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无调节水电站水能计算方法探究

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:无调节水电站的工作方式最为简单,任何时刻的出力主要取决于河流的天然流量,且各时段的出力彼此无关。无调节水电站的保证出力,是指在设计保证率范围内,能够保证提供的最小日平均出力。无调节水电站的设计保证率,常用正常工作的相对历时来表示。进行无调节水电站的水能计算,应有代表多年来水情况的日流量资料,在水电站规划阶段或电站容量较小时,也可选取丰、中、枯三个典型年的日平均流量资料,共1095日进行计算。

无调节水电站水能计算方法探究

无调节水电站工作方式最为简单,任何时刻的出力主要取决于河流的天然流量,且各时段的出力彼此无关。无调节水电站的保证出力,是指在设计保证率范围内,能够保证提供的最小日平均出力。无调节水电站的设计保证率,常用正常工作的相对历时来表示。

进行无调节水电站的水能计算,应有代表多年来水情况的日流量资料,在水电站规划阶段或电站容量较小时,也可选取丰、中、枯三个典型年的日平均流量资料,共1095日进行计算。若采用日平均流量的系列资料,以一日为一个计算时段,全部计算可按表8-2格式进行,现对表中各栏说明如下:

第 (1)栏为时段Δt,原则上以日为单位。如果天然径流比较稳定,为简化计算,也可以取5天或一旬为一个计算时段,按时历顺序排列。

第 (2)栏为天然流量Q,是指水电站进口处原河道时段的平均流量,一般摘抄自设计年的水文资料。

第 (3)栏为发电流量Q,当天然流量Q≤Q(Q为全部机组最大过水能力),取Q=Q;当Q>Q时,取Q=Q,此时产生弃水。若装机容量NY尚未确定,也可取Q=Q,此时求得为天然水流的出力。

第 (4)栏为弃水流量Q,当Q>Q时,水电站多余流量Q=Q-Q,由溢洪道泄向下游;在超过用户负荷需要时,虽然Q<Q,也只得弃水。

第(5)栏为上游水位Z,对无压引水式水电站可近似地取拟定方案中的压力前池的正常水位,且认为是固定不变的;对于河床式水电站采用上游正常蓄水位。仅当有弃水时,应考虑压力前池溢水道或河床上溢洪道溢流时的超高水头

第(6)栏为下游水位Z,由发电流量Q在电站下游河道或电站尾水渠的水位流量关系曲线上求得。如下泄流量大于Q时,应按下泄流量来确定下游水位。对于低水头的电站,当Q急剧变化时,还应考虑不稳定流对Z的影响。如是冲击式水轮机,则Z应采用喷嘴出口中心高程,其值固定不变。

第 (7)栏为水头损失Δh,可由Q查水头损失与流量关系曲线求得。

第 (8)栏为水头H,可用式(8-6)或式(8-7)求得。

第(9)栏为该时段的平均出力N,其中出力系数A取7.0~8.0,但对低水头河床式径流水电站在大洪水期间,下游水位急剧涨高,致使水头显著减小,可能会出现机组效率过低,甚至不能发电,此时必须根据Q、H 和机组特性具体确定A 值。

第 (10)栏为日发电量E

【例8-1】 某地区准备修建一无调节水电站,该水电站压力前池正常水位为92m,下游水位为24m,规划时以月平均流量资料代替日平均流量进行计算,站址处代表年水文资料如表8-3所示,水头损失初估定为2m,试确定其保证出力。(www.xing528.com)

解:因该设计水电站主要向农村及一些季节性用户供电,没有连续性用电要求,所以其保证率不必很高,初步选定设计保证率为65%。

计算三个代表年的月平均出力,中水年水能计算如表8-2,出力系数A取7.5。

同理可计算出枯水年、丰水年各月的平均出力和发电量。

计算三个设计代表年各月平均出力的经验频率,如表8-4所示。

由平均出力经验频率绘制其保证率曲线,如图8-2所示。

由设计保证率65%,在图8-2上求得该电站的保证出力NP=1060kW。

表8-2 中水年无调节水电站水能计算表

表8-3 设计代表年月平均流量 单位:m3/s

表8-4 平均出力经验频率计算表

图8-2 平均出力保证率曲线

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