计算某流域水电站保证出力和多年平均发电量

1、精选优质文档-倾情为你奉上计算某流域水电站保证出力和多年平均发电量1、 确定设计保证率 根据设计资料可知，湖北省电网中水电比重占57%，由水利水电工程水利动能设计规范可查得其对应的水电站设计保证率为95%98%。取95%为隔河岩水电站的设计保证率。选取95%、50%、1-95%，在年水量频率曲线上分别确定设计枯水年、设计中水年和设计丰水年的年水量。2、 选取典型年根据年水量法选取典型年将表1-6所给的数据根据年年水量由大到小排序，并计算其对应的频率，计算结果如表所示。 表1序号频率(%)年份年平均流量(m/s)年水量（亿m）13.4 54-55602.3190.0826.9 58-59517.

2、2163.23310.3 75-76497.2156.91413.8 73-74487.8153.95517.2 63-64482.4152.24620.7 71-72475.4150.03724.1 69-70449.3141.8827.6 67-68447.2141.13931.0 64-65429.6135.581034.5 62-63422.2133.241137.9 68-69419132.231241.4 52-53405.9128.11344.8 77-78403.791.31448.3 70-71401126.551551.7 74-75361.5114.091655.2 60

3、-61350.9110.741758.6 76-77335.2105.791862.1 65-66320.5101.151965.5 57-58303.495.752069.0 61-62295.293.162172.4 56-57290.391.622275.9 78-79289.391.32379.3 59-60287.890.832482.8 72-73282.189.032586.2 51-52270.185.242689.7 55-5627085.212793.1 53-54254.978.712896.6 66-67249.477.61绘制经验频率曲线，如图所示。在绘制的经验频率曲

4、线上找出95%、50%、5%所对应的年水量值，查图可知设计枯水年的年水量为79亿m，设计中水年年水量为115亿m，设计丰水年年水量为180亿m。选取与设计年水量接近的年份作为设计典型年：选取66-67年作为设计枯水典型年，其年水量为78.7亿m，放大倍比K枯=79/78.7=1.004; 表2 流量（m/s）月份456789101112123天然流量273.8658522294.5128.497.2187.9179.480.255195319设计流量274.9660.6524.1295.6128.997.6188.6180.180.555.2195.8320.3选取60-61年作为设计中水典型

5、年，其年水量为110.7亿m放大倍比K中=115/110.7=1.309;表3 流量（m/s）月份456789101112123天然流量296.4414.4825.1864.7151421.9151281.386.152.175.4578设计流量307.9430.5857.3898.4156.9438.3156.9292.389.554.177.4600.5选取58-59年作为丰水典型年，其年水量为163.2亿m，放大倍比K丰=180/163.2=1.103; 表4 流量（m/s）月份456789101112123天然流量636.31057694.81199775.9211.5575.8152

6、74.266.3184535设计流量701.81165.8766.31322.5855.8233.3635.1167.681.873.1202.9590.1一、 计算保证出力1、 计算调节流量 根据设计资料可知，Z消=40m，Z死=160m，则正常蓄水位Z正= Z消+ Z死=200m，根据表1-1库容曲线知，水库的兴利库容V兴=34.0亿m。坝址处多年平均年水量W年=378.3122.63106=11.94109m库容系数=V兴/W年=15108/11.94109=12.56%,介于8%-30%之间，可进行年调节。当水库进行完全年调节时，Q设年=250.4m3/s W设年=79亿m 表5 流量

7、（m/s）月份456789101112123设计流量274.9660.6524.1295.6128.997.6188.6180.180.555.2195.8320.3流量小于250.4 m3/s的月份为枯水期，则枯水期为8月至次年2月，共7个月。枯水期 T枯=72.63106=18.41106s枯水期总水量 W设枯=（128.9+97.6+188.6+180.1+80.5+55.2+195.8）2.63106 =24.37亿m完全年调节所需库容 V完= Q设年T枯- W设枯 =250.418.41106-24.37108 =21.726亿m由此可知，V兴， V完,水库为年调节水库。 按已知兴利

8、库容确定调节流量假定8月至次年1月为枯水期，枯水期为6个月。调节流量 Q调=（W设供+ V兴）/T供 =（128.9+97.6+188.6+180.1+80.5+55.2）2.63106（62.63106） =261.87 m3/s由于Q调大于2月份的设计流量，故2月份也属于枯水期。所以，假设枯水期从8月至次年2月，共7个月。此时，Q调=（W设供+ V兴）/T供 =（128.9+97.6+188.6+180.1+80.5+55.2+195.8）2.63106（72.63106） =213.86 m3/s当Q调为213.86 m3/s时，枯水期正好为8月至次年2月，共7个月。所以，Q调=213.

9、86 m3/s2、确定发电水头根据坝址水位流量关系曲线，表1-2水位高程m77.757878.57980.18182.183.684.55相应流量m/s50691793309201590246036804490Q调=213.86 m3/s时，根据差分法，下游水位高程h1=78.5+（79-78.5）/(330-179)(213.86-179) =78.6m上游水位高程为正常蓄水位 h2=200m水头 H= h2-h1 =200-78.6 =121.4m3、计算保证出力保证出力 N保=A Q调H (A取8.5)N保=8.5213.86121.4=.134 kw二、 计算装机容量电站的装机容量是由

10、最大工作容量、备用容量和重复容量三部分组成。而备用容量一般采用电力系统最大负荷的某一百分比求得；电力系统的重复容量一般由火电站承担，水电站不考虑重复容量。所以，要计算水电站的装机容量主要在于确定水电站的最大工作容量。1、 计算水电站最大工作容量年调节水电站的最大工作容量N水、工主要取决于供水期内的保证电能E保、供。E保、供= N保T供E保、供= .1347730 = kw.h通过假定若干个水电站最大工作容量方案，可以推求出水电站最大工作容量N水、工与其供水期内的保证电能E保、供之间的关系，并绘制出水电站最大工作容量N水、工与其供水期内的保证电能E保、供之间的关系曲线。现已知保证电能，在关系曲线

11、上即可对应求出N水、工 。推求N水、工与E保、供之间的曲线关系为满足电力系统正常工作，水、火电站的最大工作容量之和必须等于电力系统的最大负荷，即N水、工 + N火、工 = P系假设1 假设火电站的最大工作容量为480万kw根据表1-4和表1-5表1-4 2010年湖北电网冬季日负荷表 万kw小时 12345678负荷609602583558595622673714小时910111213141516负荷747763754705690705714705小时1718192021222324负荷737796821812783769693622表1-5 湖北电网2010年最大负荷表 万kw月份12345

12、6789101112负荷821811802792781773781792792802811821由表1-4可知，2010年1月电网最大负荷为821万kw，与12月份相等，于是可用冬季日负荷表直接计算1月和12月的水电站日电能量。用日负荷表减去火电站的最大工作容量480万kw即为水电站的日负荷。其结果如下表：表6 2010年1月、12月水电站日负荷表 万kw小时12345678负荷12912210378115142193234小时910111213141516负荷267283274225210225234225小时1718192021222324负荷25731634133230328921314

13、2由表6知水电站的最大工作容量为341万kw。则1月水电站的日电能量等于12月水电站日电能量：E1=E12=(129+122+103+78+115+142+193+234+267+283+274+225+210+225+234+225+257+316+341+332+303+289+213+142)1 =5252 万kw.h1月、12月的水电站的平均出力：N1=N12= E1/24=525224=218.83 万KW同理E2= E11=5012 kw.h N2=N11=208.83 万kwE8= E9=4556 kw.h N8=N9=189.83 万kwE10=5024 kw.h N10=20

14、9.33 万kwE保、供=730（218.832+208.832+189.832+209.33） =.3 kw.h同理假设火电站的最大工作容量为470万kw时水电站最大工作容量 N工=351 万kw供水期保证电能 E保、供=.3 kw.h假设火电站的最大工作容量为460 万kw时水电站最大工作容量 N工=361 万kw供水期保证电能 E保、供=.3 kw.h根据以上三组水电站最大工作容量和供水期保证电能数据，绘出N- E保、供曲线。如图所示。根据曲线图查得，E保、供= kw.h，对应的最大工作容量为356.3 万kw。2、 计算水电站的备用容量电站的备用容量由负荷备用容量、事故备用容量和检修备

15、用容量组成。检修备用容量一般由火电站承担，所以水电站的备用容量计算中一般不考虑检修备用容量。根据水利动能设计规范的规定,负荷备用容量可采用系统最大负荷的5%,事故备用容量可采用系统最大负荷的10%。由资料可知，系统的最大负荷为821 万kw。所以负荷备用容量 N负荷=821 5% =41.05 万kw事故备用容量 N事故= 821 10% =82.1 万kw3、 计算水电站的装机容量N装= N工 + N负荷 + N事故 =356.3 + 41.05 +82.1 =480万kw三、 计算多年平均发电量选用三个点代表年法计算多年平均发电量。选用枯水年、中水年、丰水年作为设计代表年，求出这三个代表年

16、的年发电量，其均值即为水电站的多年平均发电量。（1）枯水年年发电量的计算时段t月456789天然来水流量Q天m/s273.8658522294.5128.497.2月平均上游水位Z上M200200200200200200月平均下游水位Z下78.8179.2879.1678.8878.2778.13水电站平均水头H121.19120.72120.84121.12121.73121.87水电站效率0.850.850.850.850.850.85月平均出力N水万kw276766.2452.6029.741303988月发电量E水万kw.h201984835238396217129514272106时

17、段t月101112123天然来水流量Q天m/s187.9179.480.255195319月平均上游水位Z上M200200200200200200月平均下游水位Z下78.5378.578.0577.8878.5578.96水电站平均水头H121.47121.5121.95122.12121.45121.04水电站效率0.850.850.850.850.850.85月平均出力N水万kw19.0418.1881.5562.8022.1436.10月发电量E水万kw.h138931326816311125604428772204第行为计算时段，以月为计算时段。第行为天然来水流量，视为该流量全部用于发

18、电。第行为上游水位，视正常蓄水位为上游水位，均为200m。第行为下游水位，根据表1-2坝址水位流量曲线内插求得。第行为水电站平均水头，H=Z上 - Z下 （m）第行为水电站效率，取0.85。第行为月平均出力，N水=9.81Q天H （kw）第行为月发电量，E水=730N水 （kw.h）由上表可知，水电站每月的月平均出力均小于水电站装机容量480万kw。所以，枯水年水电站的年平均发电量E年=730Ei （i=1，2.12）算得枯水年水电站的年平均发电量E枯=万kw.h（2）中水年年发电量的计算计算方法同枯水年时段t月456789天然来水流量Q天m/s296.4414.4825.1846.71514

19、21.9月平均上游水位Z上M200200200200200200月平均下游水位Z下78.8979.1679.9279.9978.3779.17水电站平均水头H121.11120.84120.08120.01121.63120.83水电站效率0.850.850.850.850.850.85月平均出力N水万kw29.9341.7582.6184.7315.3142.51月发电量E水万kw.h208513048260310618521178031031时段t月101112123天然来水流量Q天m/s151281.386.152.175.4578月平均上游水位Z上M200200200200200200月平均下游水位Z下78.3778.8478.0577.8878.0379.46水电站平均水头H121.63121.16121.92122.22121.97120.54水电站效率0.850.850.850.850.850.85月平均出力N水万kw15.3128.4287.5353.1076.6858.10月发电量E水万kw.h111802074663898387615598042410中水年水电站年平均发电量E中=