徑流式水電廠發(fā)電量計(jì)算模型探討

1、徑流式水電廠發(fā)電量計(jì)算模型探討【摘  要】提出基于出庫流量、庫水位計(jì)算水電廠發(fā)電量的模型，并應(yīng)用模型分析實(shí)際發(fā)電量偏差，研究提高發(fā)電量的途徑，設(shè)置年度目標(biāo)發(fā)電量。【關(guān)鍵詞】徑流式  發(fā)電量  計(jì)算  模型 Runoff type hydropower plants energy generation evaluating model researchAbstract： The model is proposed to evaluate a hydropower pl

2、ants energy generation based on reservoir discharge and reservoir water level. Analysis the deviation between generating capacity and the actual energy generation. Study ways to improve the energy generation, set energy generation annual targets.Keyword：Runoff type  Hydropower  E

3、nergy generation  Evaluating  Model0 引言水電廠年度發(fā)電量主要取決于天然來水和電廠管理兩方面的因素，公正地評價(jià)管理人員的努力對水電廠發(fā)電量的貢獻(xiàn)，關(guān)鍵是區(qū)分和評估天然來水因素對發(fā)電量的影響。由于天然來水不可準(zhǔn)確預(yù)測，決定了這種評估只能在“事后”進(jìn)行-即年末根據(jù)當(dāng)年實(shí)際來水情況計(jì)算得出水電廠“年應(yīng)發(fā)電量”，將之與年實(shí)際發(fā)電量進(jìn)行比較，從其偏差分析電廠管理因素對發(fā)電量的影響。通常采用的方法是，依據(jù)通過機(jī)組的流量和電站水頭來計(jì)算應(yīng)發(fā)電量。然而，通過機(jī)組的流量并不等同于計(jì)算應(yīng)發(fā)電量的流量，后者應(yīng)為以階段發(fā)電量最大為目標(biāo)、對水庫優(yōu)化運(yùn)用所

4、得的流量，對水庫沒有調(diào)節(jié)能力的水電廠，應(yīng)為當(dāng)時(shí)工況受機(jī)組容量與過流能力限制的最大可引用流量，兩者之間的差異恰恰是應(yīng)該努力避免的棄水損失。對此，我在水電發(fā)電量評估與年發(fā)電量目標(biāo)核定初探一文中已作分析。本文探討基于出庫流量、庫水位計(jì)算水電廠發(fā)電量的方法。以一典型水電廠為例，推導(dǎo)理論發(fā)電量計(jì)算公式，建立出庫流量、庫水位與發(fā)電量關(guān)系模型，擬合歷史數(shù)據(jù)得出模型參數(shù)，應(yīng)用該模型計(jì)算應(yīng)發(fā)電量，分析提升發(fā)電量的途徑。并提出“管理系數(shù)”表征管理因素對發(fā)電量的影響，間接設(shè)置年度目標(biāo)發(fā)電量。 1典型水電廠參數(shù)和計(jì)算條件1.1典型水電廠該電廠為珠江流域某干流的一個(gè)綜合水利樞紐，兩個(gè)廠房共安裝15臺(tái)42MW的

5、燈泡貫流式機(jī)組，45孔泄洪閘門分三江布置，同時(shí)配套兩個(gè)船閘，一個(gè)1000噸級(jí)，一個(gè)2000噸級(jí)。電站設(shè)計(jì)水頭9.5m，死水位和汛期運(yùn)行最低庫水位18.6m，水庫正常蓄水位20.6m，非汛期最低運(yùn)行水位19.8m，非汛期運(yùn)行調(diào)節(jié)庫容1.33億m3。壩址處多年平均流量6120m3/s，五年一遇洪水流量為34500m3/s。該電廠2007年底首臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)，2009年10月全部機(jī)組投入運(yùn)行。單臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)流量500m3/s。從投運(yùn)以來的情況看，來水流量達(dá)到16000m3/s時(shí)由于下游水位急劇抬高，電站水頭低至機(jī)組最低運(yùn)行水頭3米，全廠停機(jī)不能發(fā)電。此時(shí)，電廠防汛和正常廠用電需從電網(wǎng)倒送供給。1.2計(jì)算條

6、件（1）以電廠記錄的日發(fā)電量P、日均出庫流量Q、日均尾水位Lx和日均庫水位L為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。原則上不對數(shù)據(jù)檢驗(yàn)和粗差剔除。（2）將整個(gè)水電廠作為一個(gè)發(fā)電裝置考慮，船閘用水、水工建筑物和設(shè)備系統(tǒng)的耗水、漏水，機(jī)組進(jìn)口攔污柵水頭損失，運(yùn)行方式，以及設(shè)備檢修安排和檢修質(zhì)量、停機(jī)備用影響等等，均作為管理效率，計(jì)入發(fā)電效率損失。（3）機(jī)組效率按照生產(chǎn)廠家提供的數(shù)據(jù)，并假設(shè)各臺(tái)機(jī)組特性一致。（4）采用電子表格和三維擬合計(jì)算軟件計(jì)算。2 變量關(guān)系分析將水電廠整體作為一個(gè)有內(nèi)部損耗的發(fā)電裝置考慮，則自變量兩個(gè)：入庫流量Qr和庫水位L，因變量即發(fā)電量p。鑒于入庫流量Qr通常通過水庫水量平衡推算得出，準(zhǔn)確性不高，而且

7、計(jì)算結(jié)果不便于與實(shí)際發(fā)電量直觀比較，故本文采用出庫流量Q替代。這樣，對水庫沒有調(diào)節(jié)能力的電站忽略了庫水位日優(yōu)化對發(fā)電量的影響，而對于月或更長時(shí)段的計(jì)算結(jié)果影響甚微。但不適合應(yīng)用到水庫調(diào)節(jié)性能好的電站。因此發(fā)電量計(jì)算模型可以表示為函數(shù)：P=P(L,Q)通過以下變量關(guān)系分析，進(jìn)行求證。2.1電站水頭下游水位Lx隨出庫流量Q變化而變化。根據(jù)曼寧公式，Lx=a+bQc，其中，Q為出庫流量，a、b為待定常數(shù)。電站水頭h等于庫水位L與下游水位Lx之差，并為L、Q的函數(shù)：h=L-Lx=L-(a+bQc  )=h(L,Q)     

8、0;                  -（1）2.2發(fā)電流量發(fā)電流量是指定工況下最大可用的水輪機(jī)過流量。水輪機(jī)導(dǎo)葉在某一開度不變時(shí)，相當(dāng)于恒定孔口出流，其過流量與電站水頭h0.5成正比。水頭為設(shè)計(jì)水頭hr、導(dǎo)葉開度100%時(shí)，流量達(dá)到最大限制值即水輪機(jī)設(shè)計(jì)流量qr。因此，水頭低于設(shè)計(jì)水頭、導(dǎo)葉開度100%情況下，機(jī)組出力低于額定值，此時(shí)發(fā)電流量為：q= qr/hr0.5. h0.5 ，h<= hr，

9、導(dǎo)葉開度100%水頭高于設(shè)計(jì)水頭、又流量足夠時(shí)，受發(fā)電機(jī)額定容量Nr限制，此時(shí)需調(diào)減水輪機(jī)導(dǎo)葉開度，限制流量。因機(jī)組出力 N=9.81.h.q，故發(fā)電流量q<= Nr/9.81/h，h> hr，導(dǎo)葉開度<100%當(dāng)出庫流量Q小于上述限制流量時(shí)，即可引用的發(fā)電流量不足時(shí)，發(fā)電流量即出庫流量：q=Q，Q0.5. h0.5并q< Nr/9.81/h綜上所述，發(fā)電流量表達(dá)式為q= min(Q，qr/hr0.5. h0.5，Nr/9.81/h)式中 min() 表示取最小值計(jì)算，下同。Nr、hr和qr分別為機(jī)組額定出力、設(shè)計(jì)水頭和設(shè)計(jì)流量，均為常數(shù)。由于 h= h(L,Q)，機(jī)組

10、效率=（L, Q）（見后文分析），故q可表示為L、Q的函數(shù)：q= min(Q，qr/hr0.5. h0.5，Nr/9.81/h)= q(L,Q) -（2）2.3水輪發(fā)電機(jī)組效率機(jī)組效率等于水輪機(jī)效率s與發(fā)電機(jī)效率f之積，即=s .f水輪機(jī)效率由水頭和流量（導(dǎo)葉開度）工況決定，即s=s(h, q)=s(L, Q)，其函數(shù)模型由水輪機(jī)模型試驗(yàn)確定；發(fā)電機(jī)效率主要隨出力變化（同功率因素時(shí)），廠家已經(jīng)提供曲線，f=f（N）=f(h, q)=f(L, Q)。因此，機(jī)組效率也可以表示為L，Q的函數(shù)：=(L, Q)        

11、;                    -（3）根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的數(shù)據(jù)和效率曲線，可得出機(jī)組效率函數(shù)模型。多臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)按照負(fù)荷均等分配工況計(jì)算平均效率。即取當(dāng)時(shí)流量下機(jī)組最小運(yùn)行臺(tái)數(shù)的平均流量，以此流量和當(dāng)時(shí)水頭求得的單臺(tái)機(jī)組效率作為多臺(tái)機(jī)組運(yùn)行的平均效率。2.4 “理論發(fā)電量”“理論發(fā)電量”，指在水電廠實(shí)際過流環(huán)境、機(jī)組出廠特性下，對應(yīng)的出庫流量和水頭工況點(diǎn)，機(jī)組所能生產(chǎn)出的最大發(fā)

12、電量。日理論發(fā)電量計(jì)算公式為：p= N.T= 9.81.h.q.T （kwh）其中，N為日平均出力（kw）。T為發(fā)電時(shí)間，按日計(jì)算時(shí)，T=24h。h和q單位分別為m和m3/s。其余同前。代入上述分析結(jié)果，日理論發(fā)電量計(jì)算公式為：p=9.81.h.T.min(Q，qr/hr0.5. h0.5，Nr./9.81/h)= p(L,Q) -（4）按式（4），根據(jù)制造廠家提供的機(jī)組效率數(shù)據(jù)、實(shí)際日均庫水位、實(shí)際日均出庫流量，即可計(jì)算出日理論發(fā)電量。其中采用機(jī)組平均效率（即機(jī)組等流量運(yùn)行對應(yīng)的單機(jī)效率）。2.5 “管理系數(shù)”引入“管理系數(shù)”G =實(shí)際發(fā)電量P / 理論發(fā)電量Pi= P/ (9.8

13、1.h.q.T) < 1理論發(fā)電量根據(jù)式（4）計(jì)算，實(shí)際發(fā)電量為電廠記錄的實(shí)際數(shù)據(jù)，可分別計(jì)算出日、月、年平均管理系數(shù)。業(yè)內(nèi)常用“綜合效率”系數(shù)K表示水電廠綜合發(fā)電效率：K=實(shí)際發(fā)電量P / 理想發(fā)電量=P/ (9.81.h.q.T) < 1理論發(fā)電量與理想發(fā)電量不同，后者假設(shè)機(jī)組效率為1。比較兩式可得K= G .，或 G=K /。每年由于來水量和分布的不同，機(jī)組運(yùn)行所在的流量與水頭工況也會(huì)不同，機(jī)組效率相應(yīng)變化。對一個(gè)時(shí)段、比如年度來說，同樣的平均流量和平均水頭，機(jī)組平均效率并非相同。因此，傳統(tǒng)的做法，用“綜合效率”系數(shù)K的平均值大小來評價(jià)一個(gè)時(shí)段的發(fā)電量水平，實(shí)際上不真實(shí)，忽略

14、了機(jī)組效率的影響。管理系數(shù)實(shí)質(zhì)上體現(xiàn)了水電廠綜合管理效率，比傳統(tǒng)的綜合效率系數(shù)更直接、真實(shí)地反映了管理因素對水電廠發(fā)電量的影響程度。由于實(shí)際影響發(fā)電量的因素眾多，通過管理手段和人為努力只能加以消減和改善，不可能完全消除，因此，管理系數(shù)可以通過持續(xù)改進(jìn)提高并接近1，但不可能達(dá)到和超過1。管理系數(shù)的高低直觀反映出水電廠管理水平與努力程度。因此，可以根據(jù)電廠歷史水平，人為設(shè)定目標(biāo)管理系數(shù)，用以評價(jià)水電廠發(fā)電量水平，即間接設(shè)置發(fā)電量目標(biāo)。2.6發(fā)電量計(jì)算模型根據(jù)以上分析，經(jīng)反復(fù)計(jì)算比較，綜合考量計(jì)算精度、表達(dá)式復(fù)雜程度以及計(jì)算工作量之后，選定發(fā)電量計(jì)算模型為：P(L,Q)=(a+bL+cln(Q)+d

15、ln2(Q) / (1+eL+fln(Q)+gln2(Q)  -（5）式中，L庫水位，Q出庫流量，ln(Q)為出庫流量的自然對數(shù)。a、b、c、d、e、f、g為待定系數(shù)。采用典型水電廠2009年-2010年歷史數(shù)據(jù)率定下游水位與出庫流量關(guān)系函數(shù)，求得理論發(fā)電量計(jì)算模型的參數(shù)并繪制出圖4所示3D圖形。模型像一個(gè)不很對稱的大鼻子。求得其他相關(guān)的變量函數(shù)關(guān)系模型參數(shù)和圖形，如圖1至圖3所示。3 實(shí)際發(fā)電量計(jì)算模型3.1邊界條件受機(jī)組額定出力pr限制，p <= pr。對典型水電廠，電站水頭等于低于3米時(shí)機(jī)組全部停止發(fā)電，因此增加邊界限制條件：h > 3（m）時(shí)，p=0。3

16、.2模型率定用不同時(shí)段歷史數(shù)據(jù)，對選定的發(fā)電量計(jì)算模型進(jìn)行盡可能貼切的擬合，得出實(shí)際發(fā)電量計(jì)算模型參數(shù)。這種選定目標(biāo)模型進(jìn)行擬合的方法，可以保證結(jié)論模型表現(xiàn)的變化規(guī)律與選定模型一致，而尺寸大小較目標(biāo)模型呈不同程度且不均勻地收縮性改變，體現(xiàn)實(shí)際發(fā)電效率降低、和不同工況差異的實(shí)際情況。相比直接對數(shù)據(jù)進(jìn)行自由擬合計(jì)算的方法，一次性確定模型和參數(shù)，很容易因數(shù)據(jù)不完整或數(shù)據(jù)偏差產(chǎn)生不符合對象物理規(guī)律的“過擬合”結(jié)論。作者曾有多次失敗的嘗試。通過用2009、2010兩年歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合模型的計(jì)算，得出典型水電廠2009年、2010年日發(fā)電量模型和參數(shù)如圖、圖6所示。從結(jié)果看，變化規(guī)律相同，與“鼻子”形狀一

17、致，說明模型選擇合理。但數(shù)據(jù)離散度較大，說明尚有提高管理水平的空間，同時(shí)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性有待提高。個(gè)別點(diǎn)明顯偏離模型，數(shù)據(jù)存在明顯誤差。2009年以后發(fā)電量受機(jī)組投產(chǎn)臺(tái)數(shù)的影響逐年減小，機(jī)組投產(chǎn)臺(tái)數(shù)的影響主要發(fā)生在汛期。比較年度擬合結(jié)果，發(fā)現(xiàn)小流量下電廠的管理較好，而且發(fā)電量水平逐年提升趨勢一目了然，尤其大流量（汛期）工況的管理效率2010年顯著提高。最大出力發(fā)生在汛頭、汛尾，在流量大而且水頭足夠的時(shí)候。但圖中可見，按照該廠目前庫水位控制方案，電廠不可能到達(dá)最大設(shè)計(jì)容量，如需全部機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行，汛期必須抬高庫水位。4 模型的應(yīng)用4.1分析電廠年度發(fā)電量水平4.1.1與應(yīng)發(fā)電量比較分析年發(fā)電

18、量水平以某一典型年份（或多年）歷史數(shù)據(jù)為樣板，率定得出最接近實(shí)際的發(fā)電量模型參數(shù)。將待評價(jià)年度的出庫流量和指定庫水位數(shù)據(jù)輸入該模型，逐日計(jì)算，將求得的年“應(yīng)發(fā)電量”與將該年實(shí)際發(fā)電量比較，既可定量評價(jià)該年度發(fā)電量水平，也可逐日對比發(fā)電量。簡單的說，就是針對實(shí)際年來水情況，假設(shè)以代表年份的管理水平，該年份應(yīng)該生產(chǎn)多少電量，實(shí)際生產(chǎn)的電量與之差多少，差在哪里。這種方法非常適合于年度之間的發(fā)電量水平比較。4.1.2與理論發(fā)電量比較分析年度發(fā)電量水平根據(jù)庫水位（水頭）、出庫流量逐日計(jì)算理論發(fā)電量，與該年度實(shí)際發(fā)電量比較，分析評價(jià)該年度發(fā)電量水平。這種方法更適合于對特定年份的發(fā)電量進(jìn)行分析，可直接對比分

19、析每日發(fā)電工況。但此法沒有反映實(shí)際庫水位與指定庫水位偏差的影響，更強(qiáng)調(diào)出庫流量是否有效利用。4.1.3計(jì)算實(shí)例分析指定庫水位Lz庫水位L應(yīng)發(fā)電量Py發(fā)電量P理論發(fā)電量Pi管理系數(shù)G機(jī)組效率水頭h出庫流量Q2011年19.3419.62183,617199,656213,2720.93620.926212.1742148月18.6019.0915,12815,66016,8220.93090.936113.0325667月18.6018.9325,18229,84132,9420.90590.91449.6566596月18.6018.8226,28930,68433,5840.91370.91

20、289.1469125月18.6018.9827,59929,72432,6700.90980.90949.3265014月19.6120.3725,89528,02229,1800.96030.935713.8132053月20.2020.4626,40627,42428,5090.96200.934813.9230772月20.2019.7715,60515,81716,3390.96810.935114.3618421月20.2020.4121,51322,48423,2270.96800.934814.5223482010年19.3419.46259,767269,035294,509

21、0.91350.887111.41470412月20.2020.4425,40726,17027,1200.96500.935014.04285411月20.1519.8323,38023,14424,0790.96120.935713.59269610月18.6020.4129,38236,62438,1670.95960.934812.4246329月18.6019.0027,92030,73233,7730.91000.927910.5851468月18.6018.5927,50830,39633,1430.91710.91349.0367587月18.6018.5723,12525,1

22、1630,2440.83040.88897.8885296月18.6018.7710,3138,16012,6850.64330.44083.94136385月18.6018.9128,34825,55129,6350.86220.922310.0247084月19.6120.0018,15418,35519,0790.96200.934013.4622453月20.2019.6112,87712,35612,8110.96450.935814.1813282月20.2019.8213,32412,90113,4310.96060.936114.0515491月20.2019.6320,029

23、19,52920,3430.96000.934713.7922232009年19.3419.55250,635233,291274,5950.84960.898011.75458612月20.2019.3515,32414,62215,2330.95990.935013.97161911月20.1519.8812,86612,60613,2330.95260.934614.53138310月18.6020.2213,69215,22516,1630.94200.933814.8616009月18.6019.5821,71122,81624,7500.92180.935912.8829458月1

24、8.6018.5827,90624,88530,9110.80510.91629.4257827月18.6018.9914,67712,71319,6080.64840.64755.42136296月18.6018.5623,23518,41428,0370.65680.85557.5887805月18.6018.5423,68418,34225,5480.71790.88198.6471454月19.6120.2730,74426,92131,4800.85520.934212.2843193月20.2020.1124,93422,96925,5050.90060.935713.482777

25、2月20.2020.2419,32520,38420,3281.00270.935414.1323341月20.2020.3822,53723,39523,7990.98300.935614.102473 上表是用2010年的發(fā)電量模型參數(shù)（其中下游水位與出庫流量關(guān)系采用代表性較好的2009-2010年數(shù)據(jù)率定），計(jì)算得出的2009年全年與2011年1月-8月23日應(yīng)發(fā)電量與實(shí)發(fā)電量的對照，同時(shí)列出了理論發(fā)電量、管理系數(shù)的計(jì)算值。理論發(fā)電量采用出庫流量Q和庫水位L計(jì)算，應(yīng)發(fā)電量采用出庫流量Q和指定庫水位Lz計(jì)算。指定庫水位Lz按照流域調(diào)度規(guī)定確定：每年4月20日-10月31日18.6

26、m；其余時(shí)間19.8-20.6 m，取平均值20.2m。應(yīng)發(fā)電量與實(shí)發(fā)電量的偏差及其大小，取決于實(shí)際庫水位與指定庫水位差異、出庫流量的利用程度，以及機(jī)組運(yùn)行方式、檢修安排、設(shè)備維護(hù)質(zhì)量等眾多管理方面因素。以2010年發(fā)電量模型為樣板，求所得的2009年應(yīng)發(fā)電量偏大而2011年應(yīng)發(fā)電量偏小。說明2009年的管理水平較2010年低，而2011年的管理水平較2010年提高。管理系數(shù)逐年增大，也驗(yàn)證了發(fā)電量水平逐年提高的事實(shí)。庫水位在4月份滯后降低和10月份提前抬高，使發(fā)電量增加明顯，遠(yuǎn)高于應(yīng)發(fā)電量。說明庫水位（包括攔污柵壓差損失）對低水頭水電廠發(fā)電量影響顯著。2009年汛期發(fā)電量比應(yīng)發(fā)電量小，是由于

27、受機(jī)組投產(chǎn)臺(tái)數(shù)較少的影響。數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性影響計(jì)算精度。2011年出庫流量與下游水位數(shù)據(jù)離散度較大，與數(shù)據(jù)不足一年有關(guān)系，導(dǎo)致2011 年發(fā)電量計(jì)算結(jié)果不理想。另外，由于采用日平均流量計(jì)算，當(dāng)日流量變化大時(shí)，應(yīng)發(fā)電量偏差較大，汛期很明顯。由于下游水位與出庫流量關(guān)系是發(fā)電量模型的基礎(chǔ)，其數(shù)據(jù)的重復(fù)性非常重要，須年年驗(yàn)證。要保證模型參數(shù)正確率定，須選擇合適的數(shù)據(jù)時(shí)段和時(shí)段長度，以反映水電廠的真實(shí)下泄?fàn)顩r。4.2 設(shè)定年度發(fā)電量目標(biāo)水電廠的年發(fā)電量目標(biāo)由于來水無法預(yù)測往往難以預(yù)先確定，年末再確定發(fā)電量目標(biāo)的“事后”操作又有失公允。文本建議通過預(yù)先設(shè)定年平均管理系數(shù)的方法，間接設(shè)定年度發(fā)電量

28、目標(biāo)。即根據(jù)歷年管理系數(shù)水平，預(yù)先設(shè)定年度管理系數(shù)目標(biāo)值，年末根據(jù)實(shí)際來水計(jì)算年度理論發(fā)電量，兩者之乘積即為該年度的年發(fā)電量目標(biāo)值。目標(biāo)水平預(yù)先確定，準(zhǔn)確數(shù)值年末得出，方法簡單實(shí)用。其實(shí)也可以直接設(shè)定和考核年度管理系數(shù)的值。年發(fā)電量目標(biāo)值： P= G . Pi式中，Pi 為理論年發(fā)電量，G為預(yù)設(shè)年平均管理系數(shù)。如，根據(jù)典型水電廠管理系數(shù)歷史數(shù)值情況，預(yù)先設(shè)置2010年度平均管理系數(shù)G=0.91，根據(jù)來水情況，年末計(jì)算得出2010年度理論發(fā)電量為294509萬kwh，那么2010年發(fā)電量目標(biāo)值為：   P（2010）= 0.91 x294509 = 268

29、003萬kwh4.3 分析提升發(fā)電量的途徑有了上述模型，非常方便定量分析影響發(fā)電量的因素，研究改進(jìn)提高發(fā)電量的途徑。以下列出幾個(gè)對典型電站的分析結(jié)果。4.3.1庫水位抬高對發(fā)電量的影響 下表計(jì)算出2009年1月-2011年8月期間庫水位增加時(shí)發(fā)電量的變化趨勢。顯然，在汛期合理提升庫水位，可以顯著增加發(fā)電量。表中可見，2010年如果庫水位增加1%、2%、5%，年發(fā)電量將分別增加2.1%、4.3%、11.1%，發(fā)電量隨庫水位提高而明顯增加。在汛期，若庫水位提高2%，月發(fā)電量可增加最大達(dá)8.8%。  1.01 L1.02 L1.05 L年度2009201020

30、112009201020112009201020111月1.5%1.6%1.5%3.1%3.2%3.0%7.9%8.3%7.7%2月1.5%1.3%1.4%3.0%2.7%2.7%7.6%6.7%6.9%3月1.6%1.2%1.8%3.3%2.5%3.7%8.4%6.3%9.4%4月2.2%1.6%1.8%4.4%3.2%3.6%11.4%8.3%9.2%5月2.6%2.2%2.5%5.2%4.4%5.1%13.3%11.4%13.2%6月3.0%4.4%2.7%6.1%8.8%5.4%15.7%22.8%13.9%7月3.5%2.9%2.6%7.1%5.9%5.2%18.4%15.3%13.

31、3%8月2.4%2.6%1.6%4.9%5.2%3.1%12.5%13.3%7.9%9月1.7%2.3% 3.5%4.7% 8.8%12.1% 10月1.3%2.3% 2.6%4.6% 6.6%11.8% 11月1.3%1.6% 2.5%3.2% 6.4%8.2% 12月1.3%1.7% 2.7%3.4% 6.8%8.7% 合計(jì)2.0%2.1%2.1%4.1%4.3%4.1%10.6%11.1%10.6%  4.3.2流量增加對發(fā)電量影響下表計(jì)算出2009

32、年1月-2011年8月期間出庫流量增加時(shí)發(fā)電量的變化趨勢。  1.05Q1.15Q1.25Q年度2009201020112009201020112009201020111月4.5%4.0%4.5%13.3%11.7%13.4%21.8%18.7%22.0%2月4.5%4.5%4.5%13.3%13.3%13.3%21.8%22.1%22.0%3月4.3%4.4%3.7%12.5%13.2%10.4%20.3%21.8%16.3%4月2.5%4.1%4.1%6.3%11.9%11.9%8.6%19.1%19.0%5月-1.4%1.0%-0.8%-4.4%1.9%-3.2%-7

33、.8%1.5%-6.8%6月-5.0%-10.8%-2.0%-15.5%-28.4%-6.9%-26.2%-40.5%-12.4%7月-8.4%-3.8%-1.2%-24.6%-11.6%-4.5%-38.6%-19.4%-8.3%8月-0.6%-1.3%4.1%-2.9%-4.8%11.9%-6.3%-9.4%19.2%9月3.8%0.4% 10.9%0.2% 17.3%-1.3% 10月4.5%2.0% 13.4%4.9% 22.2%6.1% 11月4.4%4.2% 13.3%12.4% 22.0%20.1%&

34、#160;12月4.4%4.2% 13.0%12.3% 21.4%19.8% 合計(jì)1.4%1.3%1.8%3.9%3.5%4.7%6.0%5.0%7.0% 表中可見，2009年出庫流量若增加5%、15%、25%時(shí)，年發(fā)電量分別將增加1.3%、3.5%、5.0%，發(fā)電量隨出庫流量增加而增加，但不顯著，各年的區(qū)別也較大流量不均勻的原因。特別在汛期，流量若增加5%時(shí)，月發(fā)電量反而降低最大達(dá)10.8%，負(fù)面影響嚴(yán)重。因?yàn)榇罅髁刻掠嗡?，水頭隨之減小使發(fā)電量下降。這說明，來水流量不均衡、特別是大洪峰對發(fā)電量十分不利。4.3.3低水頭運(yùn)行所發(fā)電量h<=3h

35、<=3.5h<=4年度2009年2010年2011年2009年2010年2011年2009年2010年2011年1月2月3月4月5月65.83263.13263.13324.536月79.79461.3479.79461.34360.97461.347月156.19204.62379.41545.608月9月10月11月12月合計(jì)145.62461.34499.12665.961003.511006.94324.53 表中列出了2009年1月-2011年8月期間，低水頭運(yùn)行時(shí)全廠理論發(fā)電量（萬千瓦時(shí)）。3米及以下水頭運(yùn)行所發(fā)電量所占比重甚微，4米及以下水頭運(yùn)行所發(fā)電量占比逐步提高。說明太低水頭下運(yùn)行收益很低，可能得不償失。因此，應(yīng)平衡設(shè)備磨蝕與發(fā)電量收益，在3至4米之間確定一個(gè)合適的停機(jī)水頭，如3.5米。水頭在4米以下也不宜開啟全部機(jī)組，可優(yōu)選部分穩(wěn)定、出力較高的機(jī)組運(yùn)行。4.3.4合理?xiàng)壦c(diǎn)來水流量若超過當(dāng)時(shí)庫水位下機(jī)組過流量限制，多余的流量如果不能用以抬高庫水位，就只能棄水。但過早、過多地棄水，直接減少發(fā)電量。因此，相應(yīng)庫水位下的機(jī)組最大過流量決定理想棄水的時(shí)點(diǎn)和大小。下表用式（2）計(jì)算求得不同庫水位下的機(jī)組容許最大過流量，即理想棄水點(diǎn)。表中可見，需同時(shí)滿足出庫流量7500m3/s（全部機(jī)組設(shè)計(jì)流量之和）、設(shè)計(jì)水頭9.5m條件，電站才