水电厂分类,特点,作用及调度管辖范围

1、 水电厂分类、特点、作用、工作方式及调水电厂分类、特点、作用、工作方式及调度管辖范围度管辖范围主讲人：李义铭一、水电厂的定义：一、水电厂的定义：水力发电厂简称水电厂，它是把水的势能和动能转换成电能的工厂。二、水电厂基本生产过程二、水电厂基本生产过程 ：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转换成机械能，然后由水轮机带动发动机旋转，将机械能转换为电能。三、水电厂的分类三、水电厂的分类:n按集中落差的方式分类：坝体式水电厂、引水式水电厂、混合式水电厂、潮汐式水电厂、抽水蓄能式水电厂。n按径流调节的程度分类：无调节水电厂、有调节水电厂。n按水电站利用水头大小分类：高水头（

2、70米以上）、中水头（15米70米）、低水头（低于15米）水电站。n水电站装机容量的大小分类：大型水电站一般装机容量在10万Kw或以上，中型水电站一般装机容量5000Kw100000Kw,小型水电站一般装机容量为5000Kw以下。 一、按集中落差的分类一、按集中落差的分类 1.1.坝体式水电厂坝体式水电厂：最常见的一类水电厂，它是在河流中落差较大的地段拦河建坝，形成水库，从而抬高上游水库水位，进而发电，其中按照发电厂房在拦截水坝中的不同位置又可以分为坝后式水电厂与河床式水电厂两类。 坝后式水电厂 河床式水电厂2.2.引水式水电厂：引水式水电厂：一般建在山区水流急的河道上或河床坡度较陡的地方，有

3、引水去渠造成发电水头，而且不同坝体式水电厂的重要一点是引水式水电厂一般不修水坝。 引水式水电站3.3.混合式水电站：混合式水电站：由坝和引水道两种建筑物共同形成发电水头的水电站，即发电水头一部分靠拦河坝壅高水位取得，另一部分靠引水道集中落差取得。混合式水电站可以充分利用河流有利的天然条件，在坡降平缓河段上筑坝形成水库，以利径流调节，在其下游坡降很陡或落差集中的河段采用引水方式得到大的水头。这种水电站通常兼有坝式水电站和引水式水电站的优点和工程特点。4.4.抽水蓄能式电站：抽水蓄能式电站：抽水蓄能电站是以水体为储能介质，起调节作用。主要解决电力系统的调峰问题。抽水蓄能和放水发电的两个过程即：抽水

4、蓄能，系统负荷低时，利用系统多余的电能带动泵站机组将下库的水抽到上库（电动机+水泵），以水的势能形式贮存起来。放水发电：系统负荷高时，将上库的水放下来推动水轮发电机组发电，以补充系统中的能源不足。 抽水蓄能式水电站二、按径流的调节程度分类二、按径流的调节程度分类l无调节水电厂：取水口上游没有大的水库，不能对径流进行调节以适应用水要求。l有调节水电厂：取水口上游有较大的水库，能对径流进行调节以适应用水要求，例如坝体式、混合式和有日调节池的引水式水电厂l日调节水电厂的分类：库容较小，只能对一日的来水量进行调节。l年调节水电厂：库容较大，能够对一年的来水量进行调节。l多年调节水电厂：较高的堤坝与很大

5、的库容，能够改变天然河流一个或几个丰、枯水年循环周期的流量变化规律。三、水电厂的生产特点三、水电厂的生产特点优点：l可综合利用水能资源l发电成本低、效率高，厂用电率低l运行灵活，启动快，适用于调峰和调频和事故备用l水能可储蓄和调节，l水利发电不污染环境缺点：l水电厂建设投资较大，工期较长l水电厂的建设和生产受河流地形、水量及季节条件限制，有丰水期和枯水期之分，因而发电不平衡1.建水库要淹没土地，移民，农业生产带来一些不利，还可能在一定的程度破坏自然界的生态平衡四、水电厂生产的特点及在电力系统中的作用四、水电厂生产的特点及在电力系统中的作用 水电站即时水资源的重要组成单元，又是电力系统的主要动力

6、电源，其主要作用在于利用水能发电。电力生产的一个明显的特点是电力的生产、输送和使用都是同时进行的。就要要求电力系统中的各类电站的发供电方式与电力系统中用户的用电方式相适应。显然，电力系统中各电站与之间、电站与用户及其其它动力单元之间有着紧密的联系。因此，水电站的运行方式必然会受到整个电力系统的制约，同时也影响到其它水电站的运行方式。另外，由于水电站也是水资源系统的组成单元，它的运行方式会受到整个水资源的制约，同时它也影响到其它水利单元的运行方式。水库与水电站，为满足国民经济和社会对水资源的治理和开发利用要求的水资源系统运行调度中，发挥着关键性的作用。 水电厂在电力系统中具有以下特性及作用：水电

7、厂在电力系统中具有以下特性及作用：n水电厂所消耗的水能资源是天然可再生资源，发电成本低，无污染。n水电厂的电力生产情况受河道径流水、随机性的影响和制约。无调节水电厂只能利用天然流量进行发电，而不能将大量的季节性电能转换为保证电能。具有调节能力的水电厂，可以借助于水库的调节，在不同程度上增加电能，减少季节性电能损失及弃水。n水电厂的水能发电机组启停迅速，调控灵便，机组出力可变幅度较大。机组从停机状态到满负荷运行一般仅需12分钟，可以迅速调整其出力以适应剧烈的负荷变化。因此，水电厂适宜于担任系统的调频、调峰、及事故备用任务，还可以作为调相机运行，为电力系统提供无功功率，或着进相运行吸收无功功率，从

8、而改善系统的功率因数。n具有多目标（综合利用）任务的水电厂，其工作方式受其他部门用水的影响。如为了继续下游通航水深，水电厂必须让部分容量承担基荷，均衡泄放水量；又如下游灌溉迫使灌溉期水电厂的利用引用流量不得小于灌溉用水的要求，造成非灌溉期苦水季节发电量减少。五、水电厂在电网中工作方式五、水电厂在电网中工作方式n 水电厂运行方式直接与电力系统的可靠性、水电厂运行方式直接与电力系统的可靠性、经济性和电能质量相联系。不容忽略的是，水电经济性和电能质量相联系。不容忽略的是，水电厂存在着不足方面。除了基本投资、泥沙淤积、厂存在着不足方面。除了基本投资、泥沙淤积、淹没、移民、生态环境的负面影响等问题之外，

9、淹没、移民、生态环境的负面影响等问题之外，运行中最为突出的问题，一是受水文条件和水利运行中最为突出的问题，一是受水文条件和水利资源综合利用目标的制约；二是水电厂一般离电资源综合利用目标的制约；二是水电厂一般离电力系统的负荷中心距离较远，输电线路长，输电力系统的负荷中心距离较远，输电线路长，输电损耗大，一定程度上限制了水电厂在电力系统中损耗大，一定程度上限制了水电厂在电力系统中作用的发挥。因而根据水电厂的工作特性，通常作用的发挥。因而根据水电厂的工作特性，通常水电厂在电网中的工作方式有以下几种。水电厂在电网中的工作方式有以下几种。n一、满足可靠性要求的工作方式一、满足可靠性要求的工作方式担任峰荷

10、担任峰荷n水电厂较大程度上受到何川劲流随机性的影响的制约，如果遇到不利水电厂较大程度上受到何川劲流随机性的影响的制约，如果遇到不利水文条件，则水电厂将水头受阻或出力受阻，被迫降低出力或减产电水文条件，则水电厂将水头受阻或出力受阻，被迫降低出力或减产电量，引起电力系统正常工作遭到破坏。相应需动用都是系统的备用容量，引起电力系统正常工作遭到破坏。相应需动用都是系统的备用容量替代水电厂受阻出力，结果使电力系统的备用不足，降低了供电可量替代水电厂受阻出力，结果使电力系统的备用不足，降低了供电可靠性，而且如果动用火电备用容量还将造成燃料费用增加。可见，为靠性，而且如果动用火电备用容量还将造成燃料费用增加

11、。可见，为了满足电力系统可靠性要求，火电厂应以最大出力工作，担任最大可了满足电力系统可靠性要求，火电厂应以最大出力工作，担任最大可能负荷，只有火电厂机组检修才相应降低出力工作；而水电厂则担任能负荷，只有火电厂机组检修才相应降低出力工作；而水电厂则担任系统其余的最小部分负荷。按满足电力系统可靠性要求的方式，水电系统其余的最小部分负荷。按满足电力系统可靠性要求的方式，水电厂应安排在峰荷位置工作，且使峰荷曲线所围面积符合水电厂所可能厂应安排在峰荷位置工作，且使峰荷曲线所围面积符合水电厂所可能提供的电量。可称这种工作方式的相应出力和电能为水电厂峰荷保证提供的电量。可称这种工作方式的相应出力和电能为水电

12、厂峰荷保证出力和保证电能，一般水电厂设计保证率相符合，即正常工作遭受破出力和保证电能，一般水电厂设计保证率相符合，即正常工作遭受破坏的程度不超出设计允许值，显然，水电厂的这种工作方式，是以牺坏的程度不超出设计允许值，显然，水电厂的这种工作方式，是以牺牲相当程度的经济效益为代价的。牲相当程度的经济效益为代价的。n二、满足经济性要求的工作方式二、满足经济性要求的工作方式担任最大可能负荷担任最大可能负荷n从节省燃料费、获得最好的经济效益考虑，只有充分利用从节省燃料费、获得最好的经济效益考虑，只有充分利用径流，尽量以水电出力代替火电才对电力系统的经济性有径流，尽量以水电出力代替火电才对电力系统的经济性

13、有利。所以按电力系统经济性最好的方式，应安排水电厂担利。所以按电力系统经济性最好的方式，应安排水电厂担任最大可能的一部分负荷。首先是基荷位置，也可能是腰任最大可能的一部分负荷。首先是基荷位置，也可能是腰荷位置，甚至是峰荷位置，应根据具体水电厂的调节能力荷位置，甚至是峰荷位置，应根据具体水电厂的调节能力大小和水文条件加以确定。如：无调节能力的水电厂，又大小和水文条件加以确定。如：无调节能力的水电厂，又称径流式水电站，由于没有水库，它在任何时候的出力，称径流式水电站，由于没有水库，它在任何时候的出力，决定于天然径流量的大小。由于一日内天然径流量的变化决定于天然径流量的大小。由于一日内天然径流量的变

14、化小，可以认为无变化，因此这种水电厂这个、只能担任基小，可以认为无变化，因此这种水电厂这个、只能担任基荷，才可以不弃水或少弃水。具有日调节水库的水电站，荷，才可以不弃水或少弃水。具有日调节水库的水电站，任何一昼夜内所生产的电能可与该日天然径流所能提供的任何一昼夜内所生产的电能可与该日天然径流所能提供的是、电能相等。是、电能相等。n具有日调节水库的水电厂在在一昼夜内重新分配具有日调节水库的水电厂在在一昼夜内重新分配分配径流，使不变的径流适应日负荷变化，可以分配径流，使不变的径流适应日负荷变化，可以这样工作：这样工作：1、水电厂担任峰荷，使火电厂在集、水电厂担任峰荷，使火电厂在集荷工作，提高经济性

15、：荷工作，提高经济性：2、水电厂多装必须容量、水电厂多装必须容量，使火电厂少装必须容量，减少投资：，使火电厂少装必须容量，减少投资：3、丰水、丰水期水电厂转移到集荷位置工作，增加发电量。年期水电厂转移到集荷位置工作，增加发电量。年调节水电厂有较大的水库库容，可以在一个水文调节水电厂有较大的水库库容，可以在一个水文年内重新分配径流，当然也能够同时进行日调节年内重新分配径流，当然也能够同时进行日调节。年调节水电厂在枯水期由水库供水，一般担任。年调节水电厂在枯水期由水库供水，一般担任峰荷；在丰水期水电厂可以担任基荷、腰荷、或峰荷；在丰水期水电厂可以担任基荷、腰荷、或峰荷，并进行径流重新分配枯水年可以

16、得到丰水峰荷，并进行径流重新分配枯水年可以得到丰水年水量的补充，而丰水年将多余水量留蓄到枯水年水量的补充，而丰水年将多余水量留蓄到枯水年用。年用。n三、可靠性与经济性的统一三、可靠性与经济性的统一调功、调频、担调功、调频、担任备用任备用n电力系统中水电厂的具体工作位置，与其水文条电力系统中水电厂的具体工作位置，与其水文条件和电力系统负荷有关，需要在担任最小必须容件和电力系统负荷有关，需要在担任最小必须容量和担任最大可能的负荷这两种极端方式之间作量和担任最大可能的负荷这两种极端方式之间作出先择。水电厂的技术经济特性优越，水电机组出先择。水电厂的技术经济特性优越，水电机组自动化程度高，水电厂适宜担

17、任电力系统的备用自动化程度高，水电厂适宜担任电力系统的备用容量，把担任负荷备用的电厂，称为电力系统调容量，把担任负荷备用的电厂，称为电力系统调频的主导电厂，适合担任调峰、调频、备用任务频的主导电厂，适合担任调峰、调频、备用任务。电网调度管辖划分：电网调度管辖划分： 电网调度是指电网调度机构为了保障电网的安全、优质、经济运行，对电网运行进行的组织、指挥、指导和协调。 湖北电网是华中电网的腹地、全国联网的中心。由于湖北电网的地域特点和电网结构特点，在湖北电网内的发、输、变电设备分别由国调中心、华中（区域调控中心（华中网调）湖北省调、地调、和县调五级调度管辖，其调度机构管辖范围划分依据中华人民共和国

18、电力法、电网调度管理条例和相关电网调度规程执行。各级调度机构在电网调度业务活动中是上下级关系，夏季调度机构必须服从上级调度机构的调度。国调调度管辖范围国调调度管辖范围： 国调调度管辖的输变电设备为全国互联电网运行影响重大的发电厂及送出系统和全国各跨省电网间、跨省电网间和独立省之间的联网系统，湖北境内主要为500kv三峡外送系统级跨省区电网联网系统。华中电网调度管辖范围：华中电网调度管辖范围： 华中电网是由河南、湖北、湖南、江西、四川、重庆市五省一市电网组成的跨省电网。华中电力系统设置四级调度机构，即：华中电力调度交易中心（简称网调），省（直辖市）级调度机构（简称省调）：省辖市（地区）级调度机构（简称地调）；县级调度机构（简称县调）。网调调度管辖范围应包括国家电力调度通信中心（以下简称国调）调度管辖范围以外的华中电力系统500千伏全部设备及其相应的无功补偿设备，全部省间联络线，对电力系统运行起重要作用的骨干火电厂、水电厂（站）、抽水蓄能电厂。省调调度管辖范围：省调调度管辖范围： 省调调度管辖范围应包括省网内除省间联络线以外的全部220千伏联络线和非国调、网调调度管辖的其他发电厂。 各省调调度设备状态和方式改变如影响网调调度设备的运行和系统安全，应经网调许可或事先