水利水能规划课程设计.docx
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水利水能规划课程设计
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
一、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。
Ⅱ基本资料和数据
甲组
一、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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
最大负荷（％）
98
96
94
92
90
88
90
92
94
96
98
100
1.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kw。
3.典型日负荷图〈最大负荷的百分比）:
时序（小时）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12月
74
72
70
68
72
74
80
88
96
92
88
84
3、9月
70
68
66
64
66
70
74
78
86
84
80
78
7月
67
65
63
61
63
67
71
75
82
80
77
75
时序（小时）
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
12月
80
82
84
86
90
94
100
98
94
90
82
78
3、9月
76
80
82
84
86
90
94
92
88
86
80
74
7月
73
77
79
80
82
86
90
88
84
82
77
70
4.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×5.0万千瓦；7台×2.0万千瓦以及若干小机组总容量共2.0万千瓦.
二、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求,放入电站下游河道中的流量不应小于20米3/秒。
一一
2.坝址处设计代表年的流量资料（单位：
米3/秒）
月份
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
枯水年
269
680
413
351
367
131
65
44
44
101
142
234
平水年
369
815
513
470
400
205
108
64
70
156
209
356
丰水年
501
1006
706
671
526
286
187
86
78
189
272
486
3.水电站下游水位流量关系曲线
水位（米）
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
5.0
流量（米3/米）
25.5
88
214
444
762
1020
1420
2140
2980
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）
三、计划兴建一座年调节水电站，其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
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
枯水年
660
1840
2430
950
570
310
150
70
90
80
130
400
平水年
1830
2140
2630
1420
840
450
180
140
130
110
120
450
丰水年
2100
2730
3400
2380
1040
490
260
170
80
100
190
500
2.水库库容特性曲线
水库水位（米）
120
130
140
145
150
155
160
165
170
173
水库容积（108米3）
1.5
3.5
6.9
9.1
11.8
15.1
19.4
24.7
31.5
37.8
（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
水位（米）
4.0
5.0
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.3
8.5
流量（米3/秒）
60
200
490
730
1070
1660
2540
3190
3730
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r0=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.α=1.05。
水能规划课程设计
一、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
（
=1，2……，24）
12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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
73
71
70
69
67
66
67
68
70
71
73
74
2
71
69
68
67
65
64
65
66
68
69
71
72
3
69
67
66
65
63
62
63
64
66
67
69
70
4
67
65
64
63
61
60
61
62
64
65
67
68
5
71
69
66
65
63
62
63
64
66
67
69
72
6
73
71
70
69
67
66
67
68
70
71
73
74
7
78
77
74
72
71
69
71
73
74
76
77
80
8
86
84
78
76
75
73
75
77
78
80
81
88
9
94
92
86
84
82
80
82
84
86
88
90
96
10
90
88
84
82
80
78
80
82
84
86
88
92
11
86
84
80
78
77
75
77
79
80
82
83
88
12
82
81
78
76
75
73
75
77
78
80
81
84
13
78
77
76
74
73
71
73
75
76
78
79
80
14
80
79
80
78
77
75
77
79
80
82
83
82
15
82
81
82
80
79
77
79
81
82
84
85
84
16
84
83
84
82
80
78
80
82
84
86
88
86
17
88
86
86
84
82
80
82
84
86
88
90
90
18
92
90
90
88
86
84
86
88
90
92
94
94
19
98
96
94
92
90
88
90
92
94
96
98
100
20
96
94
92
90
88
86
88
90
92
94
96
98
21
92
90
88
86
84
82
84
86
88
90
92
94
22
88
86
86
84
82
80
82
84
86
88
90
90
23
80
79
80
78
77
75
77
79
80
82
83
82
24
76
75
74
72
71
68
70
72
74
76
77
78
最大负荷
98
96
94
92
90
88
90
92
94
96
98
100
最小负荷
67
65
64
63
61
60
61
62
64
65
67
68
平均负荷
82.25
79
77.25
75.625
79
80.75
82.375
84
整数
82
81
79
77
76
74
76
77
79
81
82
84
总负荷
1974
1934
1896
1854
1815
1772
1814
1856
1896
1938
1977
2016
（2）日负荷图的绘制
用阶梯线绘制典型日负荷图。
2、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，就计算一个
，逐个累加，得到一系列
对应的
，然后描全点绘制累积曲线。
各月日电能累积值如下表：
月份
1
2
3
4
N
?
E
N
?
E
N
?
E
N
?
E
1
67
0
1608
65
0
1560
64
0
1536
63
0
1512
2
69
46
1654
67
46
1606
66
46
1582
65
46
1558
3
71
44
1698
69
44
1650
68
42
1624
67
42
1600
4
73
40
1738
71
40
1690
70
40
1664
69
40
1640
5
76
54
1792
75
72
1762
74
72
1736
72
54
1694
6
78
34
1826
77
34
1796
76
32
1768
74
32
1726
7
80
30
1856
79
30
1826
78
30
1798
76
30
1756
8
82
26
1882
81
26
1852
80
26
1824
78
26
1782
9
84
22
1904
83
22
1874
82
20
1844
80
20
1802
10
86
20
1924
84
10
1884
84
18
1862
82
18
1820
11
88
16
1940
86
16
1900
86
14
1876
84
14
1834
12
90
12
1952
88
12
1912
88
8
1884
86
8
1842
13
92
10
1962
90
10
1922
90
6
1890
88
6
1848
14
94
6
1968
92
6
1928
92
4
1894
90
4
1852
15
96
4
1972
94
4
1932
94
2
1896
92
2
1854
16
98
2
1974
96
2
1934
月份
5
6
7
8
N
?
E
N
?
E
N
?
E
N
?
E
1
61
0
1464
60
0
1440
61
0
1464
62
0
1488
2
63
46
1510
62
46
1486
63
46
1510
64
46
1534
3
65
42
1552
64
42
1528
65
42
1552
66
42
1576
4
67
40
1592
66
40
1568
67
40
1592
68
40
1616
5
71
72
1664
68
36
1604
70
54
1646
72
72
1688
6
73
32
1696
69
17
1621
71
17
1663
73
17
1705
7
75
30
1726
71
32
1653
73
32
1695
75
32
1737
8
77
26
1752
73
30
1683
75
30
1725
77
30
1767
9
79
20
1772
75
26
1709
77
26
1751
79
26
1793
10
80
9
1781
77
20
1729
79
20
1771
81
20
1813
11
82
14
1795
78
9
1738
80
9
1780
82
9
1822
12
84
8
1803
80
14
1752
82
14
1794
84
14
1836
13
86
6
1809
82
8
1760
84
8
1802
86
8
1844
14
88
4
1813
84
6
1766
86
6
1808
88
6
1850
15
90
2
1815
86
4
1770
88
4
1812
90
4
1854
16
88
2
1772
90
2
1814
92
2
1856
月份
9
10
11
12
N
?
E
N
?
E
N
?
E
N
?
E
1
64
0
1536
65
0
1560
67
0
1608
68
0
1632
2
66
46
1582
67
46
1606
69
46
1654
70
46
1678
3
68
42
1624
69
42
1648
71
42
1696
72
44
1722
4
70
40
1664
71
40
1688
73
40
1736
74
40
1762
5
74
72
1736
76
90
1778
77
72
1808
78
72
1834
6
76
32
1768
78
32
1810
79
32
1840
80
34
1868
7
78
30
1798
80
30
1840
81
30
1870
82
30
1898
8
80
26
1824
82
26
1866
83
26
1896
84
26
1924
9
82
20
1844
84
20
1886
85
20
1916
86
22
1946
10
84
18
1862
86
18
1904
88
27
1943
88
20
1966
11
86
14
1876
88
14
1918
90
14
1957
90
16
1982
12
88
8
1884
90
8
1926
92
8
1965
92
12
1994
13
90
6
1890
92
6
1932
94
6
1971
94
10
2004
14
92
4
1894
94
4
1936
96
4
1975
96
6
2010
15
94
2
1896
96
2
1938
98
2
1977
98
4
2014
16
100
2
2016
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
单位
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
来水流量
m^3/s
101
142
234
269
680
413
351
367
131
65
44
44
调节流量
m^3/s
101
142
234
269
680
409
340
350
125
65
44
44
Z上
m
285
285
285
285
285
285
285
285
285
285
285
285
Z下
m
222.57
222.75
223.06
223.15
223.86
223.44
223.3
223.33
222.69
222.35
222.18
222.18
H
m
62.43
62.25
61.94
61.85
61.14
61.56
61.7
61.67
62.31
62.65
62.82
62.82
A
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
N
万kw
5.044344
7.0716
11.595168
13.31012
33.26016
20.142432
16.7824
17.2676
6.231
3.2578
2.211264
2.211264
N保=N最小=2.21万kw
E保=N保*730*12=19359.6万kw.h
2、年调节电站的保证出力计算
用等流量调节法进行计算，试算出供水期、蓄水期，求出保证出力，保证电能。
根据正常蓄水位和死水位，查水位库容关系曲线可知V
=26×10
m
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
Q
=
=（920+989）/6=318（
）
由于Q调小于次年3月份的天然来水，所以次年3月份不是供水期，需设10月到次年2月是供水期，重新计算调节流量有
Q
=
=（520+989）/5=302（
）
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
Q
=
=910（
）
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
=
=1744（
）
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
Q
=
=1641（
）
5,6月流量比Q大，故假设正确，5月，6月为蓄水期
时段
月
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
来水流量
m^3/s
660
1840
2430
950
570
310
150
70
90
80
130
400
调节流量
m^3/s
660
1641
1641
950
570
310
302
302
302
302
302
400
水量变化+
亿m^3
5.2337
20.7507
水量变化-
亿m^3
4
6.1
5.6
5.8
4.5
时段初水库蓄水量
亿m^3
2.5
2.5
7.7337
28.5
28.5
28.5
28.5
24.5
18.4
12.8
7
2.5
时段末水库蓄水量
亿m^3
2.5
7.7337
28.5
28.5
28.5
28.5
24.5
18.4
12.8
7
2.5
2.5
Z初
m
125
125
141.94
168
168
168
168
164.8
159
151.6
140
125
Z末
m
125
141.94
168
168
168
168
164.8
159
151.6
140
125
125
Z上
m
125
133.47
154.97
168
168
168
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