计算某流域水电站保证出力和多年平均发电量Word下载.docx
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135.58
10
34.5
62-63
422.2
133.24
11
37.9
68-69
419
132.23
12
41.4
52-53
405.9
128.1
13
44.8
77-78
403.7
91.3
14
48.3
70-71
401
126.55
15
51.7
74-75
361.5
114.09
16
55.2
60-61
350.9
110.74
17
58.6
76-77
335.2
105.79
18
62.1
65-66
320.5
101.15
19
65.5
57-58
303.4
95.75
20
69.0
61-62
295.2
93.16
21
72.4
56-57
290.3
91.62
22
75.9
78-79
289.3
23
79.3
59-60
287.8
90.83
24
82.8
72-73
282.1
89.03
25
86.2
51-52
270.1
85.24
26
89.7
55-56
270
85.21
27
93.1
53-54
254.9
78.71
28
96.6
66-67
249.4
77.61
绘制经验频率曲线,如图所示。
在绘制的经验频率曲线上找出95%、50%、5%所对应的年水量值,查图可知设计枯水年的年水量为79亿m³
,设计中水年年水量为115亿m³
,设计丰水年年水量为180亿m³
。
选取与设计年水量接近的年份作为设计典型年:
选取66-67年作为设计枯水典型年,其年水量为78.7亿m³
,放大倍比K枯=79/78.7=1.004;
表2流量(m³
月份
天然流量
273.8
658
522
294.5
128.4
97.2
187.9
179.4
80.2
55
195
319
设计流量
274.9
660.6
524.1
295.6
128.9
97.6
188.6
180.1
80.5
55.2
195.8
320.3
选取60-61年作为设计中水典型年,其年水量为110.7亿m³
放大倍比K中=115/110.7=1.309;
表3流量(m³
296.4
414.4
825.1
864.7
151
421.9
281.3
86.1
52.1
75.4
578
307.9
430.5
857.3
898.4
156.9
438.3
292.3
89.5
54.1
77.4
600.5
选取58-59年作为丰水典型年,其年水量为163.2亿m³
,
放大倍比K丰=180/163.2=1.103;
表4流量(m³
636.3
1057
694.8
1199
775.9
211.5
575.8
152
74.2
66.3
184
535
701.8
1165.8
766.3
1322.5
855.8
233.3
635.1
167.6
81.8
73.1
202.9
590.1
一、计算保证出力
1、计算调节流量
①根据设计资料可知,Z消=40m,Z死=160m,则正常蓄水位Z正=Z消+Z死=200m,根据表1-1库容曲线知,水库的兴利库容V兴=34.0亿m³
坝址处多年平均年水量W年=378.3×
12×
2.63×
106=11.94×
109m³
库容系数β=V兴/W年=15×
108/11.94×
109=12.56%,介于8%-30%之间,可进行年调节。
当水库进行完全年调节时,
Q设年=250.4m3/sW设年=79亿m³
表5流量(m³
流量小于250.4m3/s的月份为枯水期,则枯水期为8月至次年2月,共7个月。
枯水期T枯=7×
106
=18.41×
106s
枯水期总水量W设枯=(128.9+97.6+188.6+180.1+80.5+55.2+195.8)×
=24.37亿m³
完全年调节所需库容V完=Q设年×
T枯-W设枯
=250.4×
18.41×
106-24.37×
108
=21.726亿m³
由此可知,V兴,<
V完,水库为年调节水库。
②按已知兴利库容确定调节流量
假定8月至次年1月为枯水期,枯水期为6个月。
调节流量Q调=(W设供+V兴)/T供
=(128.9+97.6+188.6+180.1+80.5+55.2)×
106÷
(6×
106)
=261.87m3/s
由于Q调大于2月份的设计流量,故2月份也属于枯水期。
所以,假设枯水期从8月至次年2月,共7个月。
此时,Q调=(W设供+V兴)/T供
=(128.9+97.6+188.6+180.1+80.5+55.2+195.8)×
(7×
=213.86m3/s
当Q调为213.86m3/s时,枯水期正好为8月至次年2月,共7个月。
所以,Q调=213.86m3/s
2、确定发电水头
根据坝址水位流量关系曲线,
表1-2
水位高程m
77.75
78
78.5
79
80.1
81
82.1
83.6
84.55
相应流量m³
/s
50
69
179
330
920
1590
2460
3680
4490
Q调=213.86m3/s时,根据差分法,
下游水位高程h1=78.5+(79-78.5)/(330-179)×
(213.86-179)
=78.6m
上游水位高程为正常蓄水位h2=200m
水头H=h2-h1
=200-78.6
=121.4m
3、计算保证出力
保证出力N保=AQ调H(A取8.5)
N保=8.5×
213.86×
121.4
=220682.134kw
二、计算装机容量
电站的装机容量是由最大工作容量、备用容量和重复容量三部分组成。
而备用容量一般采用电力系统最大负荷的某一百分比求得;
电力系统的重复容量一般由火电站承担,水电站不考虑重复容量。
所以,要计算水电站的装机容量主要在于确定水电站的最大工作容量。
1、计算水电站最大工作容量
年调节水电站的最大工作容量N‘’水、工主要取决于供水期内的保证电能E保、供。
E保、供=N保T供
E保、供=220682.134×
7×
730=1127685705kw.h
通过假定若干个水电站最大工作容量方案,可以推求出水电站最大工作容量
N‘’水、工与其供水期内的保证电能E保、供之间的关系,并绘制出水电站最大工作容量N‘’水、工与其供水期内的保证电能E保、供之间的关系曲线。
现已知保证电能,在关系曲线上即可对应求出N‘’水、工。
推求N‘’水、工与E保、供之间的曲线关系
为满足电力系统正常工作,水、火电站的最大工作容量之和必须等于电力系统的最大负荷,即N‘’水、工+N‘’火、工=P‘’系
假设1假设火电站的最大工作容量为480万kw
根据表1-4和表1-5
表1-42010年湖北电网冬季日负荷表万kw
小时
负荷
609
602
583
558
595
622
673
714
小时
747
763
754
705
690
737
796
821
812
783
769
693
表1-5湖北电网2010年最大负荷表万kw
811
802
792
781
773
由表1-4可知,2010年1月电网最大负荷为821万kw,与12月份相等,于是可用冬季日负荷表直接计算1月和12月的水电站日电能量。
用日负荷表减去火电站的最大工作容量480万kw即为水电站的日负荷。
其结果如下表:
表62010年1月、12月水电站日负荷表万kw
129
122
103
115
142
193
234
267
283
274
225
210
257
316
341
332
303
289
213
由表6知水电站的最大工作容量为341万kw。
则1月水电站的日电能量等于12月水电站日电能量:
E1=E12=(129+122+103+78+115+142+193+234+267+283+274+225+210+225+234+225+257+316+341+332+303+289+213+142)×
=5252万kw.h
1月、12月的水电站的平均出力:
N1=N12=E1/24=5252÷
24=218.83万KW
同理
E2=E11=5012kw.hN2=N11=208.83万kw
E8=E9=4556kw.hN8=N9=189.83万kw
E10=5024kw.hN10=209.33万kw
E保、供=730×
(218.83×
2+208.83×
2+189.83×
2+209.33)
=1054346.3kw.h
假设火电站的最大工作容量为470万kw时
水电站最大工作容量N工‘’=351万kw
供水期保证电能E保、供=1105446.3kw.h
假设火电站的最大工作容量为460万kw时
水电站最大工作容量N工‘’=361万kw
供水期保证电能E保、供=1156546.3kw.h
根据以上三组水电站最大工作容量和供水期保证电能数据,绘出
N‘’-E保、供曲线。
如图所示。
根据曲线图查得,E保、供=1127685705kw.h,对应的最大工作容量为356.3万kw。
2、计算水电站的备用容量
电站的备用容量由负荷备用容量、事故备用容量和检修备用容量组成。
检修备用容量一般由火电站承担,所以水电站的备用容量计算中一般不考虑检修备用容量。
根据水利动能设计规范的规定,负荷备用容量可采用系统最大负荷的5%,事故备用容量可采用系统最大负荷的10%。
由资料可知,系统的最大负荷为821万kw。
所以
负荷备用容量N负荷=821×
5%=41.05万kw
事故备用容量N事故=821×
10%=82.1万kw
3、计算水电站的装机容量
N装=N工‘’+N负荷+N事故
=356.3+41.05+82.1
=480万kw
三、计算多年平均发电量
选用三个点代表年法计算多年平均发电量。
选用枯水年、中水年、丰水年作为设计代表年,求出这三个代表年的年发电量,其均值即为水电站的多年平均发电量。
(1)枯水年年发电量的计算
时段t
月
⑴
天然来水流量Q天
m³
⑵
月平均上游水位Z上
M
⑶
200
月平均下游水位Z下
⑷
78.81
79.28
79.16
78.88
78.27
78.13
水电站平均水头H
⑸
121.19
120.72
120.84
121.12
121.73
121.87
水电站效率
⑹
0.85
月平均出力N水
万kw
⑺
27.67
66.24
52.60
29.74
13.03
9.88
月发电量E水
万kw.h
⑻
20198
48352
38396
21712
95142
72106
78.53
78.05
77.88
78.55
78.96
121.47
121.5
121.95
122.12
121.45
121.04
水电站效率η
19.04
18.18
81.55
62.80
22.14
36.10
13893
13268
16311
12560
44287
72204
第⑴行为计算时段,以月为计算时段。
第⑵行为天然来水流量,视为该流量全部用于发电。
第⑶行为上游水位,视正常蓄水位为上游水位,均为200m。
第⑷行为下游水位,根据表1-2坝址水位流量曲线内插求得。
第⑸行为水电站平均水头,H=Z上-Z下(m)
第⑹行为水电站效率η,η取0.85。
第⑺行为月平均出力,N水=9.81ηQ天H(kw)
第⑻行为月发电量,E水=730N水(kw.h)
由上表可知,水电站每月的月平均出力均小于水电站装机容量480万kw。
所以,枯水年水电站的年平均发电量E年=730∑Ei(i=1,2….12)
算得枯水年水电站的年平均发电量E枯=187092万kw.h
(2)中水年年发电量的计算
计算方法同枯水年
846.7
78.89
79.92
79.99
78.37
79.17
121.11
120.08
120.01
121.63
120.83
29.93
41.75
82.61
84.73
15.31
42.51
20851
30482
60310
61852
11780
31031
78.84
78.03
79.46
121.16
121.92
122.22
121.97
120.54
28.42
87.53
53.10
76.68
58.10
11180
20746
63898
38761
55980
42410
中水年水电站年平均发电量E中=306906万kw.h
(3)丰水年年发电量的计算
79.57
80.28
79.68
80.47
79.83
78.61
120.43
119.72
120.32
120.17
121.39
63.90
105.52
69.71
119.50
21.41
46645
77029
50887
87238
56756
15628
78.38
78.02
77.96
78.52
79.38
121.62
121.98
122.04
121.48
120.62
57.87
15.41
75.47
67.67
18.64
53.81
kw.h
42249
11253
5509
4925
13606
39281
丰水年水电站的年平均发电量E丰=451007万kw.h
(4)求水电站多年平均发电量
水电站多年平均发电量E年=[E枯+E中+E丰]/3
最终求得水电站多年平均发电量E年=314889万kw.h