水利水能课程设计资料

1、水利水能规划 课程设计姓名 专业 班级 学号目录1、绪论 32、径流调节与水能计算 52.1水库兴利调节计算 52.2年调节水电站最大工作容量确定 92.3结论 183、计算表及附图1、绪论1.1课程设计的目的使学生加深对水利水能规划课程基本理论的理解，更好地掌握水利水能规划的基本知识 和分析计算方法；培养学生分析问题、解决问题的能力，以及运算、绘图及编写说明书的能 力。1.2基本要求以给定的有关基本资料为依据，应用水利水能规划的理论和方法， 进行具体的分析计算, 根据分析计算成果，编写设计说明书，并附上必要的图表。1.3基本资料和数据（一）电力系统负荷资料1、年负荷图（年最大负荷的百分比）：

2、季度冬春夏秋冬月份123456789101112最大负荷（%989694929088909294 196981002、 设计负荷水平年的最大负荷为100X 104kw3、典型日负荷图（最大负荷百分比）：时序（小时）12345678910111212月7472706872748088969288843、9月706866646670 J7478868480787月676563616367717582807775时序（小时）13141516171819202122232412月80828486909410098949082783、9月7680828486909492888680747月7377798

3、08286908884827770（二）计划兴建一座年调节水电站，其原始资料和已知条件为:1、坝址处设计代表年的径流资料（单位：米 3/秒）月份456789101112123枯水年660 J18402430950570310150709080130400平水年1830 :214026301420840450180140130110120450丰水年2100 :273034002380 11040490260170801001905002、水库容积特性曲线水库水位（米）120130140145150155160165170173水库容积（108米3）1.53.56.99.111.815.119.

4、424.731.537.8（1） 选定水库正常蓄水万案170米（2） 选定水库死水位方案140米 ，3、年调节水电站下游水位流量关系曲线：水位（米）4.05.06.06.5A。7.58.08.38.5流量（米3/秒）60 20049073010701660254031903730水位零点的绝对高程方案90米一 。4.同一设计枯水年供水期无调节水电站（一） 无调节水电站进口处设计枯水年流量资料月份三四五亠:八 :i1七八九十1月平均流斗 3 J 234 i量(m 3/s)II4691440 549iii1i 451322: : !266209:1（二） 无调节水电站枯水期上游水位保持315 m不

5、变u-r ULL一 i 6 - - a ar -7 一36一月份Q 天(m3/s) Z 上(m) Z 下(m) | H'(m)N(104kw)14181.0613.55|81.1910.91|81.693.7981.554.96XbJb re aBW-ra btb | 81.210.52十209315233.94十168315233.81十二58315233.31L _! 亠 1|ba 亠 Hi u 厶 亠 + 亠 m*：“一 76315233.45卜ve BTB 9irwfnwn ssir.mf van ss-kmiBi二 162315233.8（三）相关电站资料及说明1、设计水平年

6、电力系统中火电站的必需容量N火装=72.4万kw2、电力系统中无调节水电站装机容量N无装30万kw3、其他资料拟建年调节水电站单机额定容量为 16万kw拟建年调节水电站重复容量 N重为15.7万kw年调节水电站承担备用容量的1/3，火电站承担2/3无调节水电站枯水期各月平均出力和拟建年调节水电站的效率为0.816h 经济=k 水？( A/P , is , n) + P 水/ (a?)=300X (0.1 X 1.125)/(1.1 25 1) + 0.03 /(1.05 X 0.02)=2002小时1.4设计内容1、熟悉、分析有关资料，绘制相关曲线。2、应用时历列表法进行兴利调节计算。3、应用

7、时历图解法进行兴利调节计算。4、绘制电力系统年负荷图、典型日负荷图及日电能累积曲线。5、根据电力电能平衡，确定拟建年调节水电站的最大工作容量、事故备用容量6、 确定拟建年调节水电站装机容量及电力系统总装机容量。7、对设计资料进行径流调节和水能计算，求水电站多年平均年发电量。1.5成果要求1、设计说明书和计算书各一份2、相关曲线绘图1.6参考资料1、工程水文学2、水利水电规划3、水文分析与计算教材水利水能规划2、径流调节与水能计算月份N(104kw)月份N(104kw)月份N(104kw)月份N(104kw)月份N(104kw)十13.55十一10.91十二3.79-一一4.96-二二10.52

8、2.1水库兴利调节计算2.1.1应用历时列表法进行兴利调节计算一、年调节水电站下游水位流量关系曲线、库容曲线的绘制（一）年调节水电站水位库容关系1、选定正常蓄水位为170米' 死水位为140米2、年调节水电站水位库容对应资料水库水位（米）120130140145150155160165170173水库容积（108米3）1.53.5 6.99.111.815.119.424.731.537.83、由上表资料绘制水位库容曲线年调节水电站ZV关系曲线Z位水库水水库容积特性510152025303540水库容积Vooooo OOOOOO0 8 6 4 2 0 8 6 4 22 1111 1（二

9、）年调节水电站下游水位流量关系1、水位零点的绝对高程 90米2、年调节水电站下游水位流量对应资料下游水位流量关系曲线位 水下游流量水位（米）4.05.06.06.5 二7.07.58.08.38.5流量（米3/秒）60200490730107016602540319037303、由上表资料绘制下游水位流量关系曲线一一年调节水电站一一ZQ关系曲线、用时历列表法进行设计枯水年供水期调节计算(一)计划新建的年调节水电站坝址断面设计枯水年资料月份456789101112123年 平 均月平均流量(米 3/ 秒)设计 枯水 年66018402430950570310150709080130400640(

10、二) 调节流量和供水期起讫月计算正常蓄水位170m,相应库容31.5X108米3；死水位140m,相应库容6.9X108米3 贝U V 兴=V 正一V 死=(31.56.9) X 108 米 3 = 24.6X 108米 3该调节流量一定比二：小，先假设9月到次年3月为供水期由式Q调=(W供+ V兴)/T供得：Q 调=(24.6X 108 +920X 2.63X 106)/( 7X 2.63X 106)= 309.3 m3/s计算得的Q调小于9月份和次年3月份的天然流量，所以，9月份次年3月份不应该包 含在供水期内，即实际供水期应为 5个月，按此供水期再进行计算得 Q 调= (24.6X 10

11、8 +520X2.63X 106)/( 5X2.63X 106) = 291.1 m3/sQ调小于次年3月份的天然流量，大于供水期各月流量，小于非供水期各月流量，故： 调节流量Q调=291.1 m3/s供水期为十月到次年二月(三) 年调节水电站设计枯水年供水调节计算水电站出力及发电量计算时段t月10111212Q天m3/s150709080130Q用291.1291.1291.1291.1291.1水库供水流量-/ Q-141.1-221.1-201.1-211.1-161.1水库供水量-/ W108 米3-3.719-5.815-5.289-5.552-4.237时段初水库存水量V初31.5

12、0027.78121.96616.67711.125时段末水库存水量V末27.78121.96616.67711.1256.888时段初上游水位Z初170. 0167.4162.6157.0148. 6时段末上游水位Z末m167.4162.6157.0148.6140.2月平均上游水位Z上168.7165.0159.8152.8144.4月平均下游水位Z下95.695.695.695.695.6水电站平均水头H73.169.464.257.248.8水电站效率0.8160.8160.8160.8160.816月平均出力N水104kw17.03416.17214.96013.32911.372保

13、证出力N保14.573月发电量E水104kw h12434.8211805.5610920.809730.178301.56保证发电量E保53192.912.1.2用历时图解法进行设计枯水年供水期调节计算(一)水量差积曲线计算年月份月平均流量Q月(m3/s)月水量W月【(m3/s) 月】水量差值W月-W定【(m3/s) 月】水量差积值刀 W 月-W定【(m3/s) 月】0-三400400-240-240四66066020-220五184018401200980六2430243017902770七9509503103080八570570-703010九310310-3302680十150150-

14、4902190十一7070-5701620十二9090-5501070:-一-8080-560510二130130-5100平均值Q=640=Q 定(二)由上表数据绘制水量差积曲线术盲壬和曲钱&具输冨比h?321（m3/s），其供水期约为10月至次年2月（三）图解计算调节流量和供水期讫月份 由水量差积曲线可得设计枯水年的调节流量为2.2年调节水电站最大工作容量确定2.2.1电力系统年负荷曲线和日电能累计曲线绘制2、由资料绘制电力系统年负荷图（一） 1、设计符合水平年电力系统年负荷图资料（1）年负荷图（年最大负荷的百分比）季度冬春夏秋冬月份123456789101112最大负荷（%989

15、6 194929088909294 19698100（2）设计负荷水平年的最大负荷为100X 104kw（三）设计负荷水平年电力系统典型日负荷图及日负荷分析曲线绘制1、典型日负荷图（最大负荷百分比）：时序（小时）1234567891011 1212月7472706872748088969288843、9月7068666466707478868480787月676563616367717582807775时序（小时）13141516171819202122232412月80828486909410098949082783、9月7680828486909492888680747月737779808

16、2869088848277702、推测并求出水平年电力系统典型日负荷表3、绘制典型日负荷图及电能累计曲线Doo o o o w 8 6 4 27月B巨旅負荷圏和曰邑匪枚黑曲我10080co就貰计值420Fkw h )t(h)3号日电能贷荷團和E电菱枳累曲线34、) ssDoo Doo 0 8 6 4-24812t (h)'5kw h)9月日旦能©荷匿和E电能祝索曲线t （h；（万也 h）一E O 0 0-0 0 0 0108 6 4 212月日电能负荷圏和日电匪秩累曲銭二ii222年调节水电站最大工作容量 ' 备用容量 ' 和必需容量计算（一）年调节水电站确定

17、最大工作容量计算 1年调节水电站确定最大工作容量计算表年调节水电站确定最大工作容量计算表月/份10111212平均Q调m3/s291.1291.1291.1291.1291.1291.1H供m73.169.464.257.248.862.54N保、年万kw14.573N保、供万 kw - h53192.91在本设计中，所设计水电站为年调节水电站，年调节水电站的最大工作容量N水、工，主要取决于设计供水期内的保证电能 N保、供，现将用电力、电量平衡法确定最大工作容量的步骤分 述如下：确定拟建水电站在电力系统中所担任的工作位置：在本设计中拟建水电站是以发电为主的 年调节水电站适合担任电力系统的峰荷部

18、分。假设四个水电站的最大工作容量方案 N 水、工i、N水、工2、N水、工3、N水、工4，,并逐方案 计算其供水期的保证电能。现以方案一中的 N 水、工i，12月份为例对保证电能的计算加以说 明。J7-斗1IO)w屯i25012t (h)1614”24电能累ii值 HW - h)24自12月份日负荷图中日最大负荷Nax所处位置绘水平切线与日电能积累曲线顶点相切 以此水平切线位置为起点向下找出方案一N水、工1与日电能积累曲线的交点a,找出其相应的日电能E日i即为方案一在12月份对应的日电能。 以同样的方法找出各个方案在供水期各个月所对应的日电能 将各个假设最大装机容量方案在供水期内的所求的的个月日

19、电能求和，找出各个方案所对 应的供水期保证电能E供、保。将各个假设最大装机容量方案各方案所对应供水期保证电能列表并绘制最大工作容量和 供水期关系曲线M E供。2、绘制最大工作容量和供水期电能关系曲线 N E供由下表绘制最大工作容量和供水期电能关系曲线Ni E供假设方案与水电站供水期保证电能关系表电力第一方案N 水、工1=6第二方案N 水、工2=8第三方案N 水、工 3=16第四方案N 水、工 4=20月系统万kw万kw万kw万kwN1N其N水E日N其N水E日N其N水N其N水份（万E日（万E日（万他（万（万（万他（万（万（万他（万（万他（万（万kw h)kw h)kw)kw)kw)kw h)kw

20、)kw)kw h)kw)kw)kw)kw)19894.04.019.892.06.044.884.014.0118. 980.018.0172.129694.02.015.192.04.043.884.012.0136.780.016.0198.5109694.02.011.092.04.047.384.012.0138.680.016.0201.6119894.04.023.892.06.053.184.014.0143.980.018.0202.31210094.06.047.692.08.064.784.016.0140.580.020.0186.0刀E保、供i2567.8757716.

21、70820640.75029215.2083、在N E供曲线上根据最大工作容量计算表中N保、供查得N水、工年调节水电站最大工作容量的确定(工水NE保、供（kw h）在N E供曲线上根据 E保、供查得N水、工为36.89万kw（二）年调节水电站备用容量、必需容量的确定1、 N负备N 负备 =100*5%=5万 kwN 事备=100*10%=10万 kw由于水电站单机额定容量为16万kw故取 N事备=16万kwN检备暂不设，则N备=N负备+ N事备=5+ 16 = 21万kw由课程设计任务书中的相关电站资料及说明，年调节水电站承担备用容量的1 /3,火电站承担2/3可得：年调节水电站承担7万kw，

22、火电站承担14万kw贝U N 必=N 备+ N 水、工=7+36.89= 43.89 万 kw（三）年调节水电站重复容量的确定（1）三个设计代表年洪水期径流调节计算1、设计枯水年洪水期径流调节计算表月份Q 天(m3/s)Q 用(m3/s)Q 蓄(m3/s)Q 弃(m3/s)Q 下(m3/s)V 始(m3/s 月)V 始+ ?V/2Z 上(m)Z 下(m)H(m)340040000400262.6262.614095.7744.23466066000660262.6262.614096.3043.7051840880935.524.5904.5262.6730.35159.996.7663.14

23、624307690166124301198.61198.617098.0072.00795075801929501198.61198.617096.8573.158570570005701198.61198.617096.1673.849310310003101198.61198.617095.5874.422、设计中水年洪水期径流调节计算表月份Q 天(m3/s)Q 用(m3/s)Q 蓄(m3/s)Q 弃(m 3/s)Q 下(m3/s)V 始(m3/s 月)V 始+ ?V/2Z 上(m)Z 下(m)H(m)345045000450262.6262.614095.9044.10418308809

24、35.514.5894.5262.6730.35159.996.7663.14521407680137221401198.61198.617097.7772.23626307710185926301198.61198.617098.1071.90714207630657.214201198.61198.617097.3372.678840756083.98401198.61198.617096.6973.319450450004501198.61198.617095.9074.103、设计丰水年洪水期径流调节表月份Q 天(m3/s)Q 用(m3/s)Q 蓄(m3/s)Q 弃(m 3/s)Q 下

25、(m3/s)V 始(m3/s 月)V 始+ ?V/2Z 上(m)Z 下(m)H(m)356056000560262.6262.614096.1043.9042100884935.5280.51164.5262.6730.35159.996.9962.91527307710195927301198.61198.617098.1371.87634007740262634001198.61198.617098.3571.65723807690161123801198.61198.617097.9372.0781040759028110401198.61198.617096.9573.05949049

26、0004901198.61198.617095.9374.07(2)绘制弃水出力持续曲线及确定N重1弃水出力持续曲线计算表弃水量(m3/s)h( m弃水出力(万kw)从大到小排列(万kw)工作小时数(h)年工作小时数(h)24.5063.141.2383150.6156730243.331661.0072.0095.7329112.70451460486.67192.0073.1511.2428106.99602190730.0014.5063.140.73299573292920973.331372.0072.2379.328892.941436501216.671859.0071.9010

27、6.996079.328843801460.00657.2072.6738.230738.230751101703.3383.9073.314.923616.431858401946.67280.5062.9114.125814.125865702190.00:1959.0071.87112.704511.242873002433.332626.0071.65150.61564.923680302676.671611.0072.0792.94141.238387602920.00281.0073.0516.43180.732994903163.332、由表中数据绘制弃水出力持续曲线弃水出力年持

28、续曲线JWK万力出水弃0500100015002000250030003500年工作小时数(h)h 经济=k 水？ (A/P , is , n) + P 水/ (a?)=300X (0.1 X 1.125)/(1.1 25 1) + 0.03 /(1.05 X 0.02)=2002小时由弃水出力持续曲线，根据 h经济=2002小时，查得N重=15.7万kw(四) 年调节水电站装机容量的初步确定及机组初步选择N 年装初=Ni"+ N 备+ N 重=7+36.89+15.7=59.59万 kw则选用4台16万kw的发电机组N年装=64万kw(五)年调节水电站在电力系统多年平均发电量计算取

29、三个设计代表年中的中水年为代表年计算年调节水电站在电力系统多年平均发电量月 份( 立Q 用Q 蓄Q 弃Q 下V始十万立方米V 始+ V/2Z上(米Z下HN( 万 千 瓦E( 万 千 瓦 时E多 年345045000450262.6262.614095.8844.1215.8911601.92310 865.2052418301830001830262.6262.614097.6342.3762.0745309.7452140131083001310262.6677.6158.197.2560.8563.8146581.55626301560105.36964.642524.64367.96420.64149.29851.263.9446674.1771421100320142