清河水库水电站装机容量的计算

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规划设计东北水利水电2016年第6期[文章编号]1002-0624(2016)06-0008-02清河水库水电站装机容量的计算林长茂(辽宁省清河水库管理局，辽宁铁岭112003)[摘要】根据清河水库长系列径流调节计算，按用水需求程度确定4种不同发电流量方案，计算设计水平年的流量、水头、出力保证率和电能累积曲线，得到水利动能计算的参数，分析不同方棠的装机、出力及年利用小时数，从而确定水电站装机容量。【关键词】清河水库；流量；水头；出力；装机容量【中图分类号]TV734[文献标识码]B清河是辽河左侧的较大支流，流域面积52532发电流量方案确定km2，河长171km，河道比降1．58~／oo。清河水库为清通过清河水库水资源平衡供需分析，水库可河流域的控制性工程，是一座具有多年调节能力的以用来发电的水量为8．47x108m3。其中大凌河河大(Ⅱ)型水利工程，承担辽河中下游灌溉和清河区口环境水量主要是通过白石水库供环境用水，此防洪、工业以及城市供水等综合任务。水库控制集水量不经过清河电站，城市生活与工业用水也不水面积2376km2。坝址处1956--2007年多年平均经过清河电站，如果经过电站放流，需要再次泵站径流量5．08xl08na3。清河水库多年平均放流量为加压提水，增加额外投资，不经济。辽宁省重点输4．3xl08m3，随着辽宁省重点输水工程竣工后，设计水工程的调入水量是根据用户实际需求而逐步实水平年(2040年)将有5．96x108m3的水量调入清河施加大的过程，根据不同用水户需求紧迫程度确水库，清河水库将增加下游补水任务，水库放流量定以下4个方案：将达到8．47xlo8m3，水能资源将更加丰富。方案1：发电水量与现状水库放流情况接近，放1径流调节计算流水量为4．95x108m3，包括直供农业5．2xl07m3，下游区间农业2xl08rn3和水库弃水2．42x108rn3。以1956-2007年共52年长系列径流资料为方案2：考虑到调水量增加后，环境水量是能基础，按2040年为电站设计水平年，考虑输水工够容易满足的，在方案1的基础上增加生态用水程建成后调入水量，在满足流域用水需求的基础1．09xl08m3，总发电水量为6．03x10sm3。上，通过径流调节计算，可为铁岭市清河区和开原方案3：河道冲沙是需要进一步研究后，科学市多年平均提供城市生活和工业水量9．5xl07m3，多年平均直供农业供水量5．2x107，补偿辽河干．调度的一个过程，需要在环境水量之后进行实施的，此方案在方案2的基础上再增加河道冲沙水流农业缺水量2xl08m3，高效农业水量1．7xl08rn3，量7．3x107rn3，总发电水量为为6．77x108m3。库下环境补水量为2．3x107m3，辽河河道内环境水方案4：在方案3基础上加高效农业用水量量为8．6xl07m3，增加大凌河流域河道内环境水量1．70x108m3，总发电水量为8。47x108m3，达到设计6．7xlO7rn3，增加辽河河道冲沙水量7．3x107rn3；清水平年的供水规模。高效农业用水是需要配套设河水库总供水量为7．66×108m3，水库弃水量施、需要大量投资及时间的，所以此水量是在其它2．42x108rn3o·8· 2016年第6期东北水利水电规划设计用水户满足后才能最终满足。表2净水头参数表m3电站尾水位确定厂址下游为新建尾水渠，无实测的水位一流量关系曲线，采用电厂明渠均匀流计算尾水水位一流数，取8．5；Q——发电引用流量，m3／s；——电站量关系曲线。电站尾水渠宽22．5tn，设计比降发电净水头，m。其中：日=H一Hoo~v一(H0．001。计算公式为：水库时段平均水位，m；日哪|厂电站尾水位，m；Q=oc(1)水头损失，m；)。式中：流量，m3／s；n广—过水断面面积，m2；电能计算采用公式：R——水力半径，m2；c—一谢才系数；71．糙率，取E=Nt0．017。3台机组满负荷发电时的正常尾水位为式中：Ⅳ-_一句平均出力，kw；t——发电时间，h。95．46m，单机满负荷发电时的最低尾水位94．84m。按s2年长系列方法进行计算，分别得到设计水平4水头年方案四的流量保证率曲线、水头保证率曲线、电能累积曲线、出力保证率曲线。1)清河水库流量～水位～水头关系根据重点输水工程清河水库水量调度方案，6装机容量的确定对1956-2007年水文资料进行还原，查得流量一根据不同的发电水量方案，进行水利动能计水位～水头关系表，见表1。算，得到4个方案的动能计算参数。通过对不同的表1流量一水位一水头关系表方案的装机与电量及年利用小时数的分析，装机在12．5~17．5MW时，多年平均发电量的差值在200万kW·h以上，差额值比较大，增加装机容量，电量增加效果明显；在装机20MW以上时，再增加装机容量，多获得的电量比较少，说明水能资源已基本利用完毕。在年利用小时数方面，在装机12．5~17．5Mw左右时，年利用小时数在3000h左右，增加装机容量年利用小时数减少到2000h左右，方案一是在初期供给用水户水量少的情况下，年利用小时数减少到1500h左右，年利用小2)水头损失时数太少。水头损失依据电站进水管路确定的沿程水头综上所述，经过水能计算，初选装机在12．5—损失和局部水头损失，根据水工布置，确定水头损17．5MW范围内，水能资源利用充分。根据北方地失为0．5m。根据清河水库水位变化过程线、清区小型水电站装机经验，年利用小时数在3000h河电站水头损失以及确定的尾水位高程，采用52左右比较合适，故工程拟定装机容量15MW"。年长系列方法进行计算，清河水库4个出流方案7结语净水头参数如表2。清河水库在辽宁省重点输水工程竣工后，将5电能累积计算同时肩负起辽河生态补水、高效农业供水等多项采用52年长系列句平均流量过程线进行调供水任务，水电站属水库水资源综合利用开发项节计算。目，该水电站的引用流量受清河水库水量调度的出力采用下面计算公式：控制。为了充分利用当地水能资源，提高电站的利N=A(2)用率，电站调度人员应与重点输水工程管理单位式中：Ⅳ-月平均出力，kw；A——综合利用系(下转第35页)·9· 2016年第6期东北水利水电水生态环境失补偿费等。用于农村环境综合整治中。设。对造成山林生态破坏，舍场、废弃尾矿库、露天6)财政政策工具对于农村环境综合整治具有堆放废渣进行生态修复和治理。建设一级保护区重要作用，财政政策工具的运用与创新，能够发挥的退耕还林、还草，居民迁移、养殖场和工矿企业巨大的政策效应。实施“工业反哺农业、城市支持关闭搬迁。农村”的经济发展思路。这种发展思路及有关政策3)农村生态建设、点源及面源治理、生态修的实施，实际上是对农村的一种补偿，具有补偿效复、生态农业项目前期建设。实现绿色管理。通过应。如，运用税收和非税收入等政策工具，对城市延伸上中下游产品链，促进企业集群化，构建不同地区和污染行为进行征税和收费，能够为农村环的跨行业的产业生态链。发展有机、绿色、无公害境综合整治筹集到资金，并通过财政支出、财政补农业，有效控制农业面源污染。延长农业产业链，贴和转移支付等政策工具将资金投向饮用水源保提高农产品的资源利用率低，发展有机、绿色、无护区的农村地区，支持农村环境的综合整治，由此公害农业。有效控制农业面源污染。积极推进企业实现补偿效应。清洁生产。大力开发循环、绿色技术和绿色工艺实7)财政对农村环境基础设施进行投入，完善施“有毒物排放清单”制度和零排放试点工程。构建环境设施体系，包括建设农村污水处理设施，进行环境友好型和谐社会中快速发展生态服务业种类。污水集中处理，同是可以引入市场运营机制，带动4)汇水区生活污水污染治理，畜禽粪便污染相关产业的发展；建立规模化禽畜养殖场废弃物治理。实施建设流域乡镇垃圾处理厂、流域生态环污染处理与资源化利用设施，同时可以带动畜禽境综合整治。建设运行水库上游8城镇污水处理粪便加工，实现循环生产。发挥出乘数效应。厂。建设水库上游危险废物焚烧炉，消除挥发酚、8)财政补贴等政策工具，发挥激励效应。通过氰化物、铅、铬等有毒有害物质对大伙房水库水质环境税费等政策工具，增强社会经济主体的环保意的安全隐患。识，限制经济主体的环境污染行为，发挥约束效应。5)以投放滤食性鲢、鳙鱼(滤食性鱼类放流)为主的库区生物操纵工程，完善保水渔业可持续4大伙房水源保护区生态保护与建设工程发展工程，生态浮岛、生态墙、入库湿地为辅的水1)通过生态建设降低区域内高能耗、高物耗、库控藻工程，吸收水库水中氮、磷等营养物质。最高污染企业所占比重。充分发挥水源保护区三县终达到净化水质。开展水库生物多样性与物种基资源优势和产业优势。全面实施退耕、补植护堤因库保护、水生态健康评估、水生态安全预警监控林、设置封育围栏、河道内垃圾、废弃砂场、占河弃应急处置、无人机巡查、科技支撑系列工程建设。渣、青山工程，全面实施封山禁牧。2)实施农村环境连片综合整治，农村基础设【收稿日期12O16—04—16施建设，农村排水管网、污水处理和垃圾填埋场建(上接第9页)和清河水库管理局加强沟通，在保证水库补水任[参考文献]务的前提下，合理安排供水时段和放流量，以增加[1]陈元芳，钟平安等．工程水文及水利计算[M]．北京：中电站出力，提高电站发电效益。小水电是世界各国国水利水电出版社，2013．大力鼓励发展的绿色可再生能源，有利于节能减[2]刘启钊．水电站(第三版)[M1．北京：中国水利水电出排和地方经济的可持续发展，有力地促进了辽河版社，2012．流域水生态文明建设。【收稿日期】2016-03-25·35·