水能计算及水电站主要参数选择

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1、第11章水能计算及水电站主要参数选择46．什么是水能计算，它的目的和任务是什么？　　水能开发的主要方式是水力发电。水电是一种清洁的能源。　　我国水能资源十分丰富，水能资源理论蕴藏量为6.8亿千瓦，可开发水能资源为3.8亿千瓦，居世界第1位。但目前我国水能资源开发利用程度还比较低，水能资源总开发利用率不足20%。从全国看，我国待开发的水能资源主要集中在西南和西北地区，同时小水电的开发也具有广阔的前景。　　水电站的装机容量、出力和发电量等是水电站重要的指标。有关水电站出力、发电量和其他参数的计算称为水能计算。　　在规划设计阶段，进行水能计算的目的主要是选择和水电站及其水库有关的参数，如水

2、电站装机容量、正常蓄水位、死水位等。　　在运行阶段，水电站的规模已经确定，进行水能计算的目的主要是为了确定水电站在电力系统中最有利的运行方案。47．什么是电力系统，什么是电力系统负荷图？　　在一个区域中，将各种发电站用输电线路联系起来统一向用电户供电称为电力系统。　　电力系统的容量和发电量应满足国民经济各个部门的需要。电力系统的负荷是随时变化的。目前，电力还不能大规模地储存，故系统中各种电站的发电出力需按照负荷的变化而变化。电力系统负荷图即为反映电力系统负荷随时间变化的图线。　　（1）电力系统日负荷图　　文字教材中的图11.14为电力系统日负荷图及电能累计曲线。该图左边为日负荷图，其

3、纵轴表示电力负荷（单位为万千瓦或者兆瓦），横轴表示时间（单位为小时）。电力系统日负荷图表示在一天之内负荷随时间变化的情况。按照负荷变化的情形，日负荷图可分为峰荷、腰荷、基荷三个区（如文字教材图11.13所示）。图11.14的右边为日电能累计曲线，它表示电力负荷与其相应的日电能的关系。不同负荷在日负荷图中对应的面积即为日电能，在图中以横坐标表示。　　（2）电力系统年负荷图　　电力系统年负荷图又分为年最大负荷图和年平均负荷图。年最大负荷图表示系统每天的最大负荷在一年中的变化情况。年平均负荷图表示系统每日的平均负荷在一年内的变化情况。图11.15即为电力系统的年最大负荷图，图11.16为电

4、力系统的平均负荷图。这两幅图实际上都进行了简化，即认为在一个月内日最大负荷和日平均负荷是不变的，故两种年负荷图都呈阶梯形。　　需注意，日负荷图和年负荷图存在着对应关系。48．什么是水电站保证出力？　　水电站利用水能生产电能。如前述，河川径流具有不均匀性和随机性，因水电站水库的调节能力是有限的，故使水电站能够提供的电能具有随机性。　　在电力系统中，电力负荷是由火电站、水电站以及核电站共同承担的（目前我国核电站装机容量和发电量所占比率均很小），为使电力系统安全、可靠地满足国民经济各部门的需要，要求水电站能够按照一定保证率，比较有把握地承担电能和负荷。　　保证出力是水电站在长时期工作中，相

5、应于设计保证率的控制时段（比如供水期或枯水期）的平均出力。保证出力的概念十分重要。首先应明确，保证出力具有统计意义，它相应于设计保证率。　　另外，保证出力虽然是“出力”，其单位是千瓦或者兆瓦，但它是一个时段的平均出力，故实际上保证出力表示的是水电站提供电能的能力，而不是承担电力系统瞬时负荷的能力。可以说，保证出力是表示水电站能够有把握地承担多少电能的指标（水能计算中，又将符合设计保证率的水电站在控制时段内提供的电能称为保证电能。实际上，保证电能和保证出力的意义相同，只是表达方式不同）。　　再有，保证出力的控制时段是指水电站发电受到限制的时段。一般情况下，水电站发电受水量限制，控制时段

6、就是枯水期或供水期，但也可能有其他情况。如低水头径流式电站，丰水期可能因水头减小，发电受到限制。又如有的水利枢纽可能因为综合利用的其他要求，使发电受到限制。对于类似这样的情况，保证出力的控制时段需另作具体分析。　　还应当明确，保证出力实际上是水电站正常工作的最小平均出力。　　文字教材中介绍了不同调节能力的水电站进行保证出力计算的具体方法，同时提供了例题。49．电力系统的容量如何组成，各部分容量有何意义？　　从不同角度进行分析，电力系统的容量组成情况不同。　　进行规划设计时，对于电力系统的容量应按照需要分别考虑，此时可将电力系统的装机容量看为由以下几部分组成：　　（1）最大工作容量。满

7、足系统最大负荷要求的容量称为最大工作容量。系统的最大工作容量应等于电力系统的年最大负荷值。　　（2）备用容量。备用容量又包括：　　1）负荷备用容量。即为平衡系统的跳动负荷（突荷）而设置的备用容量。系统负荷的变化是不平缓的，有时（如大型机电设备启动、大量用户同时开始用电等）可能出现集中增加的负荷，此时需由负荷备用容量来平衡。　　2）事故备用容量。当系统中机组突然出现故障时，需要替补机组投入运行，为此设置的备用容量为事故备用容量。　　3）检修备用容量。为保证正