工程1_无调节或日调节水电站水能计算
第四讲(水能计算及水电站在电力系统中的运行方式)
生物质 0.0066
0.11%
1
2
4
三、电力系统及容量组成
电力负荷图 电力负荷：电力用户对电力系统提出的出力要求。
基荷：日最小负荷水平线以下的部分， 一天内不变； 峰荷：日平均负荷以上部分，各时刻变 动； 腰荷：峰、基之间的负荷。 日平均负荷率：γ=N/Nmax 日最小负荷率：β=Nmin/Nmax γ、β是反映日负荷图均衡程度的指 标，该值越小,越不均衡。 年负荷图：负荷在一年内的变化过程
2 2 ⎡ ⎤ p 2 a 2 v2 p1 a1v1 ) − ( z2 + ) − h w ⎥γW = E1 − E 2 = ⎢( z1 + + + γ 2g γ 2g ⎣ ⎦
条件：水流为恒定流，可以认为
p1 / γ = p2 / γ = 0,
则
a1v1 / 2 g = a2 v2 / 2 g
2
2
－
0 23.755 21.732 179.56 178.78 179.17 117.00 62.17 0.85 7.78 5679
－
0 21.732 19.263 178.78 171.72 178.25 117.25 61.00 0.85 7.83 5716
－
0 19.263 18.479 177.72 176.32 177.02 117.50 59.52 0.85 7.89 5760
三峡工程电能介绍
三峡水库将淹没陆 地面积632平方公 里，涉及重庆市、 湖北省的20个县 （市）。淹没区居 住的总人口为 84.41万人。考虑 到建设期间内的人 口增长和二次搬迁 等其它因素，三峡 水库移民安置的动 态总人口将达到 113万人。
第五章 水能计算及电站在电力系统中的运行方式
5.4 水电站在电力系统中的运行方式
运行方式
水电站在电力系统负荷图上的工作位置（不同时期）或 系统负荷在各电站间的最优分配问题。
目的
使各电站扬长避短，供电可靠、经济、资源充分利用 （原因——负荷不均匀、电站特性不同）
1. 水、火电站的工作特性
电力系统中所有用户所需出力N（负荷）随时间t的变化曲线。 负荷N：用户所需出力+厂用电+输电损失 水电站
一年内各日的平均负 荷值所连成的曲线
3.电力系统的容量组成
电力系统中所有电站的装 机 容 量 的 总 和 ——N 装 ， 是影响工程投资和效益的 重要指标。
电站装机容量： N装=N必+N重 =N工+N备+N重 =N工+N负+N事+N检+N重
思考题
教材P153：1，4，6，8
目录
5.1 水能计算的目的与内容 5.2 水能计算的基本方程和主要方法 5.3 电力系统及其容量组成 5.4 水电站在电力系统中的运行方式 5.5 无调节和日调节水电站的水能计算 5.6 年调节和多年调节水电站的水能计算
启动灵活，宜任峰荷 工作可靠性差（径流随机）
火电站
启动缓慢，宜任基荷 工作可靠性高 运行费用高，运行费U火与E成正比
运行费用低，电能成本低
U水=（1/2~1/7)U火 无原料费（用水），厂用电少， 运行费与发电量无关
燃料费用所占比重大，且污染
2. 水电站在电力系统中的运行方式
保证出力（考虑设计保证率）
衡量电站的 动能效益
多年平均发电量
目的：确定装机容量
（1）水电站的出力和发电量概念
出力：水电站在某一时刻输出的电功率称为电站在 该时刻的出力。
工程1_年调节水库等流量调节水能计算
计算说明书━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━工程名称：工程1计算类型：年调节水库等流量调节水能计算一、计算原理1.适用范围本程序根据《小水电水能设计规程》(SL 76-2009)附录D，利用已知的入库流量过程、库容曲线、坝址下游水位流量曲线和调节期始、末水位等资料，进行年调节水库等流量调节水能计算。
2.计算方法和公式按照《小水电水能设计规程》(SL 76-2009)附录D及《水能设计》(上册)第一章第六节所述方法进行计算，主要计算公式和方法如下：等流量调节计算中假定水电站在蓄水期和供水期分别引用不同的流量，蓄、供水期的引用流量需通过试算求解。
(1)供水期引用流量计算公式为：(2)蓄水期引用流量计算公式为：(3)等流量调节可采用列表法进行计算，如表C1所示。
由设计枯水年或多年(或丰、平、枯三个典型年)列表计算的成果，求得相应水能指标。
设计枯水年供水期的平均出力即为保证出力。
多年或丰、平、枯三个典型年年发电量的平均值即为多年平均发电量。
3.规程规范(1)、《小水电水能设计规程》(SL 76-2009)4.参考文献(1)、《水能设计》(上册)，电力工业部成都勘测设计院主编，电力工业出版社(2)、《水利水电工程设计计算程序集》《C-4 水电站等流量调节计算通用程序》（作者唐文华水电部天津勘测设计院)二、基本数据正常蓄水位：55(m)死水位：49(m)电站最大过流量：1000(m3/s)出力系数 A：8.2来水和用水过程曲线月份天然来水流量Qli(m3/s)其它用水流量Qyi(m3/s)6 1271 17 1422 28 937 29 447 210 346 211 177 112 138 11 125 12 149 13 205 14 209 15 239 1水库库容曲线编号水库库容(万m3)上游水位(m)1 0 38.1652 320000 493 337000 49.44 357500 50.45 386000 516 424440 52.57 464500 53.68 498000 54.49 520000 55下游水位流量关系曲线编流量(m3/s) 下游水位(m) 号1 0 15.92 285 18.453 344 18.74 445 19.155 935 20.756 965 20.857 1000 20.95三、计算结果正常蓄水位库容：520000(万m3)死水位库容：320000(万m3)兴利库容Vx：200000(万m3)供水期的平均出力(若是设计枯水年即为保证出力)：5507(kW)年调节水库等流量调节水能计算表水流量(m3/s) 水库蓄供水量（万m3）水库总蓄水量（万m3）水头（m）其他Qyi 合计Qi 蓄水+ΔWi 供水-ΔWi 月初Vci 月末Vmi 月平均Vi 上游水位Zsi下游水位Zxi水头损失Δhi净水(4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (1.00 967.75 78602 320000 398602 359301 50.44 20.85 1 28.2.00 968.75 121398 398602 520000 459301 53.46 20.86 1 31.2.00 937.00 520000 520000 520000 55.00 20.77 1 33.2.00 447.00 520000 520000 520000 55.00 19.15 1 34.2.00 346.00 520000 520000 520000 55.00 18.72 1 35.1.00 286.87 28479 520000 491521 505760 54.61 18.45 1 35.1.00 286.87 39874 491521 451647 471584 53.77 18.45 1 34.1.00 286.87 43356 451647 408290 429969 52.65 18.45 1 33.1.00 286.87 33354 408290 374936 391613 51.22 18.45 1 31.1.00 286.87 21929 374936 353007 363972 50.54 18.45 1 31.1.00 286.87 20185 353007 332822 342915 49.69 18.45 1 30.1.00 286.87 12822 332822 320000 326411 49.15 18.45 1 29.注1：第(3)栏在供水期为Qpi，在非供水期为Qxi，但不得超过电站最大过流量；注2：第(4)栏Qyi包括其他部门用水及蒸发渗漏损失及弃水等(原始数据不包含弃水，弃水由程序自动计算)；注3：第(5)栏Qi=Qpi+Qyi；注4：第(6)、(7)栏，ΔWi=±(Qli-Qi)T，其中T为当月秒数；注5：第(8)、(9)栏，Vmi=Vci±ΔWi；注6：第(11)栏的Zsi为利用Vi查水库与库容关系曲线求出；注7：第(12)栏的Zxi由下泄流量查下游水位与流量关系曲线；注8：第(14)栏Hi=Zsi-Zxi-Δhi；注9：第(15)栏Ni=A×Hi×Qi；注10：第(16)栏Ei=Ni×T，T为各月小时数，全年累计ΣEi，即为年发电量；注11：表中各符号的下脚标i代表月份，i=1，2，…12。
水电站水能计算
三、水能资源开发方式
4、其他开发方式
（二）抽水蓄能发电
抽水蓄能电站根据利用水量的情况可分为两大类：一类是纯抽水 蓄能电站；另一类是混合式抽水蓄能电站。
第四部分
河流水能资源的梯级开发
四、河流水能资源的梯级开发
1、河流综合利用规划
河流综合利用规划要综合地解决防洪、发电、灌溉、 航运、给水、养殖、生态环境等方面的需水问题。
1、蓄水位350m，总库容360亿m3 2、装机90万kW，年发电量46亿kW·h。
土地盐碱化；威胁西安。
65～68改建：左岸增建两条泄洪排沙隧洞，改 建四根引水发电钢管。对潼关作用不大。
3、解除黄河下游的洪水威胁
69～73改建：打开原1～8号施工导流底孔，降
4、黄河清 5、初期灌溉2220万亩，远景7500万亩
1
0
260
0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
56 218 12
56
42
6
2472 2472
44
3 88 201 18
32
17
15
2502 4974
78
4 110 192 23
22
9
20.5 1810 6784
82
5 146 178 30
36
14
26.5 3640 10432
101
6 188 169 36
42
9
33
2914 13337
一、水库及其特性
5、库区淹没、浸没和水库淤积
➢淹没：经常性淹没、临时性淹没
➢浸没：库水位抬高后引起库区周围地区地下水位 上升所带来的危害
➢水库淤积：降低水流挟沙能力，改变泥沙运动规 律，导致泥沙在库区逐渐沉淀淤积
无调节性能小水电站水能计算方法应用
２ 工程 实例
根据丰 、 、 ３个代表年的逐 Ｅ流量历时曲线 ， 平 枯 ｌ 假 设不同流量 ， 可得 出不同的水量利用率 Ｋ和设备利用率 水 能 最 优 利 用 率 Ｃ 优所 对 应 的流 量 即 为设 计 流 量 ． 最
第 ７期
２１ ０ １年 ７月
广 东 水 利 水 电
ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＡＴＥＲ Ｗ ＲＥＳ ＯＵＲＣＥＳ ＡＮＤ ＨＹＤＲＯＰＯＷ ＥＲ
Ｎｏ ７ ．
Ｊ １２ １ ｕ． ０ １
无调节性能小水 电站水能计算方法应 用
鄢 丽 丽 ， 吕文 丽 ， 张旭 辉 ， 。
（ ．广 东省 水 利 水 电科 学 研 究 院 ， 东 广 州 ５ ０ １ ； １ 广 １ ６ ０ ２ ．广 东省 大坝安 全技 术 管理 中心 ， 东 广 州 ５ ０ １ ） 广 １ ６ ０
２１ ０ １年 ７月 第 ７期
鄢丽丽 ， ： 等 无调节性 能小水电站水能计算方法应用
Ｎ ． Ｊ１２ １ ｏ７ ｕ．０ １
表 １ 小 水 电站 设 计 保 证 率
（设 ＝。 Ｉ
１ ５ 装机 容 量 ．
占系 统 比重不 大 的小 水 电站 的装 机容 量 选 择 可 根
据 当地 电力需求 的实 际情 况 ， 采用 技术 经济 比较 的方法
既 考虑 了水 力 资源充 分 利用 ， 考虑 了设 备充 分利 用 。 又 水 量利 用 率 Ｋ采用 下式 计算 ：
＝
量， 可求得 名 ， 重复上述步骤 ， 直至计算 的出力均小于 或 等于所 计 算 的装机 容 量 ／ 为 止 ， 时计 算 的多 年 平 Ｖ 此
均 发 电量 与相应 的装 机容 量 即为所 求 。
第三章 水电站水能计算
水电站水能计算
第一节 水能计算的基本方程和主要方法 第二节 电力系统及其容量组成 第三节 水电站水库消落深度、保证出力 和多年平均发电量 第四节 水电站装机容量选择 第五节 水电站水库调度图 第六节 无调节水电站水能计算 第七节 抽水蓄能电站简述
2013年7月20日1时19分
第一节 水能计算的基本方程和主要方法
2 河段的潜在水能
E1—2 = E1 - E 2 = γ W ( Z 1 - Z 2 +
2013年7月20日1时19分
P1 - P2 γ
+
a 1V12 - a 2V22
2g
)
a 1V 2 - a 2V 2 1 2
2g
0
1
V1 V2
E1-2=γ·W·H1-2（牛顿· 米）
＝γ·Q·t·H1-2=9807Q·H1-2 t·
2、保证出力计算（长系列法） 对于每一个死水 位方案，都可通过长 系列操作，求出相应 的保证出力值(或保证 电能值)，并点绘出死 水位与保证电能关系 曲线。 当水电站受最大消落深度限制和其他用水部门 要求所允许的死水位在极点下面时，则EP和死水位 选在极点处，可提供的Ep为最大。当所允许死水位 在极点之上时，就选定该死水位和其相应的保证电 能。
2013年7月20日1时19分
（三）混合式水电站
1.概念：在一个河段上，用坝集中一部分落差 ，再通过有压引水道集中坝后河段的另一部分 落差。
2.开发条件：当河段上游坡降较缓且有筑坝建 库条件，下游坡降陡且有条件集中较大落差时， 采用混合式开发较经济。 我国四川狮子滩、福建古田溪、东北镜泊湖 等属于混合式开发方式。
2013年7月20日1时19分
第三节
水电站水库消落深度、保证出力 和多年平均电能计算
小型水电工程设计规范
第一章总则第1.0.1条小型水力发电站(以下简称水电站)设计，必须认真执行国家的技术经济政策，根据国民经济发展的需要，按照地方水利、电力、航运、木材流送、水产和环境保护等规划的要求，统筹安排，因地制宜，合理利用水资源，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。
第1.0.2条本规范适用于装机容量2.5万kW及以下，机组容量1万kW以下，其中机电部分，适用于机组容量为500～6000kw、出线电压不超过35kV的新建水电站的设计。
第1.0.3条水电站的初步设计，宜在河流(河段或地区)规划和地方电力规划的基础上，根据经审批的设计任务书进行。
对上、下游有影响的河段的开发，应征求相邻地区意见。
第1.0.4条水电站设计，必须认真进行调查、研究、勘测和试验工作，以便取得水文、气象、地形、地质、地震、建材及地方工农业和淹没、移民以及其他国民经济综合利用要求等项基本资料和数据。
第1.0.5条水电站设计，除应符合本规范的规定外，尚应符合现行的有关标准和规范的规定。
第二章水文、水利及水能第一节水文第2.1.1条水电站设计，应收集流域自然地理特性、气象、水文资料，并应进行整理分析，或进行必要的复查和修正。
整理分析的主要内容如下：一、流域和河道特征值；二、实测水文资料中的水尺位置、水尺零点高程、水准基面的变动、水位和流量观测情况、浮标系数的采用、测流断面的冲刷和淤积变化、水位流量关系曲线高、低水部分的延长方法等；三、受水利工程或分洪、决口等因素影响的径流和洪水资料；四、历史洪水、枯水资料。
第2.1.2条水电站的水文计算，应根据工程特点和设计要求，提供下列各项成果的全部或部分内容：一、径流取水口或坝址历年各月(旬、日)平均流量的系列表，年平均流量、时段(旬、日)平均流量频率曲线，指定频率的设计年平均流量及其年内各月(旬、日)平均流量。
二、洪水（包括分期洪水)设计洪峰流量，不同时段设计洪水量及设计洪水过程线。
三、泥沙悬移质的多年平均年输沙量和月分配，典型年月分配，多年平均颗粒级配曲线。
水利水能规划水能计算及水电站在电力系统中的运行方式讲义
Q（m3/s）
8000
7000
6000
5000
4000
3000 QP=2010 2000
1000 0 0
10 20 30 40 50
P=85%
60 70 80 90 100 P（％）
某无调节水电站日平均流量保证率曲线
水利水能规划水能计算及水电站在电力 系统中的运行方式
年调节水电站保证出力计算
【例3】某水电站为坝式年调节水电站，设计保
证率为80%。水库以发电为主，兴利库容V兴＝ 3152万m3，死库容V死＝1050万m3。，库区无其
它部门引水。设计枯水代表年月平均流量资料 如下表第(1)、(2)栏所示。试求该水电站的保
证出力 (其中出力系数A＝7)。
水利水能规划水能计算及水电站在电力 系统中的运行方式
水利水能规划水能计算及水电站在电力 系统中的运行方式
计工 算作 越量 来逐 越渐 精加 确大
水利水能规划水能计算及水电站在电力 系统中的运行方式
设计中水年法
基本步骤： 1）选择设计中水年，要求该年的年径流量及 其年内分配均接近于多年平均情况； 2）列出所选设计中水年各月（或旬、日）的 净来水流量； 3）根据国民经济各部门的用水要求，列出各 月（或旬、日）的用水流量； 4）对于年调节水电站，可按月进行径流调节 计算，对于季调节或日调节、无调节水电站，可按 旬进行径流调节计算，求出相应各时段的平均水头 H均及其平均出力N均；
年调节水电站的水能计算
年调节水电站保证出力：符合设计保证率要求的供水期平均出力。
计算方法：设计枯水年法，长系列法。
设计枯水年法： ➢①根据实测年径流系列统计计算成果与年径流频率曲线，按 已知的设计保证率求得年径流量； ➢②选年径流与设计年径流相近，年内分配不利的年份作为典 型年； ➢③用设计年径流量与典型年径流量之比表示的年内分配系数 推求设计枯水年的径流年内分配； ➢④最后根据给定的Z蓄、Z死及相应的兴利库容求出供水期的 调节流量，进而求出供水期的平均出力。
第十四章 水电站水能计算
c、经过以上逐时段演算至供水期末时，若此时水位为死 水位，则计算结束；否则，重新假定出力N0，返回步骤a 进行 大循环计算。 实例
2)等流量调节方式水能计算方法 a、根据设计枯水年入库径流资料，用已知的兴利库容V兴 求调节流量，作为水电站的发电流量q； 供水期的调节流量 蓄水期的调节流量 b、利用入库流量与水电站发电流量作为来、用水资料， 按列表法进行枯水年或枯水年组水能计算。 已知q，求N=? N=AqH=Aq(Z上-Z下) (Q-q)△t=V2-V1 Q q △t V1
NP
P设 P t
4）水位变化不大的无调节水电站，可采用更简单的方法: 由设计保证率在日平均流量频率曲线（图14-8）上查取设 计发电流量QP；再由公式NP=AQPHP=AQP(Z上-Z下-H)计算水电站 的日平均保证出力。 2 代表年法 为了简化计算，可用代表年法进行水能计算。其步骤：
①选择3个设计代表年：设计枯水年(P设)、设计中水年(P 中=50%)。设计丰水年(P丰=1-P设)。
二 多年平均发电量的计算（E年）
1 概念
指水电站年发电量的多年平均值。 2 在水文资料丰富情况下
由前面的计算，可得到无(日)调节水电站的日平均出力历 时曲线。其下包面积，即为天然水量的多年平均发电量。由于 受机组出力的限制，天然流量无法完全利用。实际多年平均发 电量取决于电站的装机容量。 装机容量与多年平均发电
b、将N(i)（i =1,2,…,n）由大到小排序，计算经验频率 P(i)，绘制日(旬)平均出力频率曲线；见右下图。 c、由设计保证率P推求NP. 对于无调节水电站，设计 保证率常用P历时。 NP N
P设
P
2）简化算法
将历年日平均流量由大到小分组，统计其出现日数和累计 出现日数，再按分组流量的平均值来计算出力和推求保证出力 NP。计算公式如下：
水电站水能计算
（4）检修备用容量。如果系统容量中没有足够的空闲容量，难以安排机组检修，就要设置一定的 检修备用容量，但石板情况下，力求不设或者少设置此部分备用。
（5）重复容量。在寻常年份，都会有水量富余，若仅以必须容量工作会产生大量弃水。为了利用 次部分水量来发电，只需要增加一部分电机容量，而不增大坝等水工建筑物的投资，这部分容量 并非保证电力系统政策供电所必需的，故称为重复容量。在设置重复容量的电力系统中，系统 的总装机容量就是必需容量与重复容量之和。
工程规划阶段，一般是先要拟定几个正常蓄水位方案，针对每一个方案 去求装机容量、保证出力、多年平均发电量和有利的死水位等指标，这也是 水能计算的主要任务。
1.确定水电站的动能指标，主要是保证出力、多年平均发电量、装机容量； 2.确定水库的特征水位，正常蓄水位和死水位等； 3.选定机电设备，水轮机组等； 4.经济评价
p n 1 [E (n 1E n)/E n] 10 % 0 为第n年到第（n+1）
年的增长率。其中E为发电量，有此式可以推出；
E n 1 E n (1 p n 1 )和 P (nE n 1 /E 1 1 ) 1% 00
设计负荷水平年:电力负荷总是随着国民经济的发展而逐年增长的，在规划设计水电站时， 考虑电力系统远景负荷的发展水平，与此负荷水平相适应的年份称为电力负荷水平年。
年负荷图。
❖ 日负荷图
日负荷图反映的 是一天之内电力 负荷的变化过程 线。日负荷图有 三个特征数值： 日最大负荷、日 均负荷和日最小 负荷。
为便于利用日 负荷图进行动能 计算，常需要事 先绘制日电能累
计曲线。
-第3章水电站水能计算4-7节
四.限制出力线绘制方法
• 作用：使允许破坏的那些特枯年供水不至
于完全中断，以免水电站突然大量降低供 电。 • 目的：提前限制供水，逐步减低其供水量。 • 绘制方法：可用绘制防破坏线相同的那些 来水年份，以顺时序按保证出力操作，并 取下包线即可。
第六节 无调节水电站水能计算
• 对于无调节水电站，因无调节库容来调蓄
• 根据上面这张表，可以画出重复容量年持
续曲线。（见下图） • 图中h经济为经济利用小时数，计算方法见下 一张。
重复容量动能经济计算
• 假设额外设置重复容量为△N重，平均每年
工作为h经济小时，则每年生产电能为： △E= △ N重h经济 水电站总支出为： △ N重K水（1+PT抵 ） 火电站总支出为：α△ N重h经济（K燃+uT抵） 比较上面两式，只有当前者小于后者时， 增加水电站重复容量才有利，即： h经济≥ K水（1+PT抵 ）/ α（K燃+uT抵）
多年调节水电站工作容量的选择： 多年调节水电站计算方法和年调节一样， 先绘制工作容量与相应全年电能关系曲线， 再由水电站保证电能值查得相应的工作容 量。
2.重复容量选择
• 在洪水期，为了减小弃水，提高径流利用
率，加大电站装机容量，以代替火电站电 能，节约煤耗。 • 设置重复容量是否经济合理，一方面看弃 水量利用程度，另一方面同替代煤耗的经 济性有关。
第七节 抽水蓄能电站简述
• 概念：指利用单向或可逆式水泵在系统负
荷低落把大量的水抽到高处储蓄起来，供 以后电力系统负荷高峰时补充用电之需， 这种装置称抽水蓄能电站，也叫水力蓄能 电站。 • 分类：季节性蓄能和昼夜间蓄能。
• 分析：从能量的角度来说，这种形式的电
站显然是亏损的（蓄放之间的能量损耗）； 但从经济的角度来说，它却是可以盈利的。 （低进高出）
第五章水能计算及水电站在电力系统中的运行方式
-172.8
-4.54
7.86
10.13
719.8
626.1
92.73
18.39
第三节 电力系统及其容量组成
一、电力系统及其户
1、电力系统
电力系统或电网：在各电站之间及电站与用户之间用 输电线连结成的一个整体。
2、电力用户
⑴工业用电： ⑵农业用电： ⑶市政用电： ⑷交通运输用电：
二、电力系统负荷图
⑴定流量操作：设各时段的调节流量为已知值。 ⑵定出力操作：专对发电调节而言，即按照预 定的出力值调节径流。
定出力操作有两种方式：
第一种：是供水期初V兴蓄满，算至供水期末； 蓄水期初V兴放空，算至蓄水期末。结果表明按定 出力运行，水库在各种来水情况下实际蓄放水过程。
第二种：是自供水期末V兴放空为起算点，自 蓄水期末V兴蓄满为起算点分别逆时序算至起点。 结果表明水电站按定出力运行且保证V兴在供水期 末正好放空，蓄水期末蓄满的条件下，各种来水年 份各月水库须具有的蓄水量。
1、电力系统的容量组成
⑴电力系统总装机容量 N系装=N火装+N水装+N核装+N抽装+N潮装
⑵电力系统的工作容量、备用容量及重复容量 最大工作容量N//工：担任系统最大负荷的容量，电网为 满足最大负荷的需要而装设，等于最大 年负荷图上的最大负荷值。 备用容量N 备 ：当其它工作机组发生故障、停机检修时 备用的容量。 ①负荷备用容量N负备： ②事故备用容量N事备： ③检修备用容量N检：
统起调相作用。
第四节 水电站在电力系统中的运行方式
一、无调节水电站在电力系统中的运行方式
⑴无调节水电站的一般工作特性 运行特征：任何时刻的电站出力主要决定于河中天然 流量的大小，枯水期天然流量变化不大， 故应担任日负荷图的基荷部分，洪水期流 量增加仍宜担任基荷，只有当天然出力大 于系统最小负荷N′时，才担任基荷和部 分腰荷，且有弃水。
第五章水能计算
D.日前交易
（1）华中电力调度交易中心根据各省（市）电力调度机构的申报， 发布竞价日96个点的负荷需求； （2）售电方申报竞价日96个点的电力和价格； （3）综合考虑跨省（市）送电输电价格、输电网损等因素，将售电 报价进行折算； （4）将折算后的售电报价统一排序，首先确定无约束下各售电方96 个点的预中标电力及中标价格，形成无约束交易计划； （5）考虑网络安全约束，按市场规则中阻塞管理办法对无约束交易 计划进行修正，重新形成各售电方96个点的中标电力及中标价格， 向市场发布。 日前交易完成后，华中电力调度交易中心和各省（市）电力调度 机构，共同形成售电方在竞价日的日计划和省（市）联络线送受电 日计划，并予以执行。
旬底
日末 时段
下一日的日前现货竞价交易 下一时段的实时平衡
确定日前现货各时段的中标电量 确定时段实时平衡电量
A.年度交易
（1）各省（市）电网经营企业作为购电方，在每年第四季度申报次 年1-6月份各月高峰、平段和低谷时段的购电量，在第二季度申报本 年度7-12月份各月高峰、平段和低谷时段的购电量。同时，购电方 还需申报向外省（市）购电的价格； （2）售电方根据市场公布的信息，自愿选择购电方，并申报年度各 月份高峰、平段和低谷时段的售电量和价格； （3）综合考虑跨省（市）送电输电价格、输电网损等因素，将售电 报价进行折算； （4）将折算后的售电报价，以购电省（市）为单位，分月份、分时 段分别进行排序。对于跨省（市）竞价的售电方，如果折算后的售 电报价，高于它所选择的购电方申报的向外省（市）购电的价格， 则不能成交； （5）考虑网络约束后，确定各省（市）年度分月份、分时段的中标 电量及中标价格，并向市场发布。
1. 计算水电站动能指标
①保证出力：指与设计保证率一致的出力 日调节：日平均的出力 年调节：供水期的平均出力 多年调节：指枯水年的平均出力 ②多年平均年发电量
水电站水能计算
图7-8 设计枯水年调节(tiáojié)流量计算示意图
第二十二页，共61页。
（1）用等流量(liúliàng)法进行设计枯水年的水能计算 例7-2 ：以发电为主的某年调节水电站，设计保证率P=90%，水库
正常蓄水位为133.0m，死水位为110.0m，水库水位库容关系、下 游水位流量关系如表7-2。由分析计算得出坝址处的设计枯水年 流量过程(guòchéng)，如表7-3中①、②栏。初步计算暂不计水库 的水量损失，水头损失按1.0m计算。试用等流量法推求该水电站 的保证出力和保证电能。
第十九页，共61页。
设计(shèjì)枯水年
频率计算
实测(shícè)径 流序列
法
设计(shèjì)枯水 年径流
兴利调节计算
设计年径流量
年内分配
设计枯水年供水期调节流量
水能计算 等流量或等出力
供水期的平均出力，即为年调节水电站的保证出力
第二十页，共61页。
长序列(xùliè)法
逐年(zhúnián)进行兴利调
4
14.9
14.9
0
0
7.70
7.70 110.0 82.90 1.0 26.10 3111 227
5
41.5
35.0
6.50
6.50
14.20 10.95 114.2 83.65 1.0 29.55 8274 604
6
55.3
35.0
20.30
20.30
34.50 24.35 126.5 83.65 1.0 41.85 11718 855
水电站的保证出力和发电量计算，是水能计算的重要 环节、故通常又将保证出力和发电量计算称为水能计 算。
《水资源规划及利用》课程笔记
《水资源规划及利用》课程笔记第一章水与人类文明1.1 水的星球- 地球表面约71%被水覆盖，其中97.5%为海水，2.5%为淡水。
- 地球上的水资源主要分布在海洋、河流、湖泊、冰川、地下水等地方。
- 海洋是地球上最大的水体，占地球水资源总量的97%。
1.2 水的解读- 水是由两个氢原子和一个氧原子组成的化合物，化学式为H2O。
- 水具有固态、液态和气态三种状态，是自然界中唯一具有这些状态的物质。
- 水具有高比热容、高热膨胀系数和良好的溶解性等特点，对调节气候、维持生态平衡具有重要意义。
- 水的密度在4℃时最大，这一特性对水生生物的生存具有重要意义。
1.3 水文循环- 水文循环是指地球上水分在不同形态和空间位置之间不断循环的过程，包括蒸发、降水、入渗、地表径流和地下水流等环节。
- 蒸发是指水从地表和水体表面转化为水蒸气进入大气的过程。
- 降水是指大气中的水蒸气凝结成水滴或冰晶并降落到地面的过程，包括雨、雪、雾、露等形式。
- 入渗是指降水或地表水进入土壤并被土壤吸收的过程。
- 地表径流是指降水或融雪后，在地表流动并最终汇入河流、湖泊或海洋的过程。
- 地下水流是指地下水在地下的岩石或土壤空隙中流动的过程。
1.4 水之利害- 水资源对人类社会的利益包括提供饮用水、农业灌溉、工业用水、发电等。
- 水资源对人类社会的潜在危害包括洪涝灾害、水资源短缺、水污染等问题。
- 洪涝灾害是由于降雨过多、河流泛滥等原因导致的水灾，对人类生活和财产安全造成威胁。
- 水资源短缺是由于人口增长、城市化、工农业发展等原因导致的水资源供需矛盾，影响人类的正常生活和经济发展。
- 水污染是由于人类活动导致的水质恶化，对人类健康和生态环境造成危害。
第二章面临的水问题2.1 洪涝灾害频繁成因与危害- 洪涝灾害是指由于降雨过多、河流泛滥等原因导致的水灾，对人类生活和财产安全造成威胁。
- 洪涝灾害的成因包括气候变化、地形地貌、水文条件、人类活动等。
水力学及水能计算考试模拟题(附参考答案)
水力学及水能计算考试模拟题（附参考答案）一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、对放大后的设计洪水进行修匀是依据（）。
A、典型洪水过程线的变化趋势B、水量平衡C、过程线光滑D、过程线与典型洪水相似正确答案：B2、某重要城市的防洪设计标准Ｐ＝0.5％，则该城市的洪水重现期Ｎ为（）。
A、50年B、200年C、150年D、100年正确答案：B3、可能对水库兴利调度产生影响的水库防洪特征水位是( )。
A、校核洪水位B、防洪高水位C、设计洪水位D、防洪限制水位正确答案：D4、当流域下垫面条件发生变化时，对年径流资料进行修正，主要是为了满足水文资料（）的要求。
A、代表性B、可靠性C、一致性D、合理性正确答案：C5、对设计流域历史特大洪水调查考证的目的是（）。
A、使洪水系列延长一年B、提高系列的可靠性C、提高系列的代表性D、提高系列的一致性正确答案：C6、甲、乙两流域除流域植被率甲大于乙外，其它流域下垫面因素和气象因素均相同，对相同降雨所形成的流量过程，甲流域的洪峰流量比乙流域的（）。
A、峰现时间晚、洪峰流量大B、峰现时间早、洪峰流量大C、峰现时间晚、洪峰流量小D、峰现时间早、洪峰流量小正确答案：C7、某河段上、下断面的河底高程分别为725m和425m，河段长120km，则该河段的河道纵比降（）。
A、2.5‰B、2.5C、2.5%D、0.25正确答案：A8、根据测站的性质，水文测站可分为( )。
A、水位站、流量站B、基本站、专用站C、基本站、雨量站D、水位站、雨量站正确答案：B9、对特大洪水进行处理的内容是（）。
A、选择设计标准B、经验频率和统计参数的计算C、插补延展洪水资料D、代表性分析正确答案：B10、甲乙两流域，除流域坡度甲的大于乙的外，其它的流域下垫面因素和气象因素都一样，则甲流域出口断面的洪峰流量比乙流域的（）。
A、洪峰流量小、峰现时间早B、洪峰流量大、峰现时间早C、洪峰流量大、峰现时间晚D、洪峰流量小、峰现时间晚正确答案：B11、无调节水电站与日调节水电站在水能计算上的主要差别在于( )。
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平均流量(m3/s)
338 363 388 413 438
非冲沙期次数 (次) 22 153 467 836 675
冲沙期次数(次) 全年次数(次)
22 153 467 836 675
6 451-500 7 501-600 8 601-700 9 701-850 10 851-1000 11 1001-1250 12 1251-1500 13 1501-1750 14 1751-2000 15 2001-2250 16 2251-2500 17 2501-3000 18 3001-4000 19 4001-5000 20 5001-7000 21 7001-7020 合 计
出力
Ni(kW) 109720.77 117621.73 125500.33 133357.25 141193.11 152908.62 176207.92 180346.37 207016.87 213350.00 245145.49 252436.44 290381.94 303744.26 349889.76 366691.44 423086.94 428428.00 489044.39 495073.50 548612.57 565939.89 607191.60
(8)
4 2 5 80 176 331 433 498 472 941 1173 394 126 1
(9)
4636 4632 4630 4625 4545 4369 4038 3605 3107 2635 1694 521 127 1
(10)
100.00 99.91 99.87 99.76 98.04 94.24 87.10 77.76 67.02 56.84 36.54 11.24 2.74 0.02
下游水 位 Zxi(m）
净水头 Hi(m)
出力 Ni(kW)
出力差值 ΔNi(kW)
出现次 数 ni
累积次 数 Sni
保证率 Pi(%)
持续时 间 ti(h)
电能 Ei(万kW.h)
) (3)
469 469 469 469 469 469 469 469 469 469 469 469 469 469
7900.96 7878.60 7856.92 7835.86 11715.51 23299.30 30808.95 38128.62 45236.45 59507.82 73197.18 71986.56 70866.39 69818.18 68829.04 101495.54 197175.76 251992.91
下游水位(m) 433.34 433.42 433.52 433.6 433.68 433.8 434 434.26 434.48 434.84 435.16 435.52 435.86 436.2 436.5 436.8 437.2 437.96 438.94 440.26 441.04
加入图形1
二、基本数据
出 力 系 数 A：8.2 冲 沙 期 ：6-9(月) 非冲沙期上游水位 ：474（m） 冲沙期上游水位 ：469（m） 水 头 损 失 ：1（m） 设 计 保 证 率 ：75（%）
历年日平均流量出现次数统计表
NO. 流量等级(m3/s)
1 326-350 2 351-375 3 376-400 4 401-425 5 426-450
电能
Ei(万kW.h) (12)=(7)× (11)
4602.357 4545.835 4379.645 4045.792 5490.455 9579.184 10381.580 10486.789 10219.667 10742.280 10003.624 6917.607 4701.692 3083.693 1904.346 1697.061 1611.120 453.146
1148 1203 764 799 647 828 714 736 731 723 594 1090 1226 396 126 1 13879
上游水 位 ) Zsi(m) (3)
474 474 474 474 474 474 474 474 474 474 474 474 474 474 474 474 474 474 474
475.5 550.5 650.5 775.5 925.5 1125.5 1375.5 1625.5 1875.5 2125.5 2375.5 2750.5 3500.5 4500.5 6000.5 7010.5
1148 1203 760 797 642 748 538 405 298 225 122 149 53 2 0 0 9243
100.00 99.76 98.11 93.05 84.01 76.71 64.29 51.27 43.05 34.43 27.48 19.39 13.57 9.19 5.96 3.53 2.21 0.60 0.02
持续时 间 ti(h) (11)
5832 5825 5769 5574 5163 4686 4111 3369 2750 2259 1805 1366 960 663 441 276 167 81 17
上游水 位 Zsi(m)
注1：第(2)栏Qi在表中自上而下，按数值由小到大排列； 注2：第(5)栏的数值等于本行第(3)栏的数值与第(4)栏的数值之差再减 去水头损失，Hi=Zsi-Zxi-ΔH； 注3：第(7)栏的数值等于本行第(6)栏的数值与上一行第(6)栏的数值之 差，ΔNi=Ni-Ni-1； 注4：第(9)栏的数值为来自本表第(8)栏的数值之最末一行向上逐渐累 积，即Sni=Sni+1+ni； 注5：第(10)栏的Pi=Sni/Sn1； 注6：第(11)栏的ti=8760(或t1)×(Pi+Pi-1)/200，当i≥2时； 注7：第(13)栏的第一行数值SE1=N1×t1； 注8：第(13)栏其它行SEi=SEi-1+Ei； 无调节或日调节水电站冲沙期(6-9月)水能指标计算表
4 2 5 80 176 331 433 498 472 941 1173 394 126 1 4636
下游水位流量关系曲线
NO. 流量(m3/s) 1 338 2 363 3 388 4 413 5 438 6 475.5 7 550.5 8 650.5 9 775.5 10 925.5 11 1125.5 12 1375.5 13 1625.5 14 1875.5 15 2125.5 16 2375.5 17 2750.5 18 3500.5 19 4500.5 20 6000.5 21 7010.5
(11)
2928 2926 2924 2922 2895 2814 2654 2413 2119 1813 1367 699 204 40
(12)=(7)× (11)
9659.292 11432.169 14995.385 18228.177 17378.516 16092.694 14377.250 12416.289 15615.921 22751.278 14758.399 6052.676 754.076
(6)
180346.37 213350.00 252436.44 303744.26 366691.44 428428.00 489044.39 548612.57 607191.60 693312.14 859737.91 1070730.82 1366514.90 1553070.08
(7)
33003.62 39086.45 51307.82 62947.18 61736.56 60616.39 59568.18 58579.04 86120.54 166425.77 210992.91 295784.08 186555.18
三、计算结果
下游水 位 Zxi(m） (4）
净水头
Hi(m) (5)
433.41 433.48 433.55 433.62 433.69 433.78 433.96 434.19 434.45 434.74 435.09 435.49 435.86 436.20 436.52 436.83 437.26 438.05 438.99
ΔNi(kW) (7)
出现次 数 ni (8)
累积次 数 Sni (9)
保证率
Pi(%) (10)
109720.77 117621.73 125500.33 133357.25 141193.11 152908.62 176207.92 207016.87 245145.49 290381.94 349889.76 423086.94 495073.50 565939.89 635758.06 704587.10 806082.64 10032153 467 836 675 1148 1203 760 797 642 748 538 405 298 225 122 149 53 2
9243 9221 9068 8601 7765 7090 5942 4739 3979 3182 2540 1792 1254 849 551 326 204 55 2
出力差值
ΔNi(kW)
7900.96 7878.60 7856.92 7835.86 11715.51 23299.30 4138.46 26670.50 6333.12 31795.50 7290.95 37945.50 13362.32 46145.50 16801.68 56395.50 5341.06 60616.39 6029.11 53539.07 17327.32 41251.71
计算说明书
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ━━━━━━━━━━━━━━━
工程名称：工程1 计算类型：无调节或日调节水电站水能计算
一、计算原理 1.计算方法和公式 按照《小水电水能设计规程》(SL 76-2009)附录C及《水能设计》(上册)第一章第五节所述