關(guān)的經(jīng)濟(jì)和工程技術(shù)問題 1、隨著正常蓄水位的最高，水利樞紐的投資和年運(yùn)行費(fèi)是遞增的。 2、隨著正常蓄水位的增高，水庫淹沒損失增加，有時(shí)甚至影響廣大群眾生產(chǎn)和生活的政治社會(huì)問題。 3、隨著正常蓄水位的增高，受壩址地質(zhì)及庫區(qū)巖性的制約因

8、素越多,1、正常蓄水位比較方案的擬定,正常蓄水位的上限方案影響因素有： 壩址及庫區(qū)的地形地質(zhì)條件 庫區(qū)的淹沒、浸沒情況 河流的梯級水庫開發(fā)方案 徑流利用程度和水量損失情況 其他條件 正常蓄水位的下限方案，主要根據(jù)各水利部門的最低要求擬定。 正常蓄水位的上下限值選定以后，就可以在此范圍內(nèi)選擇若干個(gè)中間比較方案,2、正常蓄水位的選擇,擬定正常蓄水位比較方案。 擬定各方案水庫消落深度。 對各方案進(jìn)行水利動(dòng)能指標(biāo)計(jì)算。 求出各方案之間有關(guān)水利動(dòng)能指標(biāo)的差值。 計(jì)算各方案的樞紐投資和淹沒指標(biāo)。 進(jìn)行其他經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算。 進(jìn)行方案比較并選定正常蓄水位,二、死水位的選擇,1、死水位的能量特性分析 水庫徑流調(diào)節(jié)

9、時(shí)，在由庫滿到放空的整個(gè)供水期間，水電站所發(fā)的電能E供可看做是由水庫放出的蓄水量所發(fā)的水庫蓄水電能E蓄和供水期天然入庫水量所發(fā)的不蓄電能E不蓄兩部分組成。即 E供=0.00272HW供=0.00272H（W天+Vn） =0.00272HW天+0.00272HVn =E不蓄+E蓄,水庫消落深度與水電站電能指標(biāo)的關(guān)系,2、影響死水位選擇的其他因素,水輪機(jī)運(yùn)行條件 泥沙淤積的要求 綜合利用要求,3、選擇死水位的方法和步驟,死水位比較方案的擬定 動(dòng)能指標(biāo)計(jì)算 裝機(jī)容量初選 投資與年運(yùn)行費(fèi)的計(jì)算 最有利死水位的選定,三、水庫防洪特征水位選擇,1、防洪限制水位選擇 根據(jù)水庫水文特性與庫容情況，反映防洪與興利的防洪高水位、防洪限制水位與正常蓄水位之間的關(guān)系有以下三種。 防洪、興利完全不結(jié)合。這種方式適合于洪水在汛期都可能發(fā)生，必須在整個(gè)汛期都需要預(yù)留防洪庫容的情況。 防洪、興利完全結(jié)合。這種情況可能產(chǎn)生于汛期洪水變化規(guī)律較為穩(wěn)定的河流，且所需防洪庫容較小。 防洪、興利部分結(jié)合。顯然，這是一般綜合利用水庫常遇到的情況,2、防洪高水位選擇 3、設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位,1、泄洪建筑物型