水电站水能计算共61页

水利资源计算水电站水能计算

=
V - V1
V1 + Q = V + q t 2 t 2
q N V + q t 2
出力
落差
发电流量
下游水位
（104Kw) （m）（m3/s) （m）
6.4
49 157.4 191.86
52 148.3 191.80
55 140.2 191.75
58 132.9 191.70
61 126.4
6.6
＝γ·Q·t·H1-2=9807Q·t·H1-2
功率出力(output) N
1 P1 Z1
V1
Δ Δ
2 P2 Z2
V2
1 2
河段的潜在水能
N1-2=
E1-2 T
g
=
WH T
1-
2
=γQH1-2
(牛顿·米/秒)
1千瓦=1000牛顿·米/秒， γ=1000×9.81N/m3
N1-2=9.81QH1-2（千瓦）——水流出力计算公式
有压引水式水电站 • 主要建筑物：低坝，有压隧洞，调
压室，压力水管，厂房，尾水渠。
2020年6月1日12时57分
（三）混合式水电站
1.概念：在一个河段上，用坝集中一部分落差，再通过有压引水道集中坝后河段的另一部分落差。 2.开发条件：当河段上游坡降较缓且有筑坝建库条件，下游坡降陡且有条件集中较大落差时，采用混合式开发较经济。
2020年6月1日12时57分
3. 坝式开发的特点： ① 水头相对较小； ② 一般能形成蓄水库，电站引用流量大，综合利用效益高； ③ 投资大，工期长，通常单位造价高，且上游形成淹没区。
4. 坝式开发的适用条件：适于流量大，坡降缓，且有筑坝建库条件的河段。

水电站水能计算

水电站的保证出力和发电量计算，是水能计算的重要环节、故通常又将保证出力和发电量计算称为水能计算。
第四页，共61页。
7.1.1 水电站水能(shuǐ nénɡ)计算的内容、目的和基本资料
目的：在规划设计阶段，假定若干个水库正常蓄水位
方案，为最终确定电站规模提供依据；在运行阶段，根据水电站及水库的实际运行情况，
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7.1.2 水能利用(lìyòng)的原理及开发方式
1、坝式(蓄水(xù shuǐ) 式)水电站
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7.1.2 水能利用(lìyòng)的原理及开发方式
2、引水(yǐnshuǐ) 式水电站
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7.1.2 水能(shuǐ nénɡ)利用的原理及开发方式
3、混合式水电站
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第二节内容(nèiróng)结构：
7.2 水电站的保证出力(chū lì)和发电量计算 7.2.1水电站的保证出力(chū lì)与保证电
能计算 1、无调节、日调节水电站的保证出力
(chū lì)与保证电能计算 2、年调节水电站的保证出力(chū lì)与
保证电能计算 3、多年调节水电站的保证出力(chū lì)
7
30.2
30.2
0
0
34.50 34.50 133.0 83.45 1.0 48.55 11730 856
8
3.5
16.2
-12.65
-12.65
21.85 28.18 129.0 82.70 1.0 45.30 5853 427
9
28.8
16.2
12.65
12.65
34.50 28.18 129.0 82.42 1.0 45.30 5853 427

03-第3章水电站水能计算1-3节

= dv
（3-11））
） = ah 3 + bh 2 + ch （3-12）
则把关系式（）（）（12）代入（）即可以的出按时序t作水能调节计算之基本微分方程式）（11）（则把关系式（10）（）（）代入（9）即可以的出按时序作水能调节计算之基本微分方程式：（3-13）h是自库底起算之库水位高程或落差；Ho是下游水位基准点距库底之高差如图： N (）h k[Q(t ) − dv / dt ][ H 0 − a0 q n + h(t )] Ho t) =
3
1− 2
1
2
E = HWγ = γQ∆tH
一般的电力计算中
由物理概念，单位时间内所做的功叫功率，由物理概念，单位时间内所做的功叫功率，故水流的功率是 N
= E / ∆t = γQH
单位为kgf*m/s。。单位为
把功率叫出力，并用kW作为计算单位：1kW=102 kgf*m/s。通过变换可得：作为计算单位：，把功率叫出力，并用作为计算单位。通过变换可得：
γ
a1V12 − a2V22 + )Wγ 单位为kgf*m 2g
假设上下断面流速及其分布情形是相同的且其平均压力也相等相等，假设上下断面流速及其分布情形是相同的，且其平均压力也相等，即：a1V1 = a2V2 , P = P2 。则刚才相同 1 的式子可以表示成：E ）。 = ( Z − Z )Wγ = HWγ （3-4）。在天然的河道情况下，这部分能量的消耗在水流的内部摩擦夹带泥沙及克服沿程河床阻力等内部摩擦，在天然的河道情况下，这部分能量的消耗在水流的内部摩擦，夹带泥沙及克服沿程河床阻力等方面，可以利用的部分往往很小很小，能量分散。方面，可以利用的部分往往很小，且能量分散。为了充分利用两断面能量，就要有一些水利设施如壅水坝、引水渠道、隧洞等，落差集中，为了充分利用两断面能量，就要有一些水利设施如壅水坝、引水渠道、隧洞等，使落差集中，以减小沿程能量消耗，同时把水流的位能，动能转换成为水轮机的机械能，以减小沿程能量消耗，同时把水流的位能，动能转换成为水轮机的机械能，通过发电机再转换成电能。由于水能利用取决于落差和流量两个因素且受地形、经济条件等限制，所以水电站开发方式，两个因素，由于水能利用取决于落差和流量两个因素，且受地形、经济条件等限制，所以水电站开发方式，落差因地区而异。如水电站集中落差的方式来分类，则有蓄水式水电站引水式水电站和混合式水电站3 蓄水式水电站，因地区而异。如水电站集中落差的方式来分类，则有蓄水式水电站，引水式水电站和混合式水电站类。选择何种开发形式，取得多少能量，主要通过技术经济比较，选择何种开发形式，取得多少能量，主要通过技术经济比较，而水能计算的目的是定出水电站及发电量，的一些基本技术生产指标（或称动能指标）出力及发电量的一些基本技术生产指标（或称动能指标）如出力及发电量，水电站的工作情况及这些动能指标与参变数（正常蓄水位，死水位等）之间的关系，以供规划设计、方案选择之用。参变数（正常蓄水位，死水位等）之间的关系，以供规划设计、方案选择之用。确定水电站动能指标值的计算，称为水能计算，或叫水能调节计算，它是水利计算的一个专门部分。标值的计算，称为水能计算，或叫水能调节计算，它是水利计算的一个专门部分。水电站的出力计算可应用公式（）。设发电流量为Q（）。设发电流量为）。在秒内秒内，水电站的出力计算可应用公式（3-4）。设发电流量为（ m / s ）。在△t秒内，有水体 W=Q△t通过水轮机流入下游，则由公式（3-4）可得水量下降所做的功：通过水轮机流入下游，下降H所做的功 △ 通过水轮机流入下游则由公式（）可得水量W下降 2、图中 H 额为额定水头，它表示在该水头以上，、为额定水头，它表示在该水头以上，机组可以可以发出额定出力（也称额定容量）。可以发出额定出力机组可以可以发出额定出力（也称额定容量）。在额定水头以下，机组可以发出的最大出力随H 在额定水头以下，机组可以发出的最大出力随之减小而减小。这是因为之减小而减小。这是因为 3、水头越小，受阻容量越大，因此在运行时水、水头越小，受阻容量越大，头有一定范围，在次范围内水轮机效率较高，头有一定范围，在次范围内水轮机效率较高，出力受阻较小。力受阻较小。这个范围一般以最小水头不小与最大水头的60%~70%来控制。应该指出，各种型来控制。大水头的来控制应该指出，号的水轮机有不同的运转综合特性曲线。号的水轮机有不同的运转综合特性曲线。

工程1_无调节或日调节水电站水能计算

平均流量(m3/s)
338 363 388 413 438
非冲沙期次数 (次) 22 153 467 836 675
冲沙期次数(次) 全年次数(次)
22 153 467 836 675
6 451-500 7 501-600 8 601-700 9 701-850 10 851-1000 11 1001-1250 12 1251-1500 13 1501-1750 14 1751-2000 15 2001-2250 16 2251-2500 17 2501-3000 18 3001-4000 19 4001-5000 20 5001-7000 21 7001-7020 合计
出力
Ni(kW) 109720.77 117621.73 125500.33 133357.25 141193.11 152908.62 176207.92 180346.37 207016.87 213350.00 245145.49 252436.44 290381.94 303744.26 349889.76 366691.44 423086.94 428428.00 489044.39 495073.50 548612.57 565939.89 607191.60
(8)
4 2 5 80 176 331 433 498 472 941 1173 394 126 1
(9)
4636 4632 4630 4625 4545 4369 4038 3605 3107 2635 1694 521 127 1
(10)
100.00 99.91 99.87 99.76 98.04 94.24 87.10 77.76 67.02 56.84 36.54 11.24 2.74 0.02

第十四章水电站水能计算

c、经过以上逐时段演算至供水期末时，若此时水位为死水位，则计算结束；否则，重新假定出力N0，返回步骤a 进行大循环计算。实例
2)等流量调节方式水能计算方法 a、根据设计枯水年入库径流资料，用已知的兴利库容V兴求调节流量，作为水电站的发电流量q；供水期的调节流量蓄水期的调节流量 b、利用入库流量与水电站发电流量作为来、用水资料，按列表法进行枯水年或枯水年组水能计算。已知q，求N=? N=AqH=Aq(Z上-Z下) (Q-q)△t=V2-V1 Q q △t V1
NP
P设 P t
4）水位变化不大的无调节水电站，可采用更简单的方法: 由设计保证率在日平均流量频率曲线（图14-8）上查取设计发电流量QP；再由公式NP=AQPHP=AQP(Z上-Z下-H)计算水电站的日平均保证出力。 2 代表年法为了简化计算，可用代表年法进行水能计算。其步骤：
①选择3个设计代表年：设计枯水年(P设)、设计中水年(P 中=50%)。设计丰水年(P丰=1-P设)。
二多年平均发电量的计算（E年）
1 概念
指水电站年发电量的多年平均值。 2 在水文资料丰富情况下
由前面的计算，可得到无(日)调节水电站的日平均出力历时曲线。其下包面积，即为天然水量的多年平均发电量。由于受机组出力的限制，天然流量无法完全利用。实际多年平均发电量取决于电站的装机容量。装机容量与多年平均发电
b、将N(i)（i =1,2,…,n）由大到小排序，计算经验频率 P(i)，绘制日(旬)平均出力频率曲线；见右下图。 c、由设计保证率P推求NP. 对于无调节水电站，设计保证率常用P历时。 NP N
P设
P
2）简化算法
将历年日平均流量由大到小分组，统计其出现日数和累计出现日数，再按分组流量的平均值来计算出力和推求保证出力 NP。计算公式如下：

水电站水能计算程序(长系列)

A---A7= 90185.5683 -1526591 16545794.1 -80477392.2
1.24262036 7148.91249 2744.63748 884.345109 313.8469743 1.2092551 7637.5002 2904.44681 925.933712 325.6288848 1.16925447 8071.78322 3044.79846 961.967895 335.718865 1.10893423 8476.35418 3174.21403 994.813981 344.8255991 1.04503592 8861.09894 3296.16856 1025.45138 353.2458154 0.98986268 9228.47106 3411.65579 1054.19668 361.0837074 0.94039066 9582.80099 3522.2002 1081.47944 368.4691869 0.89197426 9929.23775 3629.52049 1107.75859 375.5353825
0.41856307 1431.40199 669.969728 281.350585 131.6865395
0.49915077 1795.42036 820.689048 335.445126 153.3324159
0.57020873 2155.59428 966.682598 386.585933 173.3655994
0.14514521 -362.33577 -98.779007 -19.993524 -4.28613287 0.40628111 -692.6996 -188.12885 -37.917449 -8.09909288 0.60450265 -1000.9633 -270.91283 -54.392731 -11.5800359 0.70960735 -1290.319 -348.12089 -69.648111 -14.7834259 0.77444028 -1565.0905 -421.00587 -83.954681 -17.7707072 0.83102553 -1829.8983 -490.86251 -97.583 -20.6015291

水电机组水能利用率计算公式

水电机组水能利用率计算公式
水电机组的水能利用率是指水电站实际发电能力与水能理论发电能力的比值，是评价水电站运行效率的重要指标。

根据水电站的具体情况，可以采用不同的水能利用率计算公式。

下面是常用的几种计算公式及其详细介绍。

1.水能利用率（全年水位利用率）：
水能利用率=平均出力/装机容量
其中，平均出力为水电站一年内的电能输出平均值，装机容量为水电机组额定容量之和。

2.水能利用率（水能利用度）：
水能利用率=水电站发电量/水电站水资源总量
其中，水电站发电量为水电站一年内的电能输出总量，水电站水资源总量为水库或河流中的可利用水资源总量。

3.水能利用率（进口效率）：
水能利用率=发电量/浸没水能总量
其中，发电量为水电站的电能输出总量，浸没水能总量为河道中单位时间内通过水电站的水流总能量。

4.水能利用率（发电效率）：
水能利用率=水能转换成电能的总能量/水能总能量
其中，水能转换成电能的总能量为水电机组发电的总能量，水能总能量为水能资源的总能量。

5.水能利用率（水能发电效率）：
水能利用率=水能转化为电能的实际输出功率/水流过程中的水能总能量
其中，水能转化为电能的实际输出功率为水电机组的发电功率，水流过程中的水能总能量为水流动时所蕴含的总能量。

不同的水电站运行参数和计算目的决定了不同的水能利用率计算公式的选择。

在实际应用中，需要根据水电站的特点和需求，选择合适的公式进行计算和评价。

此外，水能利用率的提高是水电站技术改造和运行管理的重要目标之一、通过优化水电机组运行方式、提高设备效率、合理调度水库水位等措施，可以有效提高水能利用率，减少资源浪费，实现更加经济高效的水电发电。

第5章水电站水能计算-精选文档

第5章水电站水能计算
第一节水能计算的目的和主要内容

一、水能计算的目的河流中蕴藏着巨大的能量，水电站就是利用河流水能生产电能的动力生产企业，其产品为电能。水能计算的目的在于确定水电站的工作情况，比如出力和发电量。水库兴利调节计算的实质是解决来水、用水、设计保证率和水库库容之间的关系，水能计算中将“库容”可以理解为水利工程的规模，“需水”变成了需电，和径流调节不同的是水能计算更复杂一点，因为其中有了水头因素。工程规划阶段，一般是先要拟定几个正常蓄水位方案，针对每一个方案去求装机容量、保证出力、多年平均发电量和有利的死水位等指标，这也是水能计算的主要任务。
三、水能计算的基本方程和主要方法
（1）数值计算法。这是解微分方程的一种近似解，有欧拉法、梯形法、龙格—库塔法等（可以
参看有关书籍）。此种方法要多次迭代，计算工作量颇大，随着电子计算机广泛应用，它还是挺有前途的。
Q q ） t V V V 1 2 （2）列表试算法。（通过假定某个位置的q平均，逐步求解各

水电站多年平均发电量
是指多年工作期间水电站平均每年所生产的发电量，是水电站动能效益的指标。在正常蓄水位和死水位已知的情况下，可以用长系列或代表年法计算。
1.全部水文系列法共有n年的水文资料，计算时段是t，可求n*t个时段的平均出力数值，按大小排列，绘制时段出力保证率曲线。将保证率曲线的坐标换算成一年的持续小时数，则任何保证率p相应的持续小时数为p*8760，根据拟定的装机容量得出多年平均发电量。多年平均发电量也可以根据下算式计算： E均=(∑Ei)/n 2.代表年法 E均=(E丰+E平+E枯)/3
个方程式。如果与假定值不符，再重新假定（如表）。

水电站水能计算共61页

水利资源计算 水电站水能计算