水利水能规划水能计算学习教案

1、会计学1水利水能水利水能(shu nn)规划规划 水能水能(shu nn)计算计算第一页，共47页。第一节 水能(shu nn)计算的目的与内容计算(j sun)水电站的出力与发电量第2页/共47页第二页，共47页。HzzgvarpzgvarpzE21222222111112)2()2(单位(dnwi)重水体rQtrQtHE12QHN81. 9第3页/共47页第三页，共47页。坝式水电站 引水(ynshu)式水电站 混合式水电站径流(jngli)式水电站 蓄水式水电站有区别第4页/共47页第四页，共47页。 （4）水电站出力）水电站出力(ch l)： （5）水电站发电量）水电站发电量 QHQH

2、N81. 981. 9净AQHN 反映水电站效率发电机传水轮机5 . 80 . 681. 9AA出力系数，tNENdtEniitt1121221或落差损失下上hhzzH第5页/共47页第五页，共47页。第6页/共47页第六页，共47页。（1）无调节(tioji)水电站（如葛洲坝水电站） （2）日调节(tioji)水电站：将一日内日水量重新分配 与无调节(tioji)类似，不同在于 采用日平均水位。 即，由 查zV，求得。 )(hzzAQAQHN下上)(hzzAQAQHN下上上z兴死VVV21)(QfzQQQQQQQQzzTTT下净净上引天蓄上时当水电站过水能力）时当（不变）第7页/共47页第七

3、页，共47页。 2.蓄水式水电站 指长期调节水电站（年或多年调节）。 年调节水电站 有较大(jio d)的 V兴年内水量调节，调节周期 T=1年 列表法： t=月或旬 t T 特点：（1）Z上是变化的 （2）Q=Q调 应考虑水电站的调节方式 等流量调节、 定出力调节 第8页/共47页第八页，共47页。 （1）等流量调节（列表法）等流量调节（列表法） 利用利用V兴，使水电站引用流量均匀兴，使水电站引用流量均匀(jnyn)，等流量，等流量 蓄水期蓄水期 供水期供水期 不蓄不供期不蓄不供期 发生）时，若，弃调蓄调蓄蓄兴蓄水期调蓄QQQQQQQTVWQTT(调供兴供水期调，QQTVWQ净QQ 第9页/

4、共47页第九页，共47页。 （2）定出力调节（半图解法）定出力调节（半图解法） 已知各时段所需负荷（出力）已知各时段所需负荷（出力）N，反求，反求Q和和H（即（即V2） 半图解法半图解法方法原理方法原理 （与调洪计算（与调洪计算(j sun)半图解法相似）半图解法相似） 区别：将区别：将 qV 换为换为 QN (即出力公式）即出力公式） 水量平衡式：水量平衡式： 出力方程式：出力方程式： )2.(.) 1.(.)(12AHNQVVtQQ净112212)12)(21VVtQQVVVVVV净（）代入（)4.(.)2,() 3.(.221QtVNfQQtVQtV净1）绘工作）绘工作(gngzu)曲线

5、曲线 2）水能计算）水能计算 （顺时序计算）（顺时序计算） 由（由（3）式，已知）式，已知 N,V1,Q净计算净计算Q第10页/共47页第十页，共47页。【例】 某水电站的正常蓄水位高程为180m，某年各月平均的天然来水流量Q天、各种流量损失Q损、下游各部门用水流量Q用和发电需要流量Q电,分别见表5-3第（2) (5）行。此外，水库(shuk)水位与库容的关系，见表5-1；水库(shuk)下游水位与流量的关系，见表5-2。试求水电站各月平均出力及发电量。 第11页/共47页第十一页，共47页。第12页/共47页第十二页，共47页。第二节 水电站保证(bozhng)出力与多年平均发电量计算AQH

6、N 5 . 80 . 681. 9AA出力系数，落差损失下上hhzzH第13页/共47页第十三页，共47页。日N%100nmppN日AQHN 5 . 80 . 681. 9AA出力系数，落差损失下上hhzzH第14页/共47页第十四页，共47页。 （2）典型）典型(dinxng)年法年法 ： 改由改由3365， 绘制绘制 曲线曲线 （ 选 择 丰 、 平 、 枯 三 个 典 型（ 选 择 丰 、 平 、 枯 三 个 典 型(dinxng)年）年） （3）简化法）简化法 ： 绘制绘制 代替代替 由由 p设设查曲线得查曲线得Q保，则：保，则： N保保=AQ保保H 日NpN日pN日pQ 日第15页/

7、共47页第十五页，共47页。pN供pN供供N第16页/共47页第十六页，共47页。（2）典型年法 ： 由 p设选设计枯水年，对此年供水期进行水能计算，得设计枯水年的平均(pngjn)出力 ，则： N保=AQ调H供 （3）简化法 ：QzQzVVVzhzzHTVWQ21下调下兴死上供下上供供供兴供调，供查：由）（供N第17页/共47页第十七页，共47页。三峡电站初期的规划是26台70万千瓦的机组，也就是装机容量为1820万千瓦，年发电量847亿度。后又在右岸大坝“白石尖”山体内建设地下电站，建6台70万千瓦的水轮发电机。在加上三峡电站自身的两台5万千瓦的电源电站。总装机容量达到了2250万千瓦，年

8、发电量1000亿度。 直接把装机容量乘以一年的时间来计算年发电量的方法是错误的。你能保证一年里所以的机组满负荷运转吗？肯定不行。首先是水不够，其次是机组也要检修。所以不可能(knng)在一年内所有的机组都时时刻刻运转。 目前三峡电站的上网电价是0.25元，按照这样计算10000.25=250亿 三峡工程的总投资是1800亿，1800250=7.2年。 考虑到三峡电站每年的电价收益要扣除成本因素，大概15年能回收成本 第18页/共47页第十八页，共47页。（中水平年法）（三典型年法）（或长系列法）平年枯年丰年平年年年年EEEEEnEEni31(1第19页/共47页第十九页，共47页。 n为NN装

9、的月数，m为NN装月数。)1kwhmNNtEnii（装年第20页/共47页第二十页，共47页。第三节 电力系统(din l x tn)负荷图第21页/共47页第二十一页，共47页。 v 电力系统中电力电量(dinling)平衡第22页/共47页第二十二页，共47页。第23页/共47页第二十三页，共47页。腰荷腰荷基荷基荷荷荷峰峰第24页/共47页第二十四页，共47页。第25页/共47页第二十五页，共47页。第26页/共47页第二十六页，共47页。一年内各日的最大负荷(fh)值所连成的曲线 一年内各日的平均一年内各日的平均(pngjn)(pngjn)负荷值所连成负荷值所连成的曲线的曲线 第27页

10、/共47页第二十七页，共47页。tNtN, 第28页/共47页第二十八页，共47页。tNtN, 第29页/共47页第二十九页，共47页。二、电力负荷容量组成二、电力负荷容量组成 正常用电，必须满足两个条件：正常用电，必须满足两个条件： 电力电力( (容量容量) )平衡：机电设备容量平衡：机电设备容量( (出力出力) )不小于最大负荷不小于最大负荷 电量平衡：所发出的电能不小于用户需求电量电量平衡：所发出的电能不小于用户需求电量 这里关心电力平衡。这里关心电力平衡。 容量又称装机容量。由以下几方面容量又称装机容量。由以下几方面(fngmin)(fngmin)组成：组成： 最大工作容量最大工作容量

11、(N(N工工):): 备用容量（备用容量（N N备）备）: :负荷备用、检修备用、事故备用负荷备用、检修备用、事故备用 重复容量重复容量(N(N重重):):为充分利用弃水发电而设置的容量为充分利用弃水发电而设置的容量 即：即： N N装装= N= N工工+ N+ N备备+ N+ N重重第30页/共47页第三十页，共47页。 电力系统中所有电站的装机容量的总和电力系统中所有电站的装机容量的总和N装，是影响工程投资和效益的重要装，是影响工程投资和效益的重要指标。指标。 电站装机容量：电站装机容量： N系系, 装装=N系系, 工工+ N系系, 备备+ N重重 N 系系 工工系统最大工作容量。指设计水

12、平年电力系统负荷最高（一般在冬季系统最大工作容量。指设计水平年电力系统负荷最高（一般在冬季(dngj)枯水季节）时，所有电站能担负的最大发电容量。枯水季节）时，所有电站能担负的最大发电容量。 N系系, 备备系统备用容量。为了确保系统供电的可靠性和供电质量，当系统在最大系统备用容量。为了确保系统供电的可靠性和供电质量，当系统在最大负荷时发生负荷跳动，因而短时间超过了设计最大负荷时，或者机组发生偶然负荷时发生负荷跳动，因而短时间超过了设计最大负荷时，或者机组发生偶然停机事故时，或者进行停机检修等情况，都需要准备额外的容量，称系统备用停机事故时，或者进行停机检修等情况，都需要准备额外的容量，称系统备

13、用容量容量 。 N重重重复容量。利用部分弃水额外增发季节性电能，只增加额外容量，不增加重复容量。利用部分弃水额外增发季节性电能，只增加额外容量，不增加投资。由于这部分容量并非保证电力系统正常工作所必需，故称重复容量。投资。由于这部分容量并非保证电力系统正常工作所必需，故称重复容量。第31页/共47页第三十一页，共47页。N系系, 工工N系系, 备备N重重N系系, 装装第32页/共47页第三十二页，共47页。第四节 水电站在电力系统中的运行(ynxng)方式v v 运行方式 v 水电站在电力系统(din l x tn)负荷图上的工作位置（不同时期）或系统负荷在各电站间的最优分配问题。 v v 目

14、的 v 使各电站扬长避短，供电可靠、经济、资源充分利用 v （原因负荷不均匀、电站特性不同）第33页/共47页第三十三页，共47页。一、水电站的工作特点一、水电站的工作特点 1 1 出力和发电量取决于天然径量；出力和发电量取决于天然径量； 2 2 适应负荷的剧烈变化（启动快、增减负荷灵活）；适应负荷的剧烈变化（启动快、增减负荷灵活）； 3 3 工程投资比较大，工期工程投资比较大，工期(gngq)(gngq)较长；较长； 4 4 运行费用较低；运行费用较低； 5 5 调度复杂。调度复杂。第34页/共47页第三十四页，共47页。水电站水电站启动(qdng)灵活，宜任峰荷工作可靠性差（径流(jngl

15、i)随机）运行费用低，电能成本低 u水=（1/21/7）u火无原料费（用水），厂用电少 运行费与发电量无关启动缓慢，宜任基荷工作可靠性高运行费用高， 运行费u火与E成正比燃料费用所占比重大，且污染火电站火电站第35页/共47页第三十五页，共47页。弃水所 损失(snsh) 的能量丰水期设计(shj)枯水年丰水年第36页/共47页第三十六页，共47页。设计(shj)枯水年峰荷基荷腰荷第37页/共47页第三十七页，共47页。 日调节日调节(tioji)(tioji)水电站工作位置的水电站工作位置的确定确定 E 辅助曲线：该线距日电能累计曲线的水平距离均等于(dngy)日电能量E 水日 N 辅助曲线

16、：该线距日电能累计曲线的垂直距离均等于(dngy)装机容量N 水装 第38页/共47页第三十八页，共47页。 （3）年调节(tioji)水电站既可作基荷，也可作峰荷 第39页/共47页第三十九页，共47页。设计(shj)枯水年丰水年第40页/共47页第四十页，共47页。 （4）多年调节水电站 多年调节水库一般总是同时进行年调节和日调节。因此，其径流调节程度和水量利用率都比年调节水库的大。 多年调节水库的相对库容较大，水电站的运行方式受一年内来水变化的影响(yngxing)较小。所以在一般来水年份，多年调节税电站在电力系统负荷图上将全年担任峰荷 （或峰、腰负荷），而让火电站经常担任腰荷、基荷。第41页/共47页第四十一页，共47页。第42页/共47页第四十二页，共47页。第五节 本章(bn zhn)思考题及课外延伸n思考题： n n1.某水电站的正常蓄水位、某年各月平均的天然来水量、各