水能計算

簡介

水能計算是確定電站效益與工程規模之間的關係的計算。電站效益通常用保證出力和多年平均電能兩指標來衡量，而工程規模則以水庫正常蓄水位和相應調節庫容、引水道尺寸及電站裝機容量為指標。水電站的水能指標計算。其主要任務在於求出相應一定工程規模和設計保證率的保證出力，相應不同水電站裝機容量的多年平均年發電量，以及水輪機組的工作狀況和運行參數，為設計電站的方案比較及裝機容量的確定提供依據。

公式

出力和發電量計算公式

N=9.81zQH

式中N為電站出力(kW)；嚻i為第i時段平均出力(kW);Q為發電流量m3/s;H為水輪機淨工作水頭(m);z為水輪發電機組工作效率，大型水電站的機組效率一般採用0.82～0.90；ΔT為計算時段長(h)；n為計算時段數;E為電站在n個時段內的發電量(kw·h)。

不同調節性能水電站的水能計算

根據水電站水庫（或前池）調節徑流的能力，分為無調節水電站、日調節水電站、年調節水電站和多年調節水電站。

無調節水電站水能計算

電站上游水位基本上維持在正常蓄水位，發電流量完全取決於天然流量。計算時，以日平均流量為發電流量，取相應於日平均流量的電站尾水位為下游尾水位，計算逐日出力過程,然後選取相應水電站設計保證率的日平均出力為電站保證出力，並計算多年平均年發電量。

日調節水電站水能計算

電站上游水位經常在正常蓄水位和死水位之間波動。計算時，上游水位取日平均水位，其他與無調節水電站相同。

年調節水電站水能計算

保證出力系指相應設計保證率的供水期平均出力。調節計算一般採用時曆法，按逐年、逐時段（月）進行。計算時,取供水期的發電流量或出力為常數，並使庫水位自正常蓄水位開始至供水期末消落至死水位，以求得歷年供水期的平均出力。再據此進行頻率計算，即可求得相應於設計保證率的保證出力。多年平均年發電量可根據長系列徑流資料，逐時段（月或旬）按水庫調度圖規定的運行方式計算，先求出各時段的出力，再求得多年平均年發電量。

多年調節水電站水能計算

保證出力系指相應於設計枯水段（包括一個以上的連續枯水年組）的平均出力。調節計算方法有時曆法、機率法與隨機模擬法三種。當採用時曆法計算時，與年調節水電站水能計算類似。

水電站運行特徵值確定

為滿足水電站動力設備選擇的需要，還應根據歷年調節計算成果，確定運行特徵值：

①列出歷年出力、庫水位、水頭過程，並按經驗頻率法計算其各自的保證率曲線；

②根據水電站運行中可能出現的庫水位和尾水位的遭遇情況確定最大、最小工作水頭，並按歷年調節計算資料求得算術平均水頭和出力加權平均水頭；

③採用類似前述方法求出電站機組不同計算水頭和轉速的電力電量指標。