水资源规划及利用(10).ppt

水资源规划及利用
三峡大学水环学院
水资源规划及利用课程组
Integrated water resources planning
第十讲
第一节
第二节
电力系统及其容量组成
第三节
水能计算的目的与内容
水能计算基本方程和主要方法
本讲主要内容:
第五章水能计算及水电站在电力系统中的运行方式
第一节水能计算的目的与内容
水能资源
天然河流所蕴藏的巨大能量称为水能资源。
我国水能资源丰富居世界第一,水能蕴藏量1万kW以上的河流300多条。
水电站
利用天然的水能生产电能的一种动力生产企业。
三峡
输电电线,将电力传送到住户或商厦
水坝,作储水用
水门,将水送至涡轮机
发电机,被涡轮机推动而发电
涡轮机,被流水推动而转动
水能计算
(水能设计)
水能计算中,将“库容”扩大理解为工程规模、“需水”变为需电,同径流调节一样,来水作为原始水文资料,而保证率根据工程规模事先确定,则水能计算的实质从广义上讲,和兴利调节一样,也是解决来水、需水、设计保证率和库容四者之间的关系。
是水电站规划设计中一项关系全局的综合性工作。
兴利调节计算影响因素:
来水
用水(调节出流)
兴利保证率
兴利库容
水能计算影响因素:
来水
用电
供电设计保证率
工程规模(水电站水库规模,装机容量)
兴利调节计算影响因素:
来水
用水(调节出流)
兴利保证率
兴利库容
水能计算影响因素:
来水
用电
供电设计保证率
工程规模(水电站水库规模,装机容量)
水能计算与兴利调节不同之处在于,水能计算用户需要的是电能,除供水量外还与水头有关。
所以水能计算比一般的径流调节计算要复杂一些。
兴利调节计算影响因素:
来水
用水(调节出流)
兴利保证率
兴利库容
水能计算影响因素:
来水
用电
供电设计保证率
工程规模(水电站水库规模,装机容量)
水能计算的任务:确定水电站效益与工程规模之间的关系。
保证出力
水电站效益
多年平均年发电量
水库正常蓄水位和调节库容
工程规模
引水渠道尺寸和水电站装机容量
水能计算的主要内容
(1)确定水电站的动能指标,包括保证出力、多年平均年发电量和装机容量。
(2)配合水工和机电设计,确定水电站的正常蓄水位、死水位及水电站的主机设备等。
(3)对水电站的经济效益进行计算和分析。
保证出力
水电站效益
多年平均年发电量
水库正常蓄水位和调节库容
工程规模
引水渠道尺寸和水电站装机容量
水能计算的任务
一、水电站的出力
水电站出力:指发电机组的出线段送出的功率。
出力计算公式:
式中:Q —通过水轮机的流量(m3/s);
H —水电站净水头,水电站上下游水位之差减去各种水头损失(m);
Z上—上游水位(m);Z下—下游水位(m);
∆h—水头损失(m),与引水设施的条件,形状和水流的流速等因素有关,可由水
力学公式计算出来;
η—水电站效率,小于1,等于水轮机效率η机、发电机效率η电及机组传动效率
η传的乘积,即η= η机η电η传;
A —出力系数,A =
其中:
大型水电站(N>25万kW),A=;
中型水电站(≤N≤25万 kW),A=8-;
小型水电站(N<),A=-,
同轴相连A=,皮带传动A=。
例如:
某水电站发电水头为20m,³/s,水轮发电机组是同轴连接,则水电站的平均出力是:
N=AQH=7××20=770(kw)
在初步估算时,出力系数可根据水电站的规模大小采用下列近似值:
水电站在不同时刻的出力常因电力系统的负荷的变化、国民经济各部门用水量的变化或天然来水流量的变化而不断变动着。
二、水电站的发电量
水电站发电量:水电站的出力与相应时间的乘积。
水电站在时刻t1至t2时间内的发电量为:
式中:
——水电站在某时段内的平均出力;
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