径流式小型水电站水能计算方法
水力发电计算中的正确公式
水力发电计算中的正确公式水力发电计算中的正确公式在探讨水力发电存在一些问题中，就水力发电的出力计算，对既有的用于大型水库的P=9.81QH(kw) —（1）和用于小型水库的E=(6.0~8.0)QH(kw)—(2）两个公式时，发现小型水库效率之所以低于大型水库的原因，是由于小型水库使用的水轮机普遍小于大型水库的水轮机，所以单位水流流经水轮机的距离也就更短，亦即做功的时间更短，所以效率也就更低了。
而且现代卫星科学技术证明：在离地面200 km处，重力加速度g值接近为零，离地面36000km处g值绝对为零。
将（6.0~8.0）取代g=9.81，那就意味着将小型水库假设到离地面37~77km的高空，这显然是有违科学原理的。
所以用公式(2)来作小型水库发电的出力计算是不可以的。
在对现有水库水轮发电机组实际效率检验时发现，公式（1）中的“H”，根本与实际做功的能大小无关，功率的大小实质就是流量Q的大小与其在水轮机上流经的距离乘以9.81的结果。
水头“H”值的大小，在此只起决定水流的速度和单位时间流量的作用。
也就是说计算水力发电功率的大小用的公式应该是物理学最基础的公式：功=力*距离，即W=F*S—（3),或W=F*V*T—（4）。
以湖南双牌水库一水轮发电机组为例：水头H=43m,流量Q=102.8m3/s,实际功率P=39500kw，根据（3)式所说的力就是9.81Q,所以39500 =9.81*102.8*103*S/102,（将1m3化为1000kg,9.81取精确值9.80665得9806.65N,1N=1kg.m/s2,1kw=102 kgf.m/s）即S=39500*102/9806.65*102.8=3.9965m,也就是说，单位水流在水轮机上做功的距离≈4m。
或V=(2gH)1/2=29.046 m/s,T=S/V=0.13759秒,则（4）式可成为W=9806.65*102.8*29.046*0.13759/102=39498.5kw,此数与39500 kw极为接近。
水电站水能计算程序
水电站水能计算程序1.物理参数输入：用户输入水电站所在地的水资源情况，包括河流水流量、水头高度、水位变化等。
同时还需要输入水电站的设计参数，如装机容量、效率等。
2.水流数据处理：根据用户输入的水流量和水位变化数据，对水流数据进行处理。
可以采用统计学方法对过去一段时间的水流数据进行分析，计算出平均水流量和极值水流量等。
3.水头计算：水头是水电站的重要参数，影响着水电站的发电效率。
根据用户输入的水位变化数据，计算出实时的水头值。
同时，还可以根据不同的水位变化情况，评估水头变化对发电效果的影响。
4.发电量计算：根据水头值、水流量和发电机组的设计效率等参数，计算出水电站的实际发电量。
可以根据用户输入的时间段和发电机组的工作状态，计算出发电量的变化趋势，为后续发电计划提供参考。
5.能力分析：通过对水电站的发电量进行分析，评估水电站的发电能力。
可以根据实际发电情况和设计参数，计算出水电站的利用率、负荷率等指标，评估水电站的运行效果。
6.压力计算：水电站在发电过程中需要克服水流对发电机组的压力，因此需要计算出水电站所承受的压力。
根据水位变化和水流量等参数，计算出水电站的压力值，并进行分析和比较。
7.故障预警：通过对水电站的水能进行长时间的监测和分析，可以对发电机组的运行状态进行监测，并实时判断是否存在潜在的故障风险。
通过设定合理的故障预警指标，可以及时采取措施避免发电机组的故障发生。
8.可行性分析：对于新建水电站的设计和规划，通过对水能计算程序的运行结果进行分析，评估水电站的可行性。
可以对不同的方案进行比较，选择最优的方案。
水能计算程序的开发需要基于专业的水力学和发电理论，并结合实际水电站的参数进行优化和调整。
通过合理利用水能计算程序，可以提高水电站的发电效率，降低运营成本，实现可持续发展。
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。
小水电水能计算的简化等流量法
小水电水能计算的简化等流量法摘要：本文主要研究小水电水能计算的简化等流量法，针对洪水、季节性水位变化等水文情况，采用小水力发电机组的简化等流量计算方法，并从结构形式、算法步骤、数学模型三个角度分析探讨了该方法的基本原理和操作流程，实例计算表明，结果符合实际形势，该方法可以有效提升计算效率，为今后的电站设计和运行提供有效参考。
关键词：小水电水能计算；简化等流量法；结构形式；算法步骤；数学模型1.引言小水电水能计算是水力发电工程设计和运行中的一个重要技术内容。
在小水电水能计算中，由于季节性水位变化、洪水及外载荷的作用，水能系统的运行特点变得极其复杂，计算量大，要求运行安全性好而且经济性佳。
而在实际过程中，简化等流量法正是用来降低计算量、提高计算效率的一种有效方法。
它实际上是根据水力学原理(管线定律)，结合小水力发电机组特点，利用求解等流量特性来简化计算过程的一种新技术，用以替代传统的计算方法，满足发电设施快速、准确地解决水力发电机组发电量计算问题的一种新的数学方法。
本文主要从小水电水能计算的简化等流量法的结构形式、算法步骤和数学模型三方面对其进行了详细分析，实例计算表明，所述方法计算结果符合水力发电实际情况，可以有效提高发电机组水力计算的效率，为今后的电站设计和运行提供有效的参考依据。
2.水电水能计算的简化等流量法2.1结构形式小水电水能计算的简化等流量法具有较规范的结构形式。
它的基本框架可以分为三部分，具有输入及数据库、计算和求解、输出和结果三个大块部分。
（1）输入及数据库：该部分主要提供一系列变量，用以描述发电机组的水力特性，在此基础上可以建立简单等流量模型。
这些变量包括渗流等流量模型的参数，水力机及洼地的容积定义、水位位移及洪水流量等。
（2）计算和求解：该部分是简化等流量方法的核心所在。
根据水力学原理，采用一定的数学模型，结合变量及参数，通过计算得出水力机组的有效发电量。
（3）输出和结果：该部分主要在最后输出水力机组的发电量，将结果提示出来，供实际应用。
水电站水能计算
三、水能资源开发方式
4、其他开发方式
（二）抽水蓄能发电
抽水蓄能电站根据利用水量的情况可分为两大类：一类是纯抽水 蓄能电站；另一类是混合式抽水蓄能电站。
第四部分
河流水能资源的梯级开发
四、河流水能资源的梯级开发
1、河流综合利用规划
河流综合利用规划要综合地解决防洪、发电、灌溉、 航运、给水、养殖、生态环境等方面的需水问题。
第六部分
水能计算的基本方法
六、水能计算的基本方法
确定水电站动能指标的计算，称为水能计算。水能 计算的目的，在规划设计阶段，为了选择水电站及 水库的主要参数，需假定若干个水库正常蓄水位方 案，计算各方案的水电站动能指标，为最终确定电 站规模提供依据；在运行阶段，由于水电站及水库 的主要参数（正常蓄水位、死水位和装机容量）已 定，则需根据水电站及水库的实际运行情况，计算 水电站在各时段的出力和发电量，以便确定电力系 统中各电站的合理的运行方式。
其余月份为不蓄不供期，水电站按天然流量发电，即水电站引用流量等于入 库流量 。
六、水能计算的基本方法
2、按等流量调节方式的水能计算方法
三、水能资源开发方式
➢开发利用水能时要解决的基本问题是集中落差和 调节流量。 ➢水能开发方式或者叫水电站开发方式，就集中落 差的措施而言，有坝式、引水道式和混合式三种 基本方式
三、水能资源开发方式
1、坝式（蓄水式）水电站
坝式水电站按其建筑物的布置特点，又可分为河床式、坝后式、坝内式等类型
1.起重机 2.主机室 3.发电机 4.水轮机 5.蜗壳 6.尾水管 7.尾水平台 8.尾水导墙 9.泄洪闸门 11.溢流坝 12.主坝 13、闸墩
年平均发电量、装机容量及年利用小时数。
tn
水能计算及水电站主要参数选择
水电站在调度上更 加复杂。
二、火电站的工作特点
1.只要保证燃料供应，火电站就可以全年按额定出力工作， 不像水电站那样受天然来水的制约。受“技术最小出力”限 制。
2. 电能成本高，运行费包括燃料费、环保费等。
3. 工作有“惰性”，启动慢，调负荷慢，适宜担任电力系统 的基荷，单位煤耗较小。
厂用电为年发电量的1.0%
厂用电为年发电量的2.5%
可以储存水能，立即用来处理事故
36
基荷指数： P' / P
该指数越大，基荷占负荷图的比重越大， 表示用户的用电情况比较稳定。
日最小负荷率 P' / P' '
该指数越小，表示负荷图中高峰与低谷负 荷的差别越大，日负荷越不均匀。
日平均负荷率 P / P' '
该指数越大，表示日负荷变化越小。
37
日电能累积曲线
是日负荷图的出力值（kW）与其相应的电量（kW·h）之间
计算方法与上述年调节水电站保证出力的 计算基本相同。简化计算时，可以设计枯水年 组来计算。一般选用实际水文资料中最枯最不 利的连续枯水段作为设计枯水段。
23
二、水电站多年平均发电量的估算
多年平均年发电量：指水电站在多年工作时期
内，平均每年所能生产的电能量。它反映水电站 多年平均动能效益，是决定电站效益的重要指标。
4
水能计算的目的：确定水电站的保证出力、多年平均 发电量指标、水电站的工作情况。
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。
1.确定水电站的动能指标，主要是保证出力、
水利水能规划水能计算及水电站在电力系统中的运行方式讲义
Q（m3/s）
8000
7000
6000
5000
4000
3000 QP=2010 2000
1000 0 0
10 20 30 40 50
P=85%
60 70 80 90 100 P（％）
某无调节水电站日平均流量保证率曲线
水利水能规划水能计算及水电站在电力 系统中的运行方式
年调节水电站保证出力计算
【例3】某水电站为坝式年调节水电站，设计保
证率为80%。水库以发电为主，兴利库容V兴＝ 3152万m3，死库容V死＝1050万m3。，库区无其
它部门引水。设计枯水代表年月平均流量资料 如下表第(1)、(2)栏所示。试求该水电站的保
证出力 (其中出力系数A＝7)。
水利水能规划水能计算及水电站在电力 系统中的运行方式
水利水能规划水能计算及水电站在电力 系统中的运行方式
计工 算作 越量 来逐 越渐 精加 确大
水利水能规划水能计算及水电站在电力 系统中的运行方式
设计中水年法
基本步骤： 1）选择设计中水年，要求该年的年径流量及 其年内分配均接近于多年平均情况； 2）列出所选设计中水年各月（或旬、日）的 净来水流量； 3）根据国民经济各部门的用水要求，列出各 月（或旬、日）的用水流量； 4）对于年调节水电站，可按月进行径流调节 计算，对于季调节或日调节、无调节水电站，可按 旬进行径流调节计算，求出相应各时段的平均水头 H均及其平均出力N均；
年调节水电站的水能计算
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。
径流式水电站水能的计算机辅助计算
径流式水电站水能的计算机辅助计算
孟晓琳;郑滨红;谢炜
【期刊名称】《电站系统工程》
【年(卷),期】1997(13)4
【摘要】从实用的角度提出了径流式水电站水能的计算机辅助计算方法。
采用三次样条函数分段拟合水库特性曲线及水库上下游水位流量关系曲线；采用正交网络离散水轮机运转特性曲线。
【总页数】5页(P24-27)
【关键词】水力发电站;水能;计算机辅助计算
【作者】孟晓琳;郑滨红;谢炜
【作者单位】哈尔滨电站设备成套设计研究所;哈尔滨工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TV131.4
【相关文献】
1.径流式小型水电站水能计算方法 [J], 鄢丽丽;吕文丽;张旭辉
2.低水头径流式水电站水能计算(时历法)程序简介 [J], 毛惠鹏
3.计算机辅助水电站水能计算的方法 [J], 孟庆华
4.低水头径流式水电站的水能计算实例 [J], 张星;黄葆芹;
5.计算机辅助水电站水能计算 [J], 孟庆华
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水利水能规划第五章 水能计算
第三节 电力系统负荷图
一. 电力系统
电站
变电站
线路
工业用电（均匀） 农业用电（季节变化） 市政用电（日内变化） 交通运输 等
电力系统由若干发电厂、变电站、输电线路及电力用户
等部分组成。
电力系统中电力电量平衡
二. 电力负荷图
电力负荷：任何时间内，电力系统中各电站的处理过 程和发电量必须与用户对出力的要求和用电量相适应，这 种对电力系统提出的出力要求，常被称为电力负荷。
与无调节类似，不同在于 z 上 采用日平均水位。 即，由
V V死 1 V兴 2
查z～V，求得。
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 有较大的 列表法： V兴——年内水量调节，调节周期 t=月或旬 t < T T=1年
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
E12 Ndt
t1 t2
或
E12 N i t
i 1
n
二.水能计算的基本方法
水能计算：求水电站出力N和发电量E的计算 方法：统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ法和时历法（列表法——数值法：半图解法、图 解法） 与水电站调节类型有关
1.径流式水电站
——靠天然径流发电的水电站
（1）无调节水电站（如葛洲坝水电站）
绘制过程
将日负荷曲线以下的面积（表示电 量 ） 自 下 而 上 加 以 分 段 ， 便 得 △ E1 、 △E2 、△E3等分段电能量，令图横坐标代 表分段电能量△E的累积值，由此定出相 应的a点、b点。按此向上逐渐累积到负荷 的最高点，各交点的连线gabcd便是日电 能累积曲线。
特性： （1）在最小负荷N′ 以下，负 荷无变化，故是直线； （2）在N′ 以上，负荷有变化， 故cd为向上凹曲线段。d点 横坐标为一昼夜的电量；
水电站知识必备
什么是流量、径流总量、多年平均流量流量是指性单位时间内水流通过河流(或水工建筑物)过水断面的体积，以立方米/秒表示；径流总量是指在一个水文年内通过河流该断面水流总量之和，以104m3或108m3表示；多年平均流量是指河流断面按已有水文系列计算的多年流量平均值。
小型水电站枢纽工程主要由哪几部分组成主要由挡水建筑物(坝)、泄洪建筑物(溢洪道或闸)、引水建筑物(引水渠或隧洞，包括调压井)及电站厂房(包括尾水渠、升压站)四大部分组成。
什么是径流式水电站其特点是什么无调节水库的电站称为径流式水电站。
此种水电站按照河道多年平均流量及所可能获得的水头进行装机容量选择。
全年不能满负荷运行，在保证率为80%。
，一般仅达到180天左右的正常运行；枯水期发电量急剧下降，小于50％，有时甚至发不出电。
即受河道天然流量的制约，而丰水期又有大量的弃水。
何谓出力怎样估算水电站的出力和计算水电站的发电量在水电站(厂)中，水轮发电机组发出的电力功率称为出力，河川中某断面水流的出力则表示该段水能资源。
所谓水流的出力就是单位时间内的水能。
N=9．81ηQH式中，Q为流量(m3/S)；H为水头(m)；N为水电站出力(W)；η为水轮发电机的效率系数。
对于小型水电站出力近似公式为N=(6．0～8．0)QH年发电量公式为E=N F式中，N为平均出力；T为年利用小时数。
什么是装机年利用小时指水轮发电机组在年内平均满负荷运行的时间。
它是衡量水电站经济效益的重要指标，小水电站年利用小时要求达到3000 小时以上。
水电建设水电建设是水电开发的全过程，水电建设大多要建拦河坝截断水流，抬高水位，其功能除发电之外，还要起到防洪、灌溉、航运、养殖和旅游等效益，但也会对上下游交通和生态环境造成影响。
因此，水电建设要按照全面规划、统筹兼顾、综合平衡的原则，正确处理远期与近期、干流与支流、上、中、下游、防洪、发电、灌溉、航运以及与当地电力系统实际情况的关系。
在流域规划中应根据综合利用的原则和水文、地质等条件进行河流的梯级开发。
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径流式小型水电站水能计算方法鄢丽丽;吕文丽;张旭辉【摘要】5 MW以下装机的小水电站多建于资料缺少的地区,一般为无调节能力水电站,参考标准要求可做适当简化.通过实例,对无资料或资料短缺的5 MW以下的水电站,介绍一种水能规划计算方法,供同行讨论和参考.【期刊名称】《水电与新能源》【年(卷),期】2011(000)005【总页数】3页(P48-50)【关键词】水能计算;无调节性能;水电站出力;装机容量;多年平均发电量【作者】鄢丽丽;吕文丽;张旭辉【作者单位】广东省水利水电科学研究院,广东广州510610;广东省大坝安全技术管理中心,广东广州510610;广东省水利水电科学研究院,广东广州510610;广东省大坝安全技术管理中心,广东广州510610;广东省水利水电科学研究院,广东广州510610;广东省大坝安全技术管理中心,广东广州510610【正文语种】中文【中图分类】TK712我国小水电资源十分丰富，技术可开发量达1.28亿kW。
目前，大陆地区已建成小水电站45 000多座，装机容量5 100多万kW。
小水电遍及全国1/2的地域、1/3的县市，使3亿多无电人口用上了电。
小水电在解决农村用电、带动农村经济社会发展、改善农民生产生活条件、促进节能减排等多方面发挥了重要作用［1］。
本文结合某小型水电站的设计，介绍该类小水电的水能计算方法。
1 水能计算(1)计算流程。
水电站的装机容量、出力和发电量等是水电站重要的指标。
有关水电站出力、发电量和其他参数的计算称为水能计算，其简化的计算过程如图1。
(2)基本资料分析。
小水电水能设计应在收集和分析本地社会经济、自然条件、电力系统、生态环境以及综合利用等基本资料和要求的基础上进行。
图1 水能计算流程缺乏实测资料地区的小水电站可引用邻近流域实测资料或经审查的水文图表资料，选取丰水年、平水年和枯水年3个或3个以上代表年的系列资料。
某小水电站坝址控制集水面积55.1 km2，由于流域无实测流量资料，而相邻流域内离坝址71 km处有一水文站共有45 a的实测流量资料。
初步分析，该水文站45 a资料包括丰、平、枯水年，有一定的系列代表性。
电站与水文站集水面积内的地理、气象等条件基本一致，故可用面积比的一次方移用该站的水文资料，并以离坝址最近的雨量站多年平均24 h暴雨量与水文站多年平均24 h暴雨量比例进一步修正集水面积比拟成果。
式中:Q坝址、Q站为坝址和水文站的流量，m3/s;F坝址、F站为坝址和水文站的控制集水面积，km2;r为雨量修正系数，离坝址最近的雨量站多年平均24 h暴雨量/水文站多年平均24 h暴雨量。
经计算坝址多年平均流量1.63 m3/s，枯水年(P=90%)平均流量Q=1.04 m3/s;平水年(P=50%)平均流量Q=1.57 m3/s;丰水年(P=10%)平均流量Q=2.31 m3/s。
根据3个代表年的平均流量，选择与之相近的实际年作为典型年，枯水年为1978～1979年;平水年为1966～1967年;丰水年为1994～1995年。
(3)保证出力的确定。
无调节或日调节水电站的保证出力计算，规模在5 MW以下的水电站可采用丰、平、枯3个或3个以上典型年的日平均流量系列绘制日流量历时曲线或日流量保证率曲线;按各种流量时的相应水头和选择的出力系数，计算出力并绘制出力历时曲线或出力保证率曲线。
对应于电站设计保证率的出力即为保证出力。
小水电站的设计保证率应根据设计水电站占当地电力系统比重，系统中有调节能力水电站所占比重等因素确定。
可参考表1选择适当的设计保证率［1］。
表1 小水电站设计保证率包括本电站系统中有调节能力水电站所占比重/% 25以下 25～50 50/% 90～95 85～90 80～85以上水电站设计保证率将丰、平、枯三个代表年的逐日流量作为电站的引用发电流量，并根据已确定的水头，按出力公式N=AQH计算逐日的出力过程。
根据电站3年的出力过程，点绘成出力的频率曲线，再由已知的设计保证率P查出相应的保证出力NP。
无调节水电站的上游水位一般维持在正常蓄水位，只有在汛期宣泄洪水时才可能出现临时超高。
在计算中，将发电毛水头(上下游水位差)减去沿程损失hf和局部损失hj后作为计算水头H。
本工程设计保证率为90%，A为电站出力系数，小型电站一般采用 6.5 ～7.5［2］，本次发电计算电站出力系数取7.0。
电站上游水位279.0 m，下游水位根据坝址水位流量关系确定，不同流量下游水约263.3～264.1 m，水头损失约0.18 m，净水头14.72 ～15.52m。
计算电站的出力保证率曲线如图2，查得保证率P=90%的保证出力NP为38.0 kW，对应的流量 QP为0.35 m3/s。
图2 电站出力保证率曲线(4)设计流量的确定。
根据月(旬)平均流量或丰、平、枯代表年流量变化，合理确定设计流量Q设(又称装机设计流量)。
引水式电站水头基本上是固定的，因此合理确定设计流量Q设，是确定电站规模及装机容量的关键，同时还应考虑负荷需要，使电站装机更经济合理。
如何合理充分利用水能，一般从多年平均径流的水量利用率与多年平均利用小时二者的关系，或从水能最优利用率来考虑。
电站设计流量过大，则电站利用小时过小，机组利用率低;反之，设计流量过小，电站利用小时很大，设备利用率很高，但水量不能充分利用，浪费水力资源。
将水量利用率K、设备利用率B两者相乘，称为水能总利用率C。
两系数乘积最大，就是水能最优利用率C最优，它所相应的流量为设计流量。
该流量的确定既考虑了水力资源充分利用，又考虑了设备充分利用。
水量利用率K采用下式计算:式中:W电为通过水轮机的年平均水量(104m3或108m3);W总为电站坝址以上集水面积多年平均总水量(104m3或108m3)。
在多年平均流量历时曲线，某一流量Q以下包围面积为利用水量W电，历时曲线所包围的总面积为多年平均总水量W总(水文资料较少时，常以丰、平、枯三个代表年的逐日流量计算)。
设备利用率B采用下式计算:年利用小时T是指电站1年中的发电量按全部装机容量折算所得的年运行小时数，某一流量Q下的年利用小时T=W总/Q。
根据丰、平、枯三个代表年的逐日流量历时曲线，假设不同流量，可得出不同的水量利用率K和设备利用率B，水能最优利用率C最优所对应的流量为设计流量 Q 设。
本工程设计流量计算如表2，根据坝址丰、平、枯三个代表年的逐日流量历时曲线，假设不同流量，可得出不同的可利用水量W电，由此可按K=W电/W总算出水量利用率K，及水能最优利用率C最优。
从表2计算结果可知，Q设=2.0 m3/s时总利用率C最大为23.9%，即为水能最优利用率，故本电站设计流量采用2.0 m3/s。
表2 水能最优利用率计算表假定流量Q/(m3·s-1)总利用率C/%(1)(2)(3)(4)=(2)(1)可利用水量W电/(m3·s-1·h-1)水量利用率K/%设备运转时间T/h设备利用率B/%(5)=(4)8 760 (6)=(3)×(5)1.0 4 592.99 36.7 4 593.0 52.4 19.2 1.5 6 140.24 49.0 4 093.5 46.7 22.9 2.0 7 242.80 57.8 3 621.4 41.3 23.9 2.5 8 067.47 64.43 227.0 36.8 23.7 3.0 8 685.99 69.3 2 895.3 33.1 22.9 3.5 9 172.18 73.2 2 622.0 30.0 21.9 4.0 9 554.89 76.3 2 388.7 27.3 20.8 4.5 9 848.71 78.6 2 188.6 25.0 19.6 5.0 10 094.03 80.6 2 018.8 23.0 18.6(5)装机容量的确定。
占系统比重不大的小水电站的装机容量选择可根据当地电力需求实际情况，采用技术经济比较的方法确定，而不必进行电力电量平衡。
0.5 MW以下的水电站的装机容量可按年利用小时数控制确定［1］。
无调节的引水式电站，由于水头为常数，装机容量与设计流量成正比，因此确定设计流量Q设，也就是确定了装机容量Ny。
在规划设计中为了适应小型水电站的实际情况，确定装机容量的方法应力求简单而又切合实际，以免将来运行后与实际负荷相差太远。
采用出力公式确定Ny:式中:Ny为装机容量，kW;A为系数;Q设为设计流量，m3/s;H计为计算水头，m。
本工设计流量为 Q设=2.0 m3/s，Ny=AQ设H计=7.0 ×2.0 ×15.52=217 kW，故电站装机容量为217 kW。
2 多年平均发电量的计算用n年系列各月平均流量，计算多年平均发电量多:式中，E年为年发电量，E年=ΣE=ΣNT，其中T为每月的小时数，平均每月近似为730 h。
出力N的基本计算公式:N=AQ计H计。
式中:N为电站平均出力，kW;Q计为电站发电计算流量，m3/s;H计为电站计算水头，m。
根据年月径流系列，或丰、平、枯代表年径流资料，并确定了计算流量Q计及计算水头H计计，便可按式(4)计算求得逐月的平均出力，进而计算多年平均发电量。
对已有的45 a的逐月平均流量，月平均流量大于或等于设计流量2.0 m3/s以2.0 m3/s计算，小于设计流量则按实际流量计算。
按公式E=NT=AQ计H计T计算月平均发电量，得出每年的发电量，取平均为多年平均发电量，经计算得该电站的多年平均发电量为109.8万kW·h。
3 结语根据水电站动能计算，本小型电站设计保证出力38.0 kW，水能最优利用率最大的设计流量为2.0 m3/s，电站装机为217 kW，多年平均发电量为109.8万kW·h，年利用小时数5 052 h。
对比同类电站的设计，该电站的保证出力、装机容量和年利用小时数是比较合适的。
参考文献:【相关文献】［1］SL76-2009，小水电水能设计规程［S］.［2］薛金淮.关于水能计算中K值的探讨［J］.电网与水力发电进展，2008，24(3):27-29.。