浅论引水式无调节水电站装机容量的确定

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1、浅论引水式无调节水电站装机容量的确定沈国民(陕西省宁强县水利水电工作队陕西宁强724400)摘要：阐述了农村引水式无调节水电站装机容量的各种计算方法，推荐出最直观、简洁、实用的计算方法，以满足无资料地区农村小型水电站规划设计工作屮水能分析计算的需要，提高了规划设计的进度和质量，具有一定的参考和指导作用。关键词：无调节水电站多年平均发电量装机容量年利用小时农村小型水电站工程多分布在山区小流域、小河道上，电站以引水式无调节电站为主，装机容量大多在500〜lOOOOkw之间，由于电站所处流域或河道大多无原始的水文资料系列和实测流量观测记录，河道分级流量及

2、其出现的天数很难确定，因而在规划设计阶段，水能计算中诸如设计保证流量、多年平均发电量等动能指标很难准确界定和计算，给电站水能计算工作带来很大困难，影响着整个设计工作的进行。笔者结合无调节水电站的特点，通过实际参加多起小水电规划工作和具体的水电站工程初步设计工作后，对水文资料缺乏区的引水式无调节电站水能计算方法和装机容量的确定方法进行了总结，推荐出简洁、明了而乂可行的装机容量确定方法,为电站设计工作的快速开展奠定基础。一、装机容量计算方法的现状及存在问题1、冃前通用的几种装机容量计算方法。(1)将水电站的装机容量区分为工作容量、重复容量及备用容量，考

3、虑到设计水电站在电力系统负荷中的工作位置及水电站木身的水文及调节特性，分别确定三部分容量。用公式表示为:N装=NZ：+N备+N重计算重复容量的公式为:(*)=式屮：（h）——重复容量最后增加的一个千瓦在一年内的有利工作小时数;a——水电站所增加的每千瓦容量投资（元）；b——水电站所增加每千瓦容量的年运行费（元）；C—一电力系统中火电站上生产一度电的煤耗成本（元）；d——燃料基地的单位投资（元/度）;T——补充投资的抵偿年限。应用木方法时要求有确切的设计负荷图及必要的经济指标，故多用于大中型水电站的设计屮。（2）设计保证出力倍比法，用公式表示为：N装

4、=mN保此处ni—待选择的倍比系数，一般建议按水电站在电力系统屮的比重及其本身的调节情况来选择；其变化范围为（1.5〜5.5）甚至更大。N保一一符合设计保证率耍求的时段（日）平均出力；目前在小型水电站设计中，设计保证率一般均采用75%〜80%,亦有采用50%或人于80%。（3）装机容量年利用小时数法，用公式表示为:N装二E/h此处，E——多年平均年发电量（度），h——装机容量年有利工作小时数，其选择考虑因素，基本上与前述倍比系数m相同，目前建议的变化范围为（2500-6000）小时，甚至更大。2、上述方法计算屮存在的问题和实用性分析(1)农村小型水

5、电站设计中，负荷资料很难准确统计，一般均难以绘制确切的负荷图。故利用第仃)法按水电站在电力系统中的工作位置分别确定工作容量，备用容量及重复容量甚为困难，釆用的不多。(2)上述第二种方法是一次确定总装机容量的简化法，但在选择参数m时缺乏统一标准，目前建议的数字变化范围乂较大，认识上很难统一，因此在实际工作中常常是以“行政手段”“领导定案”代替了科学计算以最终确定装机容量，因而装机容量不是定的太低，便是太高。(3)±述第三种方法重点是装机年利用小时数的确定，目前小水电多以上网方式运行，为多发季节性电能，装机年利用小时数一般不要求过高，结合小水电在电力系

6、统屮所占的比重，一般在3000〜4000小时Z间，较容易确定。多年平均发电量可按公式E=A.Q.H.T直接计算，式中A为出力系数，一般取7.0,Q为发电流量(m3/s),H为设计水头(m),T为发电流量持续的时间(小时)。电站所处河流有逐日流量观测记录的，可进行流量分级和排频计算，根据排频流量和流量持续的天数时间进行计算，后进行发电量累计。但农村小型水电站，往往无逐日流量观测记录,按逐H流量分级排频计算，难度很大。为满足规划和初设的精度要求，可根据电站所在河流丰、中、枯三个年份的月平均流量进行计算，大犬减少了计算难度。因此,装机年利用小时数法对于农

7、村引水式无调节水电站装机容量的确定较为简洁、准确和实用，也是笔者重点推荐方法。二、装机年利用小时法确定装机容量的具体计算过程1、基础资料的确定基础资料主要包括电站所在河流的流域特性及径流特性。重点要确定出电站取水枢纽以上的河道长度、河道纵比降、控制流域而积和河道枯水期最枯流量，同时述要确定流域内多年平均降雨量、多年平均径流深、年径流系数等主要参数，为电站取水枢纽以上多年平均径流量的计算奠定基础。河道纵比降、最枯流量可通过实测确定，其他主要参数可通过流域图或1/50000电子地形图和相关的《区内实用水文手册》获取，难度较小。2、基础资料搜集完成后，即

8、可进行电站取水枢纽处多年平均径流量的计算。在规划和初步设计阶段,多年平均径流量的计算可采用多种经验公式进行。多年平均径流量