水利水能规划课程设计

1、实用文档某电力系统中水电站装机容量的选择I课程设计的目的、任务和要求二设计目的1 .进一步巩固、加深、系统化所学课程的基本理论；2 .加强运算、绘图、编写说明书等基本技能的训练；3 .培养分析问题和解决问题的能力。二、设计任务和要求（一）熟悉、分析有关资料并绘制有关曲线。（二）对设计枯水年进行径流满节，求调节流量，保证出力及保证电能。（三）绘制年负荷图、典型日负荷图及日电能累积曲线。（四）不考虑对无调节水电站进行电力补偿，确定拟定年调节水电站的最大工作容量：（五）考虑并确定水电站可能承担的备用容量。求出发出必需容量时水轮机的最大过水能力。（六）计算水电站的弃水流量，弃水出力，进行电力系统的经济

2、计算，接经济利用小时 数确定重复容量。（七）作出设计枯水年的电力电能平衡图。（八）确定设计水电站的总装机容量值。（九）对设计丰水年、平水年及枯水年进行径流满节，求多年平均年发电量。（十）作出设汁枯水年的水库基本谓度线。（十一）编写说明书，并附上必要的图表。三、设计附加内容1 .作出水库工作深度与洪水期保证电能之间的关系曲线；2 .作出水库工作深度与多年平均年电能之间的关系曲线；3 .研究无调节水电站装机容量值对年调节水电站最大工作容量的影响；4 .研究组建水电站水轮机最大过水能力值对水电站弃水出力历时曲线的影响。n基本资料和数据甲 组、电力系统负荷资料及已有火电站容量资料季度冬春夏秋冬月份12

3、3456789101112最大负何（）98969492908890929496981001.年负荷图（年最大负荷的百分比）:2.设计负荷水平年的最大负荷为100万kw3.典型日负荷图最大负荷的百分比）时序（小时）12345678910111212月7472706872748088969288843、9月7068666466707478868480787月676563616367717582807775时序（小时）13141516171819202122232412月80828486909410098949082783、9月7680828486909492888680747月7377798082

4、869088848277704.系统中已有火电站的总装机容量为 36万千瓦,其机组为4台X 5.0万千瓦；7 台X 2.0 万千瓦以及若干小机组总容量共2.0万千瓦.月份451 6781 9101112123枯水年269680413351367131654444101142234平水年3698155134704002051086470156209356丰水年501100670667152628618786”8189272P 486、某径流式水电站的基本情况1 .枢纽开发任务除发电外，还从引水渠道中引水温溉。 6、7、8及9月份分别引 用灌溉流量4、11、17及6米3/秒。为保证下游居民的用水要

5、求，放入电站下游河道 生的流量不应小于20米3/秒。2 .坝址处设计代表年的流量资料 （单位：米3/秒）3.水电站下游水位流量关系曲线水位（米）00.51.01.52.02.53.04.05.0流量（米3/米）25.5882144447621020142021402980下游水位零点高程为方案 B。（A、220 米；B、222 米；C、224 米）4.压力前池中正常蓄水位为方案B 。（A、280 米；B、285 米；C、290 米）、计划兴建一座年调节水电站，具原始资料和已知条件为1.坝址处设计代表年的流量资料 （单位：米3/秒）月份456789101112123枯水年660184024309

6、50570310150709080130400平水年1830214026301420840450180140P130110120450丰水年21002730340023801040490260170801001905002.水库库容特性曲线水库水位（米）120130140145150155160165170173水库容积（108米3）1.53.56.99.111.815.119.424.731.537.8（1）选定水库正常蓄水位为方案B（A、165米；B、168 米；c、170 米）（2）选定水库死水位为方案A（A.125米；B、128米；C 130米）3.该年调节水电站下游水位流量关系曲线z

7、水位（米）4.05.06.06.57.07.58.08.38.5流量（米3/秒）6020049073010701660254031903730水位零点的绝对高程为方案B（A、90 米；B、100米；C 105米）四、电力系统的有关经济资料：1 .水电站增加单位千瓦投资K水=800元/千瓦；2 .水电站增加千瓦容量的年费用率p水=3%3 .额定投资效益系数0=0.12 ;4 .水电站单位电能消耗的燃料b=0.40 公斤/度;5 .燃料到广价格为 90元/吨；6 . a =1.05 o水能规划课程设计、熟悉、分析有关资料，并绘制有关曲线了解设计的任务，分析哪些是已知条件， 哪些是需要设计的。 绘制

8、水位库容关系曲线、水位流量关系曲线。二、计算并绘制典型日负荷图及日电能累积曲线1、典型日负荷图的计算及绘制(1)日负荷值的计算各月负荷值按占年最大负荷的百分比计算。已给出4个月的百分比，它们各代表每个季度，各季度其他月份的百分比按当月最大负荷值的比例关系计算得到各小时的负荷百分比，举例说明1月份各小时的百分比计算，一一 -Ki,i =r MKi2,i( i =1, 2，24)Nl212月的各小时的百分比已经给出。各月负荷值如下表：小时月份1234567891011121737170696766676870717374271696867656465666869717236967666563626

9、364666769704676564636160616264656768571696665636263646667697267371706967666768707173747787774727169717374767780886847876757375777880818899492868482808284868890961090888482807880828486889211868480787775777980828388128281787675737577788081841378777674737173757678798014807980787775777980828382158281828

10、0797779818284858416848384828078808284868886178886868482808284868890901892909088868486889092949419989694929088909294969810020969492908886889092949698219290888684828486889092942288868684828082848688909023807980787775777980828382247675747271687072747677789896949290889092949698100文案大全负荷最小负荷6564636160616

11、2646567平均负荷80.5882.25 3333337977.2573.83 75.58 77.3375.6233333 33333 3333353337980.7582.375整数 8281797776747677798182总负荷1974 1934 1896 1854 1815 1772 1814 1856 1896 1938 19776884842016(2)日负荷图的绘制用阶梯线绘制典型日负荷图。口5678A日(八1234N?EE EN?EE EN?EE EN?E167016086501560640153663026946165467461606664615826546371441

12、698694416506842162467424734017387140169070401664694057654179275721762747217367254678341826773417967632176874327803018567930182678301798763088226188281261852802618247826984221904832218748220184480201086201924841018848418186282181188161940861619008614187684141290121952881219128881884868139210196290101

13、9229061890886149461968926192892418949041596419729441932942189692216982197496219342、计算并绘制日电能累积曲线列表计算日电能累积值，各月日电能累积曲线的曲线部分，负荷变化一次，就计算 个AE ,逐个累加，得到一系列 N对应的E ,然后描全点绘制累积曲线。各月日电能累积值如下表：'、E151215581600164016941726175617821802182018341842184818521854161014646001440610146462026346151062461486634615106446

14、365421552644215286542155266424674015926640156867401592684057172166468361604705416467272673321696691716217117166373177753017267132165373321695753287726175273301683753017257730979201772752617097726175179261080917817720172979201771812011821417957891738809178082912848180380141752821417948414138661809828

15、1760848180286814884181384617668661808886159021815864177088418129041688217729021814922N ?E " E N ?E " E N ?E % E N ?E、E1488153415761616168817051737176717931813182218361844185018541856月份9101112N ?EN ?EN ?EN ?E16401536650156067016086802664615826746160669461654704636842162469421648714216967244

16、470401664714016887340173674405747217367690177877721808787267632176878321810793218408034778301798803018408130187082308802618248226186683261896842698220184484201886852019168622108418186286181904882719438820118614187688141918901419579016128881884908192692819659212139061890926193294619719410149241894944

17、19369641975966159421896962193898219779841610021632167817221762183418681898192419461966198219942004201020142016三、径流调节与水能计算对设计枯水年进行径流计算，求出保证出力。1、径流式电站的保证出力计算电站的上游水位始终是正常蓄水位。调节流量是天然来水扣除上游其他用水后的流量。 保证电能是按保证出力工作全年发的电量。月份 来水 流量 调节 流量 Z上单位mA3/smA3/s1011121011422342696804133513671316544441011422342696804093

18、40350125654444285285285285285285285285285285285285222.5762.43222.7562.25223.0661.94223.1561.85223.8 661.14223.44223.3223.3361.56 61.7 61.67222.6 962.31222.3562.65222.1862.82222.1862.828.5.044万kw3446.23187.0716811.595168813.31012833.26016820.142432816.7824817.267683.257882.21126482.211264N=N>/Ja =

19、2.21 万 kwE 保=N保*730*12=19359.6 万 kw.h2、年调节电站的保证出力计算求出保证出力，保证电能。用等流量调节法进行计算，试算出供水期、蓄水期,根据正常蓄水位和死水位，查水位库容关系曲线可知V 兴=26 X10 8 m 3（920+989 ） /6=318（吆）假设10月到次年3月为供水期，根据调节流量计算公式，则有（Z Q供）* 2.63* 106 +V兴Q = 调供水月数*2.63*106由于Q调小于次年3月份的天然来水，所以次年 月是供水期，重新计算调节流量有3月份不是供水期，需设 10月到次年2（520+989 ） /5=302（£ Q供）* 2.

20、63* 106 +V兴 Q调-供水月数*2.63*106计算所得调节流量比枯水期的各月流量大，比非供水期的调节流量小，故假设正确，供水 期为10月到次年2月，假设4到8月为蓄水期，根据调节流量计算公式，则有（哽）（£ Q供）* 2.63* 106 -V兴-; «=910供水月数*2.63*106由于4,8月份流量比Q小，故假设不正确再假设5,6, 7月为蓄水期，重新计算调节流量有（£ Q供）* 2.63* 106 -V兴:-a=1744 （供水月数*2.63*106由于7月份流量比Q小，故假设不正确再假设5,6,月为蓄水期，重新计算调节流量有（E Q供）* 2.6

21、3* 106 -V兴般=供水月数*2.63*106=16415,6月流量比Q大,故假设正确,6月为蓄水期时段 来水 流量 调节 流量 水量变化+水量变化- 时段 初水 库蓄 水量 时段 末水 库蓄 水量月456789101112123mA3/s66018402430950570310150709080130400mA3/s66016411641950570310302302302302302400亿m"亿m"亿m"亿m"2.52.5125125125106.4kw万kw.h5.233720.75076.15.65.84.52.57.73328.528.5

22、28.528.524.518.412.82.57.733125141.94133.47107.4818.6 25.9928.528.528.528.524.518.412.82.52.59.82034.119672141.94168168168168164.8159151.6140125168168168168164.8159151.6140125125154.97107.48168168168166.4 161.9 155.3 145.8 132.5125106.9106.2105.5105.4 105.4 105.4 105.4 105.4105.847.49 61.161.862.561

23、56.549.940.427.119.262.3446.4328.1848720815.514.713.612.19.86.56.1447169.18424907 45511.3605 .756533898 20571.28.98411315 1073199288833715447454485.12N 保=( 14.7+13.6+12.1+9.8+6.5 ) /5=56.7/5=11.34 万 kwE 保=11.34*730*5=41391 万 kw.h四、装机容量的选择（一）年调节电站1、最大工作容量的选择选择三个以上最大工作容量方案，通过计算，绘出最大工作容量与其保证电能关系曲线，继而确定

24、最大工作容量。（1）绘制年最大负荷图，在最大负荷图上假设水电站最大工作容量方案。N7卜 1 = 20万kw, Nb 2 = 25万kw, N狂3 = 28万kw, N4 = 30万kw（2）将水电站工作位置绘在相应的月份的典型日负荷图上，并在日电能累计曲线上定出相应水电站的月发电量（3）将供水期各个月份的水电站日发电量E除以24h,即得各个月份水电站的日平均出力N1 i值供水期保证电能（方案一）E保供1 =730£瓦，i（5）其他方案重复（2） （3） （4）步骤月份力某一力某一力某二方案四Ei万 kw.hNi 万 kwEi万 kw.hNi 万 kwEi万 kw.hNi 万 kwEi

25、万 kw.hNi 万 kw11486.1666666672369.83333333329812.4166666734314.2916666721556.45833333324410.1666666730612.7535114.625101606.66666666725010.4166666731112.9583333335514.79166667111536.37524110.0416666730212.5833333334614.41666667121486.1666666672369.83333333329412.2533814.08333333N N31.8333333350.29166

26、66762.9583333372.20833333E呆彳ft1 =23238.33? kw.hE呆彳2 =36712.9泊 kw.hE呆彳ft3 =45959.5函 kw.hE俏4 U52712.0萌 kw.h（6）作出最大工作容量 N7l工方案与其相应的供水期保证电能E保供的关系曲线。然后根据水电站在设计枯水年供水期内的保证电能E保=41391万kw.h ,从曲线中找出年调节水电站的最大工作容量 N 7R工0 = 26.6万kw2、备用容量的选择(1)负荷备用容量数值可用简化方法即取系统最大负荷的某一百分比。在水火电站间的分配，参考教材 和规范。故取5万kw(2)事故备用容量采用简化方式确定

27、数值即取系统最大负荷的某一百分比。故取10万kw在水火电站中的分配按水火电站最大工作容量的比例确定，具体若下。由前面知N=l00TJkwN：工=26.6万kw N流=2.21万kw由N索=N求工+ N员工+ N总流得N火工= 71.19 万 kw一N7kz一N水事=丁一+ Z ” 父N系事备N水工N火工26.6 *10 = 2.72 万 kw 26.6 71.19N泵工一一水电站最大工作容量,不包括径流式电站的最大工作容量(径流式电站不能承担事故备用)；N关工一一火电站最大工作容量。N系事备一一系统事故备用容量。由N京=N加工+N员工+ N总流得 N1工=71.19万kw(3)年调节电站的必须

28、容量根据前面的计算求得年调节电站的必须容量(不含检修备用容量)N必须=N负备+N,Z工+N水事=5+26.6+2.72 =34.32万kw(4)求发出必须容量时水轮机的最大过水能力根据N必须按定出力试算电站的最大过水能力。试算时注意，电站的最大过水能力是指在上游水位最低时，发出 N必须所需要的流量。试算按假定下游水位后，由已知出力计算流 量的公式计算发出 N必须时的流量，然后由计算得到的流量查下游水位流量关系曲线查得下游水位，与假定的下游水位相比较，若二者相等或几乎相等(相差不超过0.01),则假定正确，计算得到的流量即为电站的最大过水能力，否则重新假设下游水位，重复上述过程， 直到二者相等为

29、止。N万kw34.9834.9834.9834.9834.98Z上m125125125125125Z下（假 设）m107108.3108.1108.05108.03H平均m1816.716.916.9516.97Q(A=8)mA3/s2429.1666672618.2634732587.2781072579.6460182576.605775查图Z 下m107.85108.13108.03108.09108.02Z下相差m-0.850.170.07-0.040.01故最大过水能力为 Q=2576.61mA3/s3、重复容量的确定分别计算三个代表年的弃水流量及弃水出力（1）设计枯水年由前面的径流

30、调节计算可知，设计枯水年的供水期、蓄水期及不蓄不供期。对蓄水期各月和不蓄不供期的前几个月按照定出力（N必须）试算是否有弃水发生，进而计算弃水出力。试算时注意发生弃水的条件：蓄水期开始时，先尽可能用水，试算发出N必须时需要的流量，若天然来水还有剩余，则剩余的水蓄起来，如果兴利库容蓄满后还有余水才发生弃水，发生弃水的时段，相应的弃水出力由该时段弃水流量与相应的水头计算求得。若按上 述情况计算弃水时，发现到蓄水期末，不但没发生弃水，兴利库容还没蓄满，则从蓄水期 末逆时序计算，保证蓄水期末兴利库容蓄满时，电站的出力情况。由前可知，设计枯水年供水期为10月次年2月，蓄水期为5月和6月月份3456789月

31、平均出 力10A4kw34.3234.3234.3234.3234.3234.3234.32天然流量mA3/s40066018402430950570310水电站用 水流量假定40066018402430950570310流量变化mA3/s0000000水量变化10A6m0000000W®10A6m250250250250250250250W10A6m250250250250250250250弃水W10A6m0000000弃水流量mA3/s0000000Z上初m125125125125125125125Z上末m125125125125125125125Z上平均m12512512512

32、5125125125Z卜平均m105.8106.4107.6107.95106.9106.2105.5H平均m19.218.617.417.0518.118.819.5N （A=8）10A4kw6.144 9.820825.612833.145213.7568.57284.836后无弁水无无无无无无无(2)设计平水年设计平水年弃水出力计算过程与设计枯水年的完全相同，但计算弃水出力前，必须先 进行径流调节，按照等流量调节法确定供水期、蓄水期、不蓄不供期。假设10月到次年2月为供水期，根据调节流量计算公式，则有（Z Q供）* 2.63* 106 +V兴3 /供水月数 * 2.63* 106 -33

33、3.8 （ s）计算所得调节流量比枯水期的各月流量大，比非供水期的调节流量小，故假设正确，供水 期为10月到次年2月，再假设5,6,月为蓄水期，计算调节流量有（£ Q供）* 2.63* 106 -V兴Z =1890 5供水月数 * 2.63* 10689055,6月流量比Q大，故假设正确，5月，6月为蓄水期月份56789月平 均出 力10A4kw34.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.32天然mA3 /s2140263026302630263014201420142014208408408

34、40840450水电 站用 水流 量假 定214026301000110010861420500685696.3840800700696.3450变化mA3 /s001630153015440920735723.7040140143.70水量 变化10A6m004286 .94023 .94060 .7202419 .61933 .051903.3310105.2368.2377.9310W®10A6m250250250250250285028502850285028502850285028502850W10A6m25025028502850285028502850285028502

35、8502850285028502850弃水W10A/ 6m001686 .91423 .91460 .7202419 .61933 .051903.3310105.2368.2377.9310弃水mA3 /s00641.4068441541.4068441555.40684410920735723.7040140143.70Z上初m125125125125125168168168168168168168168168Z上末m125125168168168168168168168168168168168168Z上平均m125125146.5146.5146.51681681681681681681

36、68168168Z卜平 均m107.8108106.9107107107.3106106.4106.4106.7106.6106.4106.4105.9H平均m17.21739.639.539.560.76261.661.661.361.461.661.662.1N10A4kw29.446435.76831.6834.7634.317668.955224.833.756834.31366441.193639.29634.49634.31366422.356后无 弃水无有有有无(3)设计丰水年设计丰水年的计算与设计平水年的完全相同。假设10月到次年2月为供水期，根据调节流量计算公式，则有=357

37、.8（Z Q供）* 2.63* 106 +V兴供水月数*2.63*106计算所得调节流量比枯水期的各月流量大，比非供水期的调节流量小，故假设正确，供水 期为10月到次年2月，再假设5,6,月为蓄水期，计算调节流量有（Z Q供）* 2.63* 106 -V兴:-=2570.5供水月数*2.63*105,6月流量比Q大，故假设正确，5月，6月为蓄水期月 份56789月平均出力10A4kw34.3234.3 234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3 2天mA327327302730340340340340238

38、238023802380104010401040490然 流 量/s000000水 电 站 用 水 流 量假 定273 010701086340 0107 0700696 .3238 01000700 6)96.31040700696.3490流 量 变 化mA3 /s01660164402330270 02703.70138016801683.70340343.70水 量 变 化10A6m04365 .84323 .7206127.971017110.73103629 .44418 .44428.1310894.2903.9310W初10A6m250250250285 0285 0285 0

39、285 0285 02850285028502850285028502850W末10A6m25028502850285 0285 0285 0285 0285 02850285028502850285028502850弃 水W10a, 6m01765 .81723 .7206127.971017110.73103629 .44418 .44428.1310894.2903.9310弃 水 流 导 里mA3 /s0671.4068441655.40684410233 0270 02703.70138016801683.70340343.70Z上 初m125125125168 168 168 16

40、)8 168 168168168168168168168Z上 末m125168168168 168 168 16)8 168 168168168168168168168Z上 平 均m125146.5146.5168168 168 168 16)8 168168168168168168168Z下 平m108 .1107107108 .4107106 .4106 .4107.91106.9106.4106.4106.97106.4106.4106均H平 均m16.939.539.559.66161.661.660.0961.161.661.661.0361.661.662N10A4kw36.909633.81234.3176162.11252.21634.49634.31366411