水利水能规划第五章水能计算及水电站在电力系统中的运行方式.pptx

月平均出力 N水均 月发电量 E水
月 (m3/s)
(亿m3) (m)
(万kW) （万kW·h)
(1) (2)
(3)
(4) (5) (6) (8) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20)
9 115
20
100 150 -55 -1.445 25.2 23.755 180 179.56 179.78 117 62.78 0.85 7.85 5731
曲线，求得相应的下游水位Z下； 4）计算各级流量相应的水电站净水头
H=Z上-Z下-△H； 5）计算电站的出力N=KQH。
注意：上游水位一般维持在正常蓄水位。
无调节水电站的水能计算
图1 日平均出力保证率曲线N～P 图2 日平均出力持续曲线N～T
由于一般无调节水电站的水头变化不大， 也可根据选定的设计保证率在日平均流量频率 曲线上查得日平均保证流量Qp后，用Np=AQpHp计 算日平均保证出力。
10 85
12
92 150 -77 -2.023 23.755 21.732 179.56 178.78 179.17 117 62.17 0.85 7.78 5679
11 70
10
125 154 -94 -2.469 21.732 19.263 178.78 171.72 178.25 117.25 61 0.85 7.83 5716
库容V(亿 m3)
3.71 6.34 9.14
12.2
15.83 19.92 25.2
表5-2 水电站下游水位与流量关系
流量q(m3/s) 130 140
150
160 170 180
下游水位(m) 115.28 116.22 117.00 117.55 118.06 118.5
例题求解
表5-3 水电站出力及发电量计算（枯水期）
【例5-1】某水电站正常蓄水位高程为180m。水库水
位与库容关系见表5-1，水库下游水位与流量关系，
见表5-2。某年各月平均的天然来水量、各种流量损
失、下游各部门用水流量和发电需要流量，分别见
表5-3（2）～（5）栏。求水电站各月平均出力及发
电量。
表5-1 水库水位与容积关系
水位Z(m) 168 170 172 174 176 178 180
12 62
9
60 159 -106 -2.784 19.263 18.479 177.72 176.32 177.02 117.5 59.52 0.85 7.89 5760
水电站的主 要动能指标
保证出力N保 多年平均发电量E年，均
一、水电站保证出力计算
☺水电站的保证出力：指水电站在长期工作中，符 合水电站设计保证率要求的枯水期（供水期）的平 均出力。
过流能力，这时上游水位为Z蓄。下游水位用日平均 流量从水电站下游水位流量关系曲线中查得。
异同：
日调节水电站的保证出力计算方法与无调节 水电站基本相同。区别仅在于无调节水电站 的上游水位固定不变，而日调节水电站的上 游水位则在正常蓄水位和最低水位之间有小 幅度变化，计算时采用其平均水位。
年调节水电站的水能计算
时段 t
天然来水流量 Q天
各损失流量及船闸用水等 Q损+Q船
下游综合利用需要流量Q用
发电需要流量 Q电 水库供水流量 ΔQ
水库供水量 ΔW
时段初水库存水量 V初 时段末水库存水量V末 时段初上游水位 Z初 时段末上游水位 Z末 月平均上游水位Z上均 月平均下游水位Z下均
水电站平均水头Z均 水电站效率 η
3.85
0
4
10.8
3.4～3.69
3.55
1
5
13.5
3.1～3.39
3.25
1
6
16.2
日调节水电站的水能计算
日调节水电站库水位在日内是变化的，一日内
库水位至少在死水位和正常蓄水位之间波动一次，
故上游水位近似取其平均值，即Z上=（Z蓄+Z死）/2。 在丰水期日平均入库流量可能会超过水电站的最大
年调节水电站保证出力：符合设计保证率要求的供水期平均出力。
计算方法：设计枯水年法，长系列法。
设计枯水年法： ➢①根据实测年径流系列统计计算成果与年径流频率曲线，按 已知的设计保证率求得年径流量； ➢②选年径流与设计年径流相近，年内分配不利的年份作为典 型年； ➢③用设计年径流量与典型年径流量之比表示的年内分配系数 推求设计枯水年的径流年内分配； ➢④最后根据给定的Z蓄、Z死及相应的兴利库容求出供水期的 调节流量，进而求出供水期的平均出力。
第五章 水能计算及水电站在电力 系统中的运行方式
❖第一节 水能计算的目的与内容 ❖第二节 电力系统的负荷图 ❖第三节 电力系统的容量组成及各类电站的
工作特性 ❖第四节 水电站在电力系统中的运行方式
第一节 水能计算的目的与内容
✓水能计算的目的：确定水电站的出力和发电量及 它们随时间变化的规律。 ✓水电站的出力：指发电机组的出线端送出的功率。 ✓水电站的发电量：水电站出力与相应时间的乘积。
水电站在t1至t2时段内的发电量为：
E t2 Ndt t1
实际计算中常采用：
(kW h)
t2
E Nt
t1
水电站在某 一时段t内 的平均出力
(kW h)
计算时段的 长短主要根 据水电站出 力变化情况 及计算精度
水能计算的方法 ：
列表法：概念清晰，应用广泛，尤其适合于有 复杂综合利用任务的水库的水能计算。当方案 较多、时间序列较长时，不适用。 图解法：计算精度较差、工作量也不比列表法 小； 电算法：从发展方向看，适宜用电算法进行水 能计算。即使方案很多，时间序列很长，也可 迅速获得精确的计算结果。
流量分组（m3/s）分组平均流量（m3/s） 出现次数 累积出现次数 频率（%）
（1）
（2）
（3） （4） （5）
5.2～5.49
5.35
1
1
2.7
4.9～5.19
5.05
1
2
5.4
4.6～4.89
4.75
0
2
5.4
4.3～4.59
4.454.29
4.15
1
4
10.8
3.7～3.99
无调节水电站保证出力计算 日调节水电站保证出力计算 年调节水电站的保证出力计算 多年调节水电站保证出力计算
无调节水电站的水能计算
无调节水电站保证出力:符合设计保证率要求的日平均出力。
基本步骤： 1）根据实测径流资料的日平均流量变动范围，
将流量划分为若干个流量等级； 2）统计各级流量出现的次数； 3）计算各级流量的平均值，查水位流量关系