装机容量Ny是水电站的重要参数，它最终决定水电站规模和水利资源利用程度，也关系到水电站效益和投资的经济合理性。因此Ny的选择，尤其是大中型水电站Ny的选定，要通过电力系统容量平衡和电量平衡计算及技术经济比较而定。为此，要收集电力系统负荷资料、水火电站经济资料。前已说明，装机容量是由工作容量、备用容量和重复容量所组成。下面分别介绍其选择方法。
一、工作容量N工的确定
确定水电站的工作容量，首先要知道该电站的保证出力，如果所提供的保证电能多时，其工作容量也大、反之就小。另一方面，工作容量大小与该电站在电力系统中的工作位置有关，同一个保证电能，当任峰荷时的N工比任基荷时的N工为大（见图12-17）。图中N峰为任峰荷时水电站的工作容量，N基为任基荷时的工作容量。由该图可知，水电站在电力系统中的工作容量各时刻不同，应取负荷变化的最大值作为设计值。
确定水电站在电力系统中的工作位置，涉及该系统中其他水电站、火电站的调节性能等有关，故一般要通过电力系统的电力电量平衡计算而定。
（一）无调节水电站N工选择
无调节水电站，因没有调节库容，如果天然径流不利用来发电就会弃水，故它只能任基荷，尽量发电，如图12-17的基荷部分。此时水电站工作容量N工=Np=
（二）日调节水电站N工选择
本章第二节中讲到，有调节能力的水电站在电力系统中的位置，一般以任峰、腰荷较有利。日调节水电站的任务，就是为了调峰，所以安排在峰或腰荷位置上是理所当然的。下面分几种情况讨论。
（1）当日调节水电站任峰荷时N工的计算。由水电站保证电能Ep，查最大日负荷图分析曲线，求出工作容量（见图12-18）。该图左边为典型日负荷图，右边为日负荷图分析曲线（也即日负荷持续曲线）。在该曲线上，由最大负荷值a点向左取水平距离Ep到点b（ab=Ep），通过点b作垂线bc，垂直横坐标交于分析曲线上点c。由分析曲线性质可知，c点水平线以上部分面积即为Ep，如图12-18阴影部分，而be=N工，即为日调节水电站工作容量。
图12-17 水电站在日负荷图上的位置
图12-18 日调节水电站峰荷工作容量确定
（2）当下游有综合利用要求时N工计算。如下游有航运要求，须不间断地泄放最小通航流量q航，故由q航所发出力N航=kq航
（式中
近似取电站日平均水头），也只能在基荷工作（见图12-19）。余下电能担任峰荷，所以峰荷电能为
由E峰在图12-19的分析曲线上，查得峰荷位置和峰荷工作容量N工峰，则日调节水电站总工作容量为N工=N工峰+N航
（3）当电力系统中已有第一（或第一批）调峰水电站任尖峰，而设计水电站只任第二调峰时，可将其位置安排在已定的第一调峰电站以下（见图12-20）。在第一调峰电站位置下限ab水平线上，由分析曲线左边点a取ab=Ep，并作出直线bc垂直横坐标，交分析曲线于点c，则b和c（在负荷图上）水平线之间面积为Ep，bc=N工即为水电站工作容量。
图12-19 日调节水电站工作容量确定
图12-20 日调节水电站任腰荷时工作容量确定
（三）年（和多年）调节水电站N工选择
这类电站在电力系统的工作位置也和日调节一样，担任峰荷或腰荷。而且由于调节性能高，其负荷位置一般是在日调节水电站之上。而它的调节期也已不是日调节电站的一天，而是涉及整个设计枯水段（多年调节水电站为设计枯水年组）。所以应当在电力系统年负荷图负荷较高的相应供水期（多年调节水电站是设计枯水年组）作电力电量平衡，而一般汛期电能总是能够保证的。其步骤如下：
（1）假设几个水电站工作容量方案
，…。然后在电力系统年负荷图上划出相应水平线，以确定水火电站工作范围。供水期水电站在该水平线以上工作（见图12-21）。
（2）对每个假定的工作容量，可在图12-21中查得相应不同月份水电站最大工作容量N工（为简化符号，此处略去了右上角之方案序号，下同），脚标t为各月标号。
（3）分别在供水期各月典型日负荷分析曲线上，用各月最大工作容量N工t，查出任峰荷时日电能E日。图12-22为11月份典型日负荷图，用第11月份最大工作容量求得日电能E日11。于是供水期所需总电能为
式中 σ——月负荷率或月不均衡率，一般取0.86～0.95；
——系统月平均出力；
——系统中月内最大日的平均出力。
考虑系数σ是由于典型日负荷图一般取月中最大，故E日偏大。应该指出，用σ折算是近似的。
图12-21 供水期电力电量平衡
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图12-22 日电量计算
图12-23 工作容量与保证电能关系曲线
（4）每个假定的工作容量方案，都可用上面方法求出供水期电能。从而绘制出不同工作容量与供水期电能E供（或相应的Np）的关系曲线（见图12-23）。由水电站保证电能Ep查得相应水电站工作容量。
年调节水电站和日调节水电站一样，也可能有综合利用要求（如通航等），需要任部分基荷。处理方法也和月调节水电站一样。
多年调节水电站计算方法和年调节一样，先绘制工作容量与相应全年电能关系曲线，再由水电站保证电能值查得相应的工作容量。
若电力系统中有若干个有调节性能的电站，则存在各电站工作位置的选择问题，原则上是调节性能高的电站担任系统负荷较高的位置。
二、重复容量选择
无调节水电站及调节性能较差的水电站，在洪水期会产生一定弃水。如果限于地形及经济条件，不宜以增加坝高来提高调节能力，则为了减少弃水，提高径流利用率，只有加大水电站装机容量。这部分容量只是利用弃水来增加季节性电能，以便替代火电站电能，节约煤耗，它不能替代火电站工作容量，因而称重复容量。
设置重复容量是否经济合理，一方面看弃水量利用程度，另一方面同替代火电站煤耗的经济性有关。因此，先要计算重复容量年补充利用小时数，再求经济利用小时数，以确定重复容量的合理值。
（一）重复容量年补充利用小时数计算
图12-24 重复容量年持续曲线
当水电站重复容量增加时，弃水量就逐渐减小，季节性电能增加并不和重复容量增加成线性关系。实际上，重复容量增加时，季节性电能增值愈来愈小，增加到一定程度时就会不经济。因此，先要分析重复容量和年补充千瓦利用小时数（年季节性电能）关系（见表12-12）。表中必需容量已定为80万kW，正常蓄水位等也已定。先假定各种重复容量值，如表中第2项，就可定出装机容量（第3项）。通过水能调节计算，求出多年平均电能，见第4项，第5项由第4项计算。第6项为第5项除以第2项的增量所得。由表第2、6两项可知，随着重复容量的增加，年补充千瓦利用小时数减小，它们的关系曲线如图12-24所示。图中h经济为经济利用小时数。求出h经济后，即由图查得重复容量N重。下面介绍h经济的求法。
（二）重复容量动能经济计算
由表12-12求出重复容量利用的年持续曲线（见图12-24）。现应找出一个经济合理的年利用小时数。以便确定水电站的重复容量。
表12-12 重复容量年补充利用小时数计算表
假设额外设置重复容量为ΔN重，平均每年工作为h经济小时，则每年生产电能为
水电站总计算支出为
式中 K水——水电站单位千瓦补充投资；
P——水电站单位千瓦年运转费占投资百分数，一般取补充投资的5%～6%；
T抵——抵偿年限。火电站总计算支出为
式中 α——火、水电站厂内用电差别系数，通常为l.05～1.10；
u——火电站每度电燃料等年运转费，K燃为每度电的燃料基地投资。
比较式（12-21）和式（12-22），只有当αΔN重h经济（K燃+uT抵）≥ΔN重K水（l+PT抵）时，增加水电站重复容量才有利，即
取等式时的h经济为重复容量经济利用小时数。用该值可在图12-24中查得重复容量。
此法是一种静态的经济分析方法，有关动态经济分析方法见第十六章。
重复容量年补充利用小时数也可根据经验定出，如蓄水式水电站可取2000～3000h，引水式水电站取3000～4000h，并考虑下列诸因素：在水力资源较丰富地区，可取上限，反之用下限；农业排灌负荷大的电力系统取较小值，反之取大值。
通过上述一系列计算，最后由工作容量、备用容量和重复容量相加即为装机容量。
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