甘肃电力系统水力发电厂水务计算规范标准

甘肃电力系统水力发电厂水务计算规范1总则1.1为规范有关水电站运行中有关水位、入库流量、发电流量、溢流量、排沙及其他用水流量、发电耗水率、综合出力系数、节水增发电量等水务数据资料的计算、统计方法，从而为水库调度积累可靠的基本运行资料，不断提高水库调度工作水平，特编制本规范。

1.2水电厂水务计算是水库调度运行工作的一项基本内容，是水电厂了解、分析运行情况，考核运行结果的依据，也是省调制定、调整水电厂短期运行计划，提高经济调度水平的需要。

1.3本规范适用于省调管辖的各水电厂，容量在2兆瓦及以上的水轮发电机组都应列入水务计算范围。

2计算原理及基本数据、资料2.1计算原理2.1.1水量平衡原理水量平衡原理是指在某一时段内入库水量和出库水量之差等于这一时段内水库蓄水量的变化。

即：-=WW∆V入出W―某一时段内水库的入库水量，包括上游河道来水，以及库区降入水及周边降雨汇入水量（立方米）。

W―该时段内水库的出库水量，包括发电用水及其它不通过水轮机出而单独引用的灌溉、排沙、排污等兴利用水，溢弃水量，以及蒸发、渗漏、结冰等损失水量等（立方米）。

对于水库尚未建立完整的库区蒸发、渗漏、结冰观测系统，缺乏计算依据的，这部分损失水量可暂不计算，但应积极开展有关观测，条件具备时再做计算。

∆―该时段内水库蓄水量的增减值，蓄水量增加为正，蓄水量减少V为负（立方米）。

2.1.2水电厂动力特性公式对于单台机组h81=η.9N⨯Q⨯⨯其中N―水轮发电机组输出功率简称有功出力（千瓦）；h―水头（或称毛水头）（米）；Q―水轮机引用流量（立方米/秒）；η、发电机效率η―水轮发电机组效率，它小于1，等于水轮机效率水机η及机组传动效率传η的乘积。

电机对于全厂一般用h=⨯QKN⨯其中N―水电厂所有水轮发电机组的有功出力总和（千瓦）；h―电厂发电毛水头（米）；K―称为水电厂的综合出力系数，其反映了水流的势能在转化成水轮发电机组电能过程中的能量损失，其设计值一般为8.3左右，调度运行中可根据实际运行资料确定。

2.2基本数据、资料2.2.1发电量发电量按每台机组分别读取，应采用水轮发电机组的出口电量，不能以实际发电量减去厂用及线路、变压器等设备的损耗后的上网电量代替。

2.2.2水位水位包括水库上游（坝前）水位及下游发电尾水位，可通过实地水尺读数（实测水位）或自动水位采集远传装置（自记水位）得到。

水位有效数位计至0.01米。

实测水位每日应至少在8时观测记录一次。

水库水情日报中的8时水位应采用实测值。

自记水位根据水位变化程度连续或间隔记录整点数据，用来计算时段（日）平均水位。

对于一日内水位平稳变化、变幅较小的水库，可直接用昨日与当日的两个8时（或当日0时和24时）水位的算术平均值作为日平均上游水位。

对于一日内水位反复变化、变幅较大的水库，应采用多点水位按记录时段长的加权算术平均值作为日平均上游水位。

由于水电厂日内发电出力过程变化较大，日平均发电尾水位应采用多点水位按记录时段长的加权算术平均值。

对于由于发电机组安装位置不同，机组间发电尾水位差距较大的，应分别观测记录，并分别计算其发电水头。

多点水位按记录时段长的加权算术平均计算公式为：()()()()()()2412221123321221⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯+++-⨯++-⨯+=--n n n n T T H H T T H H T T H H H Λ式中H 为日（昨日8时至当日8时或当日0时至24时）平均水位；i H 为i T 时刻对应的水位，1H 为昨日8时（或当日0时）水位，n H 为当日8时（或当日24时）水位。

2.2.3发电水头机组发电水头损失尾水位上游水位h H H h --=，其中损失h 为水头损失，包括拦污栅压差、沿管路损耗的水头。

实际计算中，可采用时段（日）平均毛水头作为发电水头，即尾水位上游水位H H h -=。

水头有效数位计至0.01米。

2.2.4溢流闸门开度及启闭时间、机组启停时间等数据按规定准确记录。

2.2.5库容曲线水库库容曲线需制成水位～库容查算表，一般有效数位记至1万立方米。

为水务计算使用方便，可将库容换算为以“（立方米/秒）·日”为单位的水库水位～蓄流量查算表，换算关系为：1亿立方米=86400108（立方米/秒）·日。

水库应根据有关规定定期施测库区地形，并及时修正库容曲线。

2.2.6闸门泄流曲线泄水建筑物泄流曲线应采用设计提供资料或经试验率定成果，并制作相应的上游水位～闸门开度～泄流量三维查算表。

2.2.7机组动力特性曲线机组动力特性曲线由制造厂家提供模型试验资料，一般应经过实地效率实验检验。

实际使用中，需制成发电毛水头～机组出力～水轮机引用流量的三维查算表。

为保证动力特性曲线能真实反映发电机组的实际工况，电厂应在机组进行增容改造、大修或机组更换重要部件后通过机组效率实验，对动力特性曲线进行修正。

3计算工作程序3.1确定计算时段3.1.1日志计算按照行业传统，水电厂水务计算日的划分为昨日8时至当日8时的24小时。

为与电力统计及水文统计时段保持一致，可能需要按照当日0时至24时作为计算日。

日志计算作为水库调度运行的基本资料，须妥善保管，并制作备份。

3.1.2任意时段计算调度运行中，经常需要计算几个到几十个小时任意时段的水务数据，作为调度决策的参考。

3.2运行数据的记录与检查有关运行数据应按照规定按时观测、记录，数据使用前应作必要的检查，确保准确无误。

3.3计算与校核对于经常性计算内容，应规范计算步骤与方法，制作相应的计算表格。

对计算结果，应经过复核。

对于需要向有关部门发报水情的水库，水务日志计算应在每日8时30分前完成并及时报出水库水情日报。

3.4运行资料整编及统计每月初，应结合编制水库调度运行月报对上月的水库水务资料作整体检查，排除错误。

水库调度运行月报表须在每月1日上午完成，并报有关部门。

每年初，应对上年水库水务资料进行整编，并统计编制水库运行综合情况表。

水库运行综合情况表须在每年1月上旬完成，并报有关部门。

各水库管理部门应定期编制、刊印包括水务资料等内容的水库运行资料。

4计算方法4.1发电流量发Q 、发电水量发W某一时段t ∆水电厂的第i 台发电机组（全厂共有n 台发电机组运行）的电量i E 可以从发电机出口表计抄到，机组的运行时间为t （t 小于或等于t ∆），则该时段的机组平均出力i N =i E /t ，该时段的平均水头尾水位上游水位H H h -=，根据水电厂动力特性计算公式，查机组流量特性关系曲线可以查算到发电流量i Q ，该时段此机组的发电流量为i Q 发 =⨯i Q t /t ∆，电厂总的发电流量发Q =∑=ni 1i Q 发，发电水量发W =⨯发Q t ∆。

4.2溢弃流量弃Q 、溢弃水量弃W假如时段t ∆内水库有溢流闸门启闭，第i 孔闸门（全厂共有n 孔闸门运行）运行时间为t （t 小于或等于t ∆），则可通过泄水建筑物泄流关系曲线查算到闸门泄流量i Q ，则时段该孔闸门的泄流量为i Q 弃 =⨯i Q t /t ∆，时段总的溢弃流量弃Q =∑=ni 1i Q 弃，溢弃水量弃W =⨯弃Q t ∆。

4.3库容差V ∆时段t ∆内时段初水库上游水位为初Z 、时段末上游水位为末Z ，相应的水库库容由水位库容关系曲线查得为初V 、末V ，则时段的库容差V ∆=末V -初V 。

4.4出库流量出Q 、出库水量出W出Q =发Q +弃Q 出W =⨯出Q t ∆4.5入库流量入Q 、入库水量入W入W =V ∆+出W 入Q =入W /t ∆4.6发电耗水率q 、综合出力系数Kq =发W /发E K =N /（⨯发Q h ）4.7节水增发电量、水能利用提高率 考核E =⨯考核K 发Q 节E =发E -考核E水能利用提高率=节E /发E 4.8计算示意图若时段t ∆内水库没有闸门运行，则计算过程中就没有上图中的下半部分，水库的出库流量就等于发电流量。

5水务计算系统5.1目前计算机技术得到快速发展，计算机已应用于各行各业。

为保证水务计算的快速准确，提高工作效率，保证水务计算结果的时效性，各厂应建立水务计算系统，将水务计算工作计算机化。

5.2水务计算系统应达到以下要求。

5.2.1具有良好的人机界面，系统兼容性好，安全性高，操作简单方便。

5.2.2系统数据采用数据库管理，对数据的增加、删除、修改、备份应安全可靠。

系统的有关功能及参数，均可由用户根据实际需要进行修改设定。

5.2.3系统软件采用菜单程序、模块结构，易于扩充，易于移植，不仅可调用实时资料，也可方便调用历史资料。

5.2.4系统应具有任意时段水务计算功能，可方便快速的进行日、旬、月、年、多年的水务计算统计功能。

5.2.4.1目前省调管辖的各水电厂发电机组的人工抄表电量按8小时或24小时一个时段进行，在利用人工抄表电量进行计算时，水务计算系统应具有对应时段的计算功能。

5.2.4.2目前已有的水务计算系统都具有昨日8时至今日8时时段的计算功能，为了与水库下游临近水文站的日均流量（按今日0时至今日24时作为统计时段）对照，水务计算系统应增加今日0时至今日24时时段计算功能。

5.2.4.3随着各水电厂水调自动化系统的相继建立，机组出力、开停机时间、上下游水位、闸门开度等数据已能自动采集，以后建立的水务计算系统应有利用自动采集数据进行计算的功能。

5.2.5系统的数据输入输出应方便明了，在对系统进行一定的设置后，系统对输入数据应能进行判断，帮助用户纠错。

5.3为保证各厂水务计算系统的功能满足“甘肃电力系统水力发电厂水务计算规范”的要求，省调必须派人参加各厂水务计算系统的审查验收。

附录附表1 水务计算常用名词、符号及单位表注：最大最小值(或最高最低值)加脚注max、min、如：Zmax，Qmin等；平均值则在上方加横线。

附表二水电厂运行数据记录表（以刘家峡电厂2003年5月4日为例，各厂可以根据实际情况进行调整）1.刘家峡水库日运行表刘家峡水库日运行表2.刘家峡水库日运行附表刘家峡水库日运行附表3. 刘家峡电厂发电流量计算表刘家峡电厂发电流量计算表4.刘家峡电厂溢流量计算表刘家峡电厂溢流量计算表。