水電站裝機(jī)容量

1、題目： 無調(diào)節(jié)水電站裝機(jī)容量的選擇第一章設(shè)計水電站的開發(fā)任務(wù)及設(shè)計要求 . 1 1.1 自然條件 . 1 1.1.1 流域概況 . 1 1.1.2 水文氣象條件. 1 1.2 工程地質(zhì) . 1 1.3 設(shè)計要求 . 1 第二章基本資料及數(shù)據(jù) . 2 2.1 基本資料和數(shù)據(jù). 2 2.1.1 電力系統(tǒng)負(fù)荷資料及有火電站的資料： . 2 2.2 某徑流式水電站的基本情況 . 3 2.3 電力系統(tǒng)有關(guān)經(jīng)濟(jì)資料. 3 第三章徑流調(diào)節(jié)與水能計算. 4 3.1 月平均出力及發(fā)電量的計算. 4 3.2保證出力的計算. 6 第四章保證出力的確定 . 8 4.1 海森格紙的繪制. 8 4.2繪制經(jīng)驗頻率曲線.

2、9 4.3繪制 p-曲線 . 10 4.4統(tǒng)計參數(shù)對理論頻率曲線形狀的影響 .11 4.5相關(guān)分析 . 12 第五章裝機(jī)容量選擇 . 13 5.1最大工作容量的確定. 13 5.1.1 水電站的最大工作容量. 13 5.1.2 火電站的最大工作容量. 13 5.2 備用容量與重復(fù)容量的選擇. 13 5.2.1 備用容量 . 13 5.2.2 重復(fù)容量 . 14 第六章電力電能平衡分析. 16 6.1 電力電量的平衡分析：. 16 6.2 電力電能平衡圖的繪制. 17 第七章水電站多年平均年發(fā)電量. 19 1 第一章設(shè)計水電站的開發(fā)任務(wù)及設(shè)計要求1.1 自然條件1.1.1 流域概況該水電站位于河

3、流中，河流全長較長，流域面積較大。流域面積內(nèi)氣候溫和濕潤，山脈多呈東西走向，地勢東、西、北高，中南部低，海撥高程不高，屬于深切割中山地貌。該河道屬峽谷型河道，彎曲多，坡度大。控制流域面積大，總庫容可到12.52 億立方米，為無調(diào)節(jié)水電站。該水電站為無調(diào)節(jié)水電站，河流較長，流域面積大，年最大負(fù)荷可達(dá)到90 萬 kw ，因此可以建設(shè)水電站充分利用水資源發(fā)電，也同時可用于農(nóng)業(yè)灌溉等方面，建設(shè)水電站可以提高整個地區(qū)的綜合效益。1.1.2 水文氣象條件該流域?qū)儆趤啛釒瘽窦撅L(fēng)區(qū)。受山脈影響，流域內(nèi)氣候溫和濕潤。根據(jù)氣象站資料統(tǒng)計，多年平均氣溫15.6 ，氣溫隨地面高程變化較大。流域內(nèi)雨量較多，多年平均降

4、雨量可達(dá)1524.0mm。每年3月到 7 月為雨季，降雨量占年降雨量的絕大部分。1.2 工程地質(zhì)水電站所在的庫區(qū)內(nèi)地形切割強(qiáng)烈，地形較陡，庫岸山體雄厚，山坡布局巖體完整性差，抗風(fēng)化能力弱。兩岸山體雄厚，地層走向與河流走向夾角較大，同時巖石透水性較差，滲漏量較小。水庫庫岸即為現(xiàn)在河谷兩岸山體，穩(wěn)定性較好，局部地段會發(fā)生坍岸，但規(guī)模小，對工程施工、運(yùn)行及環(huán)境地質(zhì)影響較小。水電站的建設(shè)是為了充分利用我國的水能資源。要注意以下幾點：（ 1） 要符合當(dāng)?shù)氐牡匦蔚刭|(zhì)條件，水文條件，考慮具體的經(jīng)濟(jì)條件。（ 2）考慮建設(shè)水電站的經(jīng)濟(jì)性和可行性。（ 3）建設(shè)的水電站主要任務(wù)是發(fā)電，同時考慮其他的效益，達(dá)到水電站

5、的綜合效益最大。（ 4）水電站的效益計算必須與電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測、電源規(guī)劃、電力平衡等工作聯(lián)系起來，根據(jù)電力系統(tǒng)擬建水電站的原則，比較電力系統(tǒng)整體效果的變化，對水電站效益進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價。1.3 設(shè)計要求畢業(yè)設(shè)計是本科四年中的一個重要環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計雖然不能涵蓋這四年中的全部學(xué)科內(nèi)容，但是是對某一類課程的系統(tǒng)總結(jié)，是綜合檢驗學(xué)習(xí)成果和應(yīng)用能力的手段。在設(shè)計中， 要深入理解相關(guān)知識，總結(jié)相關(guān)學(xué)科內(nèi)容，關(guān)注設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)對整個設(shè)計的影響。某水電站水庫水文水能規(guī)劃設(shè)計的設(shè)計要求如下：1)熟悉已知資料，查找相關(guān)規(guī)范，復(fù)習(xí)所學(xué)課程。2)熟練掌握 excel 的操作，學(xué)以致用。3)掌握無調(diào)節(jié)保證出力的計算，熟練

6、掌握有關(guān)公式及參數(shù)。4)掌握無調(diào)節(jié)水電站保證電能的計算。5)掌握無調(diào)節(jié)水電站最大工作容量的選擇，了解火電站最大裝機(jī)容量的選擇，并根據(jù)實際情況及規(guī)范選擇備用容量及重復(fù)容量。2 6)了解電力電能平衡計算的目的，掌握電力電能平衡計算的方法。7)掌握多年平均發(fā)電量的計算。通過以上內(nèi)容的實際操作，不僅可以達(dá)到深入理解所學(xué)知識、熟悉行業(yè)規(guī)范的目的，而且能夠培養(yǎng)認(rèn)真、 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。認(rèn)真完成畢業(yè)設(shè)計、積累實踐經(jīng)驗對以后的工作或者深造具有極其重要的意義第二章基本資料及數(shù)據(jù)2.1 基本資料和數(shù)據(jù)2.1.1電力系統(tǒng)負(fù)荷資料及有火電站的資料：2.1、年負(fù)荷圖情況見表2-1 表 2-1 典型年負(fù)荷圖情況萬 kw 季

7、度冬春夏秋冬月份1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 最大負(fù)荷98 95 94 92 90 88 90 93 94 96 98 100 圖 2-1 典型年負(fù)荷圖典型年負(fù)荷圖204060801000123456789101112月份各月最大負(fù)荷（萬kw)2.2 設(shè)計符合水平年的最大負(fù)荷為90 萬 kw 2.3 典型日負(fù)荷圖（最大負(fù)荷的百分比）見表2-2。表 1-2 典型日負(fù)荷圖（最大負(fù)荷百分比）時序（小時）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12、1、2 月76 73 73 73 76 78 78 87 96 97 90 82 3、4、5、9、10、11 月69

8、 69 69 70 71 73 78 82 90 94 90 81 6、7、8 月67 65 63 61 63 67 71 75 82 80 77 75 時序（小時）13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 12、1、2 月82 90 96 90 88 97 100 96 88 84 81 78 3、4、5、9、10、11 月84 87 90 85 81 81 87 94 90 85 81 73 6、7、8 月73 77 79 80 82 86 90 88 84 82 77 70 3 2.4 系統(tǒng)中已有火電站的總裝機(jī)容量為31.5 萬 kw，期機(jī)組為2 臺 5.0

9、 萬 kw，2 臺 2.5 萬 kw，6 臺 2 萬 kw，9 臺 0.5 萬 kw。2.2 某徑流式水電站的基本情況2.1 樞紐開發(fā)任務(wù)處發(fā)電外，還從引水渠道引水灌溉，6、7、8、9 月份分別引用灌溉流量3、10、14、 4 m3/s. 2.2 壩址處設(shè)計代表年的徑流資料（m3/s）見表 1-3 表 2-3 壩址處設(shè)計代表年的徑流情況月份3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 枯水年253 537 824 953 192 114 106 105 113 112 107 149 平水年477 717 483 956 305 549 176 233 367 367 337 324

10、豐水年454 977 1504 1765 798 444 216 188 186 186 189 375 2.3 水電站下游水位流量關(guān)系曲線如下表1-4 表 2-4 徑流式水電站下游水位流量關(guān)系曲線水位（m）0.2 0.64 0.90 1.2 1.5 1.8 2.0 2.3 2.5 3.0 3.3 3.6 流量m3/s20 100 156 243 330 447 519 670 776 1077 1289 1564 圖 2-2 水位流量關(guān)系曲線圖水位流量關(guān)系曲線y = 197.26x1.4995r2 = 0.995502004006008001000120014001600180000.511

11、.522.533.54水位（ m)流量（m3/s)水位零點的絕對高程為16 米壓力前池中正常蓄水位為46 米計算 n=aqh 時， a=8.0 水電站的設(shè)計保證率為90% 2.3 電力系統(tǒng)有關(guān)經(jīng)濟(jì)資料3.1 水電站增加千瓦投資k水=820 元/kw 3.2 水電站增加千瓦容量的年費(fèi)用率p水=3% 4 3.3 額定投資效益系數(shù)i=12% 3.4 火電站單位電能消耗的燃料b=0.4kg/kwh 3.5 燃料到場價格為95 元/噸3.6 =1.05 第三章徑流調(diào)節(jié)與水能計算3.1 月平均出力及發(fā)電量的計算水電站的出力是指電站全部發(fā)電機(jī)組出線端的送出功率之和，通常以千瓦為計算單位。水電站發(fā)電量則為一定

12、時段內(nèi)水電站全部發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電量之和，其值等于電站出力與相應(yīng)時間的乘積，一般以千瓦時作為計算單位。由水電站出力方程可知，水電站在任一時刻t 的出力決定于電站在該時刻的發(fā)電流量和水頭，且與電站機(jī)電設(shè)備的能量損失有關(guān)，而該能量損失大小主要取決于水輪發(fā)電機(jī)組的效率。于是，實際進(jìn)行水能計算時，按以下公式計算水電站出力：naqh9. 81a上下hzzh式中： q 為通過水電站水輪機(jī)的流量，m3/s； h 為水電站的凈水頭，m；上z和下z分別為水電站壓力前池中正常蓄水位和尾水管出口斷面水位；h為水電站發(fā)電引用水流通過攔污柵、進(jìn)水口、 引水管道流至水輪機(jī)，并經(jīng)尾水管排至下游河道的流動過程中產(chǎn)生的各種水頭損

13、失，在這里不計算水頭損失取為 0； a 為水電站出力系數(shù)，取為8；計算水電站的發(fā)電量：730en計算內(nèi)容如下表：表 3-1 為設(shè)計枯水年無調(diào)節(jié)水電站的出力和發(fā)電量計算；表 3-2 為設(shè)計平水年無調(diào)節(jié)水電站出力及發(fā)電量計算；表 3-3 為設(shè)計豐水年無調(diào)節(jié)水電站的出力和發(fā)電量計算；5 表 3-1 設(shè)計枯水年無調(diào)節(jié)水電站各月出力及發(fā)電量計算月份徑流情況（m 3/s) 灌溉流量（m 3/s) 正常蓄水位（m) 下游水位(m) h (m) a 月平均出力n(萬 kw) 月發(fā)電量（萬 kw h) 3 253 0 46 17.2 28.8 8.0 5.83 4255.9 4 537 0 46 18 28 8

14、.0 12.03 8781.9 5 824 0 46 18.6 27.4 8.0 18.06 13183.8 6 953 3 46 18.85 27.15 8.0 20.63 15059.9 7 192 10 46 16.95 29.05 8.0 4.23 3087.9 8 114 14 46 16.64 29.36 8.0 2.35 1715.5 9 106 4 46 16.64 29.36 8.0 2.4 1752 10 105 0 46 16.65 29.35 8.0 2.47 1803.1 11 113 0 46 16.69 29.31 8.0 2.65 1934.5 12 112 0

15、 46 16.69 29.31 8.0 2.63 1919.9 1 107 0 46 16.66 29.34 8.0 2.51 1832.3 2 149 0 46 16.83 29.17 8.0 3.48 2540.4 表 3-2 設(shè)計平水年無調(diào)節(jié)水電站各月出力及發(fā)電量計算月份徑流情況（m 3/s) 灌溉流量（m 3/s) 正常蓄水位（m) 下游水位(m) h (m) a 月平均出力( 萬 kw) 月發(fā)電量（萬 kw h) 3 477 0 46 17.82 28.18 8.0 10.75 7847.5 4 717 0 46 18.36 27.64 8.0 15.85 11570.5 5 483

16、 0 46 17.82 28.18 8.0 10.89 7949.7 6 956 3 46 18.86 27.14 8.0 20.69 15103.7 7 305 10 46 17.31 28.69 8.0 6.77 4942.1 8 549 14 46 18.1 27.9 8.0 11.94 8716.2 9 176 4 46 16.91 29.09 8.0 4 2920 10 233 0 46 17.12 28.88 8.0 5.38 3927.4 11 367 0 46 17.53 28.47 8.0 8.36 6102.8 12 367 0 46 17.53 28.47 8.0 8.3

17、6 6102.8 1 337 0 46 17.5 28.5 8.0 7.68 5606.4 2 324 0 46 17.4 28.6 8.0 7.41 5409.3 6 表 3-3 設(shè)計豐水年無調(diào)節(jié)水電站各月出力及發(fā)電量計算月份徑流情況（m 3/s) 灌溉流量（m 3/s) 正常蓄水位（m) 下游水位(m) h (m) a 月平均出力n(萬 kw) 月發(fā)電量（萬 kw h) 3 454 0 46 17.8 28.2 8.0 10.24 7475.2 4 977 0 46 18.9 27.1 8.0 21.18 15461.4 5 1504 0 46 19.6 26.4 8.0 31.76 23

18、184.8 6 1765 3 46 20.2 25.8 8.0 36.37 26550.1 7 798 10 46 18.52 27.48 8.0 17.32 12643.6 8 444 14 46 17.69 28.31 8.0 9.74 7110.2 9 216 4 46 17.05 28.95 8.0 4.9 3577 10 188 0 46 16.97 29.03 8.0 4.37 3190.1 11 186 0 46 16.97 29.03 8.0 4.32 3153.6 12 186 0 46 16.97 29.03 8.0 4.32 3153.6 1 189 0 46 16.97

19、 29.03 8.0 4.39 3204.7 2 375 0 46 17.6 28.4 8.0 8.52 6219.6 3.2保證出力的計算所謂水電站保證出力，是指水電站在長期工作中符合設(shè)計保證率要求的一定計算期內(nèi)的平均出力。由以上的綜合考慮，選取正常蓄水位為46m ，水位零點的絕對高程為16m ，有所給資料可確定保證出力保證出力公式為：naqh上下hzzh式中： q 為分組的平均流量，單位：h 為平均水頭， a 為水電站出力系數(shù)，根據(jù)材料所給，取8.0；上z為水庫上游水位，由正常蓄水位確定；下z為水電站下游水位，可由水位流量關(guān)系得到；h可根據(jù)水力學(xué)手冊查的，由于缺乏電站的具體資料，本設(shè)計取0

20、。計算過程：（1）將流量劃分為若干個流量等級，統(tǒng)計各級流量出現(xiàn)的次數(shù)。（2）計算各級流量的平均值q ，查電站下游水位流量關(guān)系曲線，求得相應(yīng)的下游水位，據(jù)以計算各級流量相應(yīng)的水電站凈水頭h。（3）按公式naqh計算各級流量相應(yīng)的電站出力n。（4）以各級流量相應(yīng)的出力n 為統(tǒng)計對象，將n 由大到小排序，并用經(jīng)驗頻率公式p=m/(n+1 ) 100% 計算其相應(yīng)的頻率，據(jù)此繪制水電站n-p。(5) 根據(jù)水電站選定的設(shè)計保證率p設(shè)，在 n-p 曲線上查取水電站保證出力n保計算內(nèi)容如下表：7 表 3-4 水電站保證出力計算表分組（m 3/s) 出現(xiàn)次序平均流量 q(m 3/s) 下z（m) 上z（m ）

21、h (m) 出力（kw) 100-200 13 148 16.83 46 29.17 34537.28 201-300 3 234 17.12 46 28.88 54063.36 301-400 6 346 17.5 46 28.5 78888 401-500 4 465 17.85 46 28.15 104718 501-600 2 543 18.1 46 27.9 121197.6 701-800 2 758 18.45 46 27.55 167063.2 801-900 1 824 18.6 46 27.4 180620.8 901-1000 3 962 18.88 46 27.12 2

22、08715.52 1501-1600 1 1504 19.58 46 26.42 317885.44 1701-1800 1 1765 20.31 46 25.69 362742.8 表 3-5 出力頻率計算表出力（ kw) 出力（萬 kw) 次數(shù)頻率（ % ）362742.8 36.27 1 9.09 317885.44 31.79 2 18.18 208715.52 20.87 3 27.27 180620.8 18.06 4 36.36 167063.2 16.71 5 45.45 121197.6 12.12 6 54.55 104718 10.47 7 63.64 78888 7.8

23、9 8 72.73 54063.36 5.41 9 81.82 34537.28 3.45 10 90.91 8 第四章保證出力的確定水利水電工程的規(guī)劃設(shè)計，常常需要知道大于或等于某一特征值的頻率是多少，也就是要提供一定頻率的水文數(shù)值，這就需要繪制頻率曲線。由實測資料所繪制的頻率曲線稱為經(jīng)驗頻率曲線，而由數(shù)學(xué)方程式所表示的頻率曲線稱為理論頻率曲線。選擇哪一種頻率曲線作為理論頻率曲線，主要取決于其與經(jīng)驗頻率點據(jù)的配合情況。4.1 海森格紙的繪制在 x 軸和 p 軸都是等分分格的坐標(biāo)紙上，p（）=g（x，, ，）曲線是s形的，不便于配線和外延，因此，設(shè)計了一種專門的坐標(biāo)紙，它的概率坐標(biāo)不是等分的，

24、而是能使（累積）頻率曲線畫在上面成為直線，這種坐標(biāo)紙常稱為概率格紙。水文上常用的是正態(tài)概率格紙（又稱海森機(jī)率格紙），正態(tài)分布函數(shù)畫在上面成為直線。繪制海森格紙運(yùn)用到excel 中的公式normsinv(p%)，列出每一條網(wǎng)格線的坐標(biāo)，如下表第一列 （表中只選取了一部分），且每個坐標(biāo)列兩次。計算出概率對應(yīng)的正態(tài)分布的分為點第二列，然后將分為點每項加上-3.71902 ，計算得第三列，第四列(如表 4-1) ，為 0 和出力最大值。表 4-1 ：頻率 p p標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布分?jǐn)?shù)位x 軸y 軸0.01 -3.71902 0.000 0.000 0.01 -3.71902 0.000 50.000 0.0

25、2 -3.54008 0.179 50.000 0.02 -3.54008 0.179 0.000 0.03 -3.43161 0.287 0.000 0.03 -3.43161 0.287 50.000 0.04 -3.35279 0.366 50.000 ,99.98 3.540084 7.259 50.000 99.98 3.540084 7.259 0.000 99.99 3.719016 7.438 0.000 99.99 3.719016 7.438 50.000 利用表4-1 的第三列和第四列制表，利用圖表向?qū)Ю锏臒o數(shù)據(jù)折線散點圖繪制表格。繪制好表格對橫坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。先清除橫坐標(biāo)

26、， 再選取一系列的坐標(biāo)點，縱坐標(biāo)為0。這樣這些點都在橫軸上，通過控制只顯示點的橫坐標(biāo)來代替橫軸。如表：表 4-2 ：9 頻率 p p標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布分?jǐn)?shù)位x 軸y 軸0.01 -3.71902 0.000 0 0.05 -3.29053 0.428 0 0.1 -3.09023 0.629 0 0.2 -2.87816 0.841 0 ,95 1.644854 5.364 0 98 2.053749 5.773 0 99 2.326348 6.045 0 99.5 2.575829 6.295 0 99.8 2.878162 6.597 0 99.9 3.090232 6.809 0 99.95

27、3.290527 7.010 0 99.99 3.719016 7.438 0 將上表中第三和第四列的點通過數(shù)據(jù)源的形式加入到表格中。過程：右擊表數(shù)據(jù)源系列添加，在名稱欄輸入“橫坐標(biāo)”，x值和 y值分別為對應(yīng)的上述表中的第三列和第四列的坐標(biāo)，再右擊所做的表格，數(shù)據(jù)系列格式數(shù)據(jù)標(biāo)志，選中“x 值”的控制鈕，單擊確定。顯示橫坐標(biāo)，再將橫坐標(biāo)的每個標(biāo)注改為對應(yīng)的頻率值，這樣海森格紙就繪制成功了。4.2繪制經(jīng)驗頻率曲線表 4-3：pm 實測分位點實測橫軸出力0.091 -1.334622287 2.384397713 36.27 0.182 -0.90776953 2.81125047 31.79 0

28、.273 -0.603764838 3.115255162 20.87 0.364 -0.347787204 3.371232796 18.06 0.455 -0.113038541 3.605981459 16.71 0.545 0.113038541 3.832058541 12.12 0.636 0.347787204 4.066807204 10.47 0.727 0.603764838 4.322784838 7.89 0.818 0.90776953 4.62678953 5.41 0.909 1.334622287 5.053642287 3.45 10 第二列由函數(shù)normsi

29、nv() 得到，第三列由第二列加上|-3.71902|得到。利用制作橫坐標(biāo)的方法加入散點。4.3繪制 p-曲線繪制 p-曲線所用的公式為：2421(1,1)2spvmsscxcgammainvpxcc。（ 1）其中，x為樣本平均值；為方差；vc為離差系數(shù)；vcx，（2）sc為偏態(tài)系數(shù)，為vc的若干倍；mp為各流量出現(xiàn)的概率。x：利用 average() 函數(shù)計算；：利用 stdev()函數(shù)計算；vc：vcx；sc：sc=bvc（b 為實數(shù)，一般為2.5 ， 2，1.5 等），計算結(jié)果如下：平均值方差偏態(tài)離勢16.304 10.89748 0.668 1.002 1.67 計算出不同 pm所對應(yīng)

30、的理論出力值，如表：11 表 4-4：pm 理論值 1 理論值 2 0.091 32.18373455 32.16353978 0.182 25.73071279 24.78076062 0.273 21.59402409 20.32924603 0.364 18.39768663 17.07646039 0.455 15.69030376 14.47279555 0.545 13.27957304 12.29095383 0.636 10.97429601 10.34392036 0.727 8.682384751 8.5646121 0.818 6.248293519 6.87434014

31、7 0.909 3.32670567 5.168821519 然后以實測橫軸分別和上表中理論值1 與理論值2 為數(shù)據(jù)通過 “數(shù)據(jù)源” 的方式插入到海森格紙中，方法與插入橫坐標(biāo)的方法類似。4.4統(tǒng)計參數(shù)對理論頻率曲線形狀的影響（1）vc越大，說明隨機(jī)變量相對于均值越離散，因而頻率曲線將越偏離k=1的水平線。 隨著vc的增大，頻率曲線的偏離程度也隨之增大，顯得越來越陡。（2）sc愈大時，頻率曲線的中部愈向左偏，且上段愈陡，下段愈緩。當(dāng)取vc=0.668 時上部偏下太多，增大vc值，發(fā)現(xiàn)下部向下偏離，如果增大sc，則中向左偏很大。經(jīng)過過反復(fù)調(diào)試。決定選取vc=0.75，sc=2vc=1.5。表 4-

32、5：pm 實測分為點理論值0.091 2.384397713 33.64984 0.182 2.81125047 25.84192 0.273 3.115255162 21.06076 0.364 3.371232796 17.51591 0.455 3.605981459 14.63522 0.545 3.832058541 12.18078 0.636 4.066807204 9.947655 0.727 4.322784838 7.857042 0.818 4.62678953 5.805044 0.909 5.053642287 3.623795 12 4.5相關(guān)分析對于相關(guān)的密切程度

33、, 通常以相關(guān)系數(shù)r 來表示。（1）若2r=1, 則均方誤ys=0，表示所有對應(yīng)值ix、iy均落于回歸線上，只有函數(shù)關(guān)系才能如此。因此，2r=1 表示函數(shù)關(guān)系。（2）若2r=0，則ys=y。此時誤差s達(dá)最大值，說明y 的變化與x 毫無直線關(guān)系，即這兩種變量可能沒有關(guān)系。（3）若 02r1，當(dāng) r 越接近 1 時，s越小。 即 r 愈接近 1，點據(jù)愈靠近回歸直線，ix、iy間的關(guān)系愈密切。r 為正值時，表示正相關(guān)；r 為負(fù)值時，表示負(fù)相關(guān)。運(yùn)用到的公式：22iiiixxyyrxxyy（3）當(dāng)選取vc=0.75，sc=2vc=1.5 時，進(jìn)行相關(guān)分析：計算得 r=0.9908；當(dāng)選取vc=0.66

34、8，sc=2vc=1.336 時，進(jìn)行相關(guān)分析：計算得 r=0.9903；當(dāng)選取vc=0.85，sc=2vc=1.7 時進(jìn)行相關(guān)分析：計算得 r=0.9905。相比之下當(dāng)vc=0.75，sc=2vc=1.5 時 r 更接近 1，另外從圖中（附圖1）可看出：在頻率為90%時，也就是尾部，此理論頻率曲線與經(jīng)驗頻率曲線的重合度更高。綜上所述，可知設(shè)計保證率為90%，則由圖中可知（附圖1）保證出力為3.85 萬 kw。保證電能：43. 8530. 524123. 3810ent萬 kwh。13 第五章 裝機(jī)容量選擇5.1最大工作容量的確定5.1.1 水電站的最大工作容量無調(diào)節(jié)水電站一般只能擔(dān)任電力系統(tǒng)

35、的基荷。根據(jù)系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性要求，無調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量水工n應(yīng)等于按歷時設(shè)計保證率所求的保證出力，即水工n=保無n式中：保無n為無調(diào)節(jié)水電站的保證出力。無調(diào)節(jié)水電站最大工作容量為3.85 萬 kw。5.1.2 火電站的最大工作容量由所給資料分析，每個月份的最大負(fù)荷已知，水電站的每個月份的最大工作容量已經(jīng)確定出，可由此得到火電站的每個月的最大工作容量。下表為確定的火電站最大工作容量。表 5-1 火電站的最大工作容量月份最大負(fù)荷無調(diào)節(jié)火電站1 98 2.51 95.49 2 95 3.48 91.52 3 94 5.83 88.17 4 92 12.03 79.97 5 90 18.06

36、 71.94 6 88 20.63 67.37 7 90 4.23 85.77 8 93 2.35 90.65 9 94 2.4 91.6 10 96 2.47 93.53 11 98 2.65 95.35 12 100 2.63 97.37 得出火電站最大工作容量為97.37 萬 kw 。5.2 備用容量與重復(fù)容量的選擇5.2.1 備用容量為了使電力系統(tǒng)正常工作，并保證其具有足夠的供電可靠性，系統(tǒng)中各電站除了最大工作容量外，尚須具有一定的備用容量。水電站的備用容量需要考慮自身的規(guī)模大小、調(diào)節(jié)性能等技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性與系統(tǒng)規(guī)模、負(fù)荷特性、電源組成等因素有關(guān)。（1）負(fù)荷備用容量當(dāng)有突荷出現(xiàn)時，電力系統(tǒng)

37、必須準(zhǔn)備一部分備用容量，不致因系統(tǒng)容量不足而使周波降低到小于規(guī)14 定值，從而影響供電的質(zhì)量。根據(jù)水利水電工程動能設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，調(diào)整周波所需要的系統(tǒng)負(fù)荷備用容量，可采用系統(tǒng)最大負(fù)荷的2% 5% ，大系統(tǒng)用較小比例值，小系統(tǒng)用較大比例值。該系統(tǒng)最大負(fù)荷為 100 萬 kw ，取 3% ，則負(fù)荷備用容量為3 萬 kw 。由于本系統(tǒng)為火主系統(tǒng)，而水電站調(diào)節(jié)性能較好，可作為系統(tǒng)的主要調(diào)頻電站，其承擔(dān)的負(fù)荷備用容量擬按2 / 3負(fù)備，水負(fù)備nn考慮，因此，取負(fù)備，水n=2 萬 kw ?；痣娬镜呢?fù)荷備用容量為負(fù)備，火n=1 萬 kw 。（2） 事故備用容量系統(tǒng)事故備用容量在水、火電站之間的分配，應(yīng)根據(jù)各

38、電站容量的比重、電站機(jī)組可利用的情況、系統(tǒng)負(fù)荷在各地區(qū)的分布等因素確定。根據(jù)水利水電工程動能設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，電力系統(tǒng)事故備用容量采用系統(tǒng)最大負(fù)荷的10% 左右，且不得小于系統(tǒng)中最大一臺機(jī)組的容量。因此可 取 事 故 備 用 容 量 是10萬kw。 水 電 站 所 分 擔(dān) 的 系 統(tǒng) 事 故 備 用 容 量 擬 按/事備，水水工總事備nnnn計算，故取事備，水n=0.2萬kw 。火電站的事故備用容量為事備、火n=9.8 萬 kw 。（3）檢修備用容量由于火電站有燃料保證，故檢修備用容量設(shè)置在火電站上。于是，水電站所承擔(dān)的備用容量為備、水n=2.2萬kw，火電站所承擔(dān)的備用容量為備、火n=10.8

39、 萬 kw 。5.2.2 重復(fù)容量為選定無調(diào)節(jié)水電站的重復(fù)容量，首先，根據(jù)水電站徑流資料，計算繪制其多年的日平均流量持續(xù)曲線(h)qf；再利用水電站出力公式naq h，換算得日平均出力持續(xù)曲線()nfh。然后，利用式：1h/11nssns經(jīng)濟(jì)水水iikpfi（ 4）式中：水k為水電站補(bǔ)充千瓦造價，元/kw。si為額定資金年收益率；n 為重復(fù)容量設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命，n=25 年；水p為水電站補(bǔ)充千瓦容量的年運(yùn)行費(fèi)用率；f為火電廠單位發(fā)電量所需的燃料費(fèi)。15 （ 1）為選定水電站的重復(fù)容量，根據(jù)水電站徑流資料，計算繪制其多年的日平均流量持續(xù)曲線，如圖5-2：日平均流量持續(xù)曲線0200400600800

40、100012001400010002000300040005000600070008000年持續(xù)時間 t(h)日平均流量（m3/s)（ 2）根據(jù)naq h，換算得到日平均出力曲線，如圖5-3 ：051015202530010002000300040005000600070008000日平均出力持續(xù)曲線年持續(xù)時間 t(h)日平均出力（萬kw)在圖中由h經(jīng)濟(jì)查的水電站裝機(jī)容量裝n，據(jù)此即可定出水電站重復(fù)容量重裝nn水工n。1h/11nssns經(jīng)濟(jì)水水iikpfi25250.1210.128200.031.050.0950.410.121=3237。水電站增加千瓦投資為820 元/kw，水電站增加千

41、瓦容量的年費(fèi)用率為3% ，額定投資效益系數(shù)12% ，火電站單位電能消耗的燃料為0.4kg/kw h，燃料到場價格為95 元/ 噸，16 查得裝n=18.38 萬 kw ，所以重n=14.53 萬 kw 。第六章電力電能平衡分析在上一章中分別求得水電站最大工作容量、備用容量和重復(fù)容量，即可得到水電站裝機(jī)容量的初選值，即裝水工備、水重nnnn。由上一章可得水電站的最大工作容量為3.85 萬 kw ，備用容量為 2.2 萬 kw ，重復(fù)容量為14.53 萬 kw ，所以水電站機(jī)組的裝機(jī)容量確定為21 萬 kw 。最終選定的水電站裝機(jī)容量，必須滿足設(shè)計水平年電力系統(tǒng)電力（容量）平衡和電量平衡的要求，為

42、此需進(jìn)行容量平衡分析。6.1 電力電量的平衡分析：在進(jìn)行系統(tǒng)容量平衡時，主要檢查下列問題：（ 1）系統(tǒng)負(fù)荷是否能被各種電站所承擔(dān)，在那些時間內(nèi)由于何種原因使電站容量受阻而影響系統(tǒng)正常供電；（ 2）在全年各個時段內(nèi)，是否都留有足夠的負(fù)荷備用容量擔(dān)任系統(tǒng)的調(diào)頻任務(wù)，是否已在水、火電站之間進(jìn)行合理分配；（ 3）在全年各個時段內(nèi)，是否都留有足夠的事故備用容量，如何在水、火電站之間進(jìn)行合理分配，水電站水庫有無足夠備用蓄水量保證事故用水；（ 4）在年負(fù)荷低落時期，是否能使系統(tǒng)內(nèi)所有機(jī)組按計劃進(jìn)行檢修，要注意在汛期內(nèi)適當(dāng)多安排火電機(jī)組檢修，而使水電機(jī)組盡量多利用棄水量，增發(fā)季節(jié)性電能；（ 5）水庫的綜合利用

43、要求是否能得到滿足，例如在灌溉季節(jié)，水電站下泄流量是否能滿足下游地區(qū)灌溉要求，是否能滿足下游航運(yùn)要求的水深等，如有矛盾，應(yīng)分清主次，合理安排。表 6-1 是水電站的電力電能平衡分析，表6-2 是火電站的電力電能分析：表 6-1 水電站電力電能平衡計算表最大工作容量備用容量重復(fù)容量可用容量檢修容量空閑容量受阻容量裝機(jī)容量1 月2.51 2.2 0 4.71 0 6.516 9.774 21 2 月3.48 2.2 0 5.68 0 6.128 9.192 21 3 月3.85 2.2 14.53 20.58 0 0.168 0.252 21 4 月3.85 2.2 14.53 20.58 0 0

44、.168 0.252 21 5 月3.85 2.2 14.53 20.58 0 0.168 0.252 21 6 月3.85 2.2 14.53 20.58 0 0.168 0.252 21 7 月3.85 2.2 14.53 20.58 0 0.168 0.252 21 8 月2.35 2.2 0 4.55 0 6.58 9.87 21 9 月2.4 2.2 0 4.6 0 6.56 9.84 21 10 月2.47 2.2 0 4.67 0 6.532 9.798 21 11 月2.65 2.2 0 4.85 0 6.46 9.69 21 12 月2.63 2.2 0 4.83 0 6.4

45、68 9.702 21 17 表 6-2 火電站電力電能平衡計算表最大工作容量備用容量重復(fù)容量可用容量檢修容量空閑容量受阻容量裝機(jī)容量1 月95.49 10.8 0 106.29 0 1.484 2.226 110 2 月91.52 10.8 0 102.32 0 3.072 4.608 110 3 月90.15 10.8 0 100.95 5 3.62 5.43 110 4 月88.15 10.8 0 98.95 5 4.42 6.63 110 5 月86.15 10.8 0 96.95 5 5.22 7.83 110 6 月84.15 10.8 0 94.95 5 6.02 9.03 11

46、0 7 月86.15 10.8 0 96.95 5 5.22 7.83 110 8 月90.65 10.8 0 101.45 0 3.42 5.13 110 9 月91.6 10.8 0 102.4 0 3.04 4.56 110 10 月93.53 10.8 0 104.33 0 2.268 3.402 110 11 月95.35 10.8 0 106.15 0 1.54 2.31 110 12 月97.37 10.8 0 108.17 0 0.732 1.098 110 通過該表所列數(shù)據(jù)，可更清楚地看出系統(tǒng)總體的容量平衡要求是否得到滿足，包括： 各月的系統(tǒng)工作容量是否與所有電站工作容量之和相等；系統(tǒng)備用容量是否已全部由各電站所承擔(dān)；各電站所有機(jī)組是否已按計劃安排檢修等。此外， 容量平衡表還反映了系統(tǒng)