水利水能規(guī)劃課程設(shè)計

1、實用文檔某電力系統(tǒng)中水電站裝機容量的選擇I課程設(shè)計的目的、任務(wù)和要求二設(shè)計目的1 .進一步鞏固、加深、系統(tǒng)化所學(xué)課程的基本理論；2 .加強運算、繪圖、編寫說明書等基本技能的訓(xùn)練；3 .培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。二、設(shè)計任務(wù)和要求（一）熟悉、分析有關(guān)資料并繪制有關(guān)曲線。（二）對設(shè)計枯水年進行徑流滿節(jié)，求調(diào)節(jié)流量，保證出力及保證電能。（三）繪制年負荷圖、典型日負荷圖及日電能累積曲線。（四）不考慮對無調(diào)節(jié)水電站進行電力補償，確定擬定年調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量：（五）考慮并確定水電站可能承擔(dān)的備用容量。求出發(fā)出必需容量時水輪機的最大過水能力。（六）計算水電站的棄水流量，棄水出力，進行電力系統(tǒng)的經(jīng)濟

2、計算，接經(jīng)濟利用小時 數(shù)確定重復(fù)容量。（七）作出設(shè)計枯水年的電力電能平衡圖。（八）確定設(shè)計水電站的總裝機容量值。（九）對設(shè)計豐水年、平水年及枯水年進行徑流滿節(jié)，求多年平均年發(fā)電量。（十）作出設(shè)汁枯水年的水庫基本謂度線。（十一）編寫說明書，并附上必要的圖表。三、設(shè)計附加內(nèi)容1 .作出水庫工作深度與洪水期保證電能之間的關(guān)系曲線；2 .作出水庫工作深度與多年平均年電能之間的關(guān)系曲線；3 .研究無調(diào)節(jié)水電站裝機容量值對年調(diào)節(jié)水電站最大工作容量的影響；4 .研究組建水電站水輪機最大過水能力值對水電站棄水出力歷時曲線的影響。n基本資料和數(shù)據(jù)甲 組、電力系統(tǒng)負荷資料及已有火電站容量資料季度冬春夏秋冬月份12

3、3456789101112最大負何（）98969492908890929496981001.年負荷圖（年最大負荷的百分比）:2.設(shè)計負荷水平年的最大負荷為100萬kw3.典型日負荷圖最大負荷的百分比）時序（小時）12345678910111212月7472706872748088969288843、9月7068666466707478868480787月676563616367717582807775時序（小時）13141516171819202122232412月80828486909410098949082783、9月7680828486909492888680747月7377798082

4、869088848277704.系統(tǒng)中已有火電站的總裝機容量為 36萬千瓦,其機組為4臺X 5.0萬千瓦；7 臺X 2.0 萬千瓦以及若干小機組總?cè)萘抗?.0萬千瓦.月份451 6781 9101112123枯水年269680413351367131654444101142234平水年3698155134704002051086470156209356豐水年501100670667152628618786”8189272P 486、某徑流式水電站的基本情況1 .樞紐開發(fā)任務(wù)除發(fā)電外，還從引水渠道中引水溫溉。 6、7、8及9月份分別引 用灌溉流量4、11、17及6米3/秒。為保證下游居民的用水要

5、求，放入電站下游河道 生的流量不應(yīng)小于20米3/秒。2 .壩址處設(shè)計代表年的流量資料 （單位：米3/秒）3.水電站下游水位流量關(guān)系曲線水位（米）00.51.01.52.02.53.04.05.0流量（米3/米）25.5882144447621020142021402980下游水位零點高程為方案 B。（A、220 米；B、222 米；C、224 米）4.壓力前池中正常蓄水位為方案B 。（A、280 米；B、285 米；C、290 米）、計劃興建一座年調(diào)節(jié)水電站，具原始資料和已知條件為1.壩址處設(shè)計代表年的流量資料 （單位：米3/秒）月份456789101112123枯水年660184024309

6、50570310150709080130400平水年1830214026301420840450180140P130110120450豐水年21002730340023801040490260170801001905002.水庫庫容特性曲線水庫水位（米）120130140145150155160165170173水庫容積（108米3）1.53.56.99.111.815.119.424.731.537.8（1）選定水庫正常蓄水位為方案B（A、165米；B、168 米；c、170 米）（2）選定水庫死水位為方案A（A.125米；B、128米；C 130米）3.該年調(diào)節(jié)水電站下游水位流量關(guān)系曲線z

7、水位（米）4.05.06.06.57.07.58.08.38.5流量（米3/秒）6020049073010701660254031903730水位零點的絕對高程為方案B（A、90 米；B、100米；C 105米）四、電力系統(tǒng)的有關(guān)經(jīng)濟資料：1 .水電站增加單位千瓦投資K水=800元/千瓦；2 .水電站增加千瓦容量的年費用率p水=3%3 .額定投資效益系數(shù)0=0.12 ;4 .水電站單位電能消耗的燃料b=0.40 公斤/度;5 .燃料到廣價格為 90元/噸；6 . a =1.05 o水能規(guī)劃課程設(shè)計、熟悉、分析有關(guān)資料，并繪制有關(guān)曲線了解設(shè)計的任務(wù)，分析哪些是已知條件， 哪些是需要設(shè)計的。 繪制

8、水位庫容關(guān)系曲線、水位流量關(guān)系曲線。二、計算并繪制典型日負荷圖及日電能累積曲線1、典型日負荷圖的計算及繪制(1)日負荷值的計算各月負荷值按占年最大負荷的百分比計算。已給出4個月的百分比，它們各代表每個季度，各季度其他月份的百分比按當(dāng)月最大負荷值的比例關(guān)系計算得到各小時的負荷百分比，舉例說明1月份各小時的百分比計算，一一 -Ki,i =r MKi2,i( i =1, 2，24)Nl212月的各小時的百分比已經(jīng)給出。各月負荷值如下表：小時月份1234567891011121737170696766676870717374271696867656465666869717236967666563626

9、364666769704676564636160616264656768571696665636263646667697267371706967666768707173747787774727169717374767780886847876757375777880818899492868482808284868890961090888482807880828486889211868480787775777980828388128281787675737577788081841378777674737173757678798014807980787775777980828382158281828

10、0797779818284858416848384828078808284868886178886868482808284868890901892909088868486889092949419989694929088909294969810020969492908886889092949698219290888684828486889092942288868684828082848688909023807980787775777980828382247675747271687072747677789896949290889092949698100文案大全負荷最小負荷6564636160616

11、2646567平均負荷80.5882.25 3333337977.2573.83 75.58 77.3375.6233333 33333 3333353337980.7582.375整數(shù) 8281797776747677798182總負荷1974 1934 1896 1854 1815 1772 1814 1856 1896 1938 19776884842016(2)日負荷圖的繪制用階梯線繪制典型日負荷圖?？?678A日(八1234N?EE EN?EE EN?EE EN?E167016086501560640153663026946165467461606664615826546371441

12、698694416506842162467424734017387140169070401664694057654179275721762747217367254678341826773417967632176874327803018567930182678301798763088226188281261852802618247826984221904832218748220184480201086201924841018848418186282181188161940861619008614187684141290121952881219128881884868139210196290101

13、9229061890886149461968926192892418949041596419729441932942189692216982197496219342、計算并繪制日電能累積曲線列表計算日電能累積值，各月日電能累積曲線的曲線部分，負荷變化一次，就計算 個AE ,逐個累加，得到一系列 N對應(yīng)的E ,然后描全點繪制累積曲線。各月日電能累積值如下表：'、E151215581600164016941726175617821802182018341842184818521854161014646001440610146462026346151062461486634615106446

14、365421552644215286542155266424674015926640156867401592684057172166468361604705416467272673321696691716217117166373177753017267132165373321695753287726175273301683753017257730979201772752617097726175179261080917817720172979201771812011821417957891738809178082912848180380141752821417948414138661809828

15、1760848180286814884181384617668661808886159021815864177088418129041688217729021814922N ?E " E N ?E " E N ?E % E N ?E、E1488153415761616168817051737176717931813182218361844185018541856月份9101112N ?EN ?EN ?EN ?E16401536650156067016086802664615826746160669461654704636842162469421648714216967244

16、470401664714016887340173674405747217367690177877721808787267632176878321810793218408034778301798803018408130187082308802618248226186683261896842698220184484201886852019168622108418186286181904882719438820118614187688141918901419579016128881884908192692819659212139061890926193294619719410149241894944

17、19369641975966159421896962193898219779841610021632167817221762183418681898192419461966198219942004201020142016三、徑流調(diào)節(jié)與水能計算對設(shè)計枯水年進行徑流計算，求出保證出力。1、徑流式電站的保證出力計算電站的上游水位始終是正常蓄水位。調(diào)節(jié)流量是天然來水扣除上游其他用水后的流量。 保證電能是按保證出力工作全年發(fā)的電量。月份 來水 流量 調(diào)節(jié) 流量 Z上單位mA3/smA3/s1011121011422342696804133513671316544441011422342696804093

18、40350125654444285285285285285285285285285285285285222.5762.43222.7562.25223.0661.94223.1561.85223.8 661.14223.44223.3223.3361.56 61.7 61.67222.6 962.31222.3562.65222.1862.82222.1862.828.5.044萬kw3446.23187.0716811.595168813.31012833.26016820.142432816.7824817.267683.257882.21126482.211264N=N>/Ja =

19、2.21 萬 kwE 保=N保*730*12=19359.6 萬 kw.h2、年調(diào)節(jié)電站的保證出力計算求出保證出力，保證電能。用等流量調(diào)節(jié)法進行計算，試算出供水期、蓄水期,根據(jù)正常蓄水位和死水位，查水位庫容關(guān)系曲線可知V 興=26 X10 8 m 3（920+989 ） /6=318（吆）假設(shè)10月到次年3月為供水期，根據(jù)調(diào)節(jié)流量計算公式，則有（Z Q供）* 2.63* 106 +V興Q = 調(diào)供水月數(shù)*2.63*106由于Q調(diào)小于次年3月份的天然來水，所以次年 月是供水期，重新計算調(diào)節(jié)流量有3月份不是供水期，需設(shè) 10月到次年2（520+989 ） /5=302（£ Q供）* 2.

20、63* 106 +V興 Q調(diào)-供水月數(shù)*2.63*106計算所得調(diào)節(jié)流量比枯水期的各月流量大，比非供水期的調(diào)節(jié)流量小，故假設(shè)正確，供水 期為10月到次年2月，假設(shè)4到8月為蓄水期，根據(jù)調(diào)節(jié)流量計算公式，則有（哽）（£ Q供）* 2.63* 106 -V興-; «=910供水月數(shù)*2.63*106由于4,8月份流量比Q小，故假設(shè)不正確再假設(shè)5,6, 7月為蓄水期，重新計算調(diào)節(jié)流量有（£ Q供）* 2.63* 106 -V興:-a=1744 （供水月數(shù)*2.63*106由于7月份流量比Q小，故假設(shè)不正確再假設(shè)5,6,月為蓄水期，重新計算調(diào)節(jié)流量有（E Q供）* 2.6

21、3* 106 -V興般=供水月數(shù)*2.63*106=16415,6月流量比Q大,故假設(shè)正確,6月為蓄水期時段 來水 流量 調(diào)節(jié) 流量 水量變化+水量變化- 時段 初水 庫蓄 水量 時段 末水 庫蓄 水量月456789101112123mA3/s66018402430950570310150709080130400mA3/s66016411641950570310302302302302302400億m"億m"億m"億m"2.52.5125125125106.4kw萬kw.h5.233720.75076.15.65.84.52.57.73328.528.5

22、28.528.524.518.412.82.57.733125141.94133.47107.4818.6 25.9928.528.528.528.524.518.412.82.52.59.82034.119672141.94168168168168164.8159151.6140125168168168168164.8159151.6140125125154.97107.48168168168166.4 161.9 155.3 145.8 132.5125106.9106.2105.5105.4 105.4 105.4 105.4 105.4105.847.49 61.161.862.561

23、56.549.940.427.119.262.3446.4328.1848720815.514.713.612.19.86.56.1447169.18424907 45511.3605 .756533898 20571.28.98411315 1073199288833715447454485.12N 保=( 14.7+13.6+12.1+9.8+6.5 ) /5=56.7/5=11.34 萬 kwE 保=11.34*730*5=41391 萬 kw.h四、裝機容量的選擇（一）年調(diào)節(jié)電站1、最大工作容量的選擇選擇三個以上最大工作容量方案，通過計算，繪出最大工作容量與其保證電能關(guān)系曲線，繼而確定

24、最大工作容量。（1）繪制年最大負荷圖，在最大負荷圖上假設(shè)水電站最大工作容量方案。N7卜 1 = 20萬kw, Nb 2 = 25萬kw, N狂3 = 28萬kw, N4 = 30萬kw（2）將水電站工作位置繪在相應(yīng)的月份的典型日負荷圖上，并在日電能累計曲線上定出相應(yīng)水電站的月發(fā)電量（3）將供水期各個月份的水電站日發(fā)電量E除以24h,即得各個月份水電站的日平均出力N1 i值供水期保證電能（方案一）E保供1 =730£瓦，i（5）其他方案重復(fù)（2） （3） （4）步驟月份力某一力某一力某二方案四Ei萬 kw.hNi 萬 kwEi萬 kw.hNi 萬 kwEi萬 kw.hNi 萬 kwEi

25、萬 kw.hNi 萬 kw11486.1666666672369.83333333329812.4166666734314.2916666721556.45833333324410.1666666730612.7535114.625101606.66666666725010.4166666731112.9583333335514.79166667111536.37524110.0416666730212.5833333334614.41666667121486.1666666672369.83333333329412.2533814.08333333N N31.8333333350.29166

26、66762.9583333372.20833333E呆彳ft1 =23238.33? kw.hE呆彳2 =36712.9泊 kw.hE呆彳ft3 =45959.5函 kw.hE俏4 U52712.0萌 kw.h（6）作出最大工作容量 N7l工方案與其相應(yīng)的供水期保證電能E保供的關(guān)系曲線。然后根據(jù)水電站在設(shè)計枯水年供水期內(nèi)的保證電能E保=41391萬kw.h ,從曲線中找出年調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量 N 7R工0 = 26.6萬kw2、備用容量的選擇(1)負荷備用容量數(shù)值可用簡化方法即取系統(tǒng)最大負荷的某一百分比。在水火電站間的分配，參考教材 和規(guī)范。故取5萬kw(2)事故備用容量采用簡化方式確定

27、數(shù)值即取系統(tǒng)最大負荷的某一百分比。故取10萬kw在水火電站中的分配按水火電站最大工作容量的比例確定，具體若下。由前面知N=l00TJkwN：工=26.6萬kw N流=2.21萬kw由N索=N求工+ N員工+ N總流得N火工= 71.19 萬 kw一N7kz一N水事=丁一+ Z ” 父N系事備N水工N火工26.6 *10 = 2.72 萬 kw 26.6 71.19N泵工一一水電站最大工作容量,不包括徑流式電站的最大工作容量(徑流式電站不能承擔(dān)事故備用)；N關(guān)工一一火電站最大工作容量。N系事備一一系統(tǒng)事故備用容量。由N京=N加工+N員工+ N總流得 N1工=71.19萬kw(3)年調(diào)節(jié)電站的必須

28、容量根據(jù)前面的計算求得年調(diào)節(jié)電站的必須容量(不含檢修備用容量)N必須=N負備+N,Z工+N水事=5+26.6+2.72 =34.32萬kw(4)求發(fā)出必須容量時水輪機的最大過水能力根據(jù)N必須按定出力試算電站的最大過水能力。試算時注意，電站的最大過水能力是指在上游水位最低時，發(fā)出 N必須所需要的流量。試算按假定下游水位后，由已知出力計算流 量的公式計算發(fā)出 N必須時的流量，然后由計算得到的流量查下游水位流量關(guān)系曲線查得下游水位，與假定的下游水位相比較，若二者相等或幾乎相等(相差不超過0.01),則假定正確，計算得到的流量即為電站的最大過水能力，否則重新假設(shè)下游水位，重復(fù)上述過程， 直到二者相等為

29、止。N萬kw34.9834.9834.9834.9834.98Z上m125125125125125Z下（假 設(shè)）m107108.3108.1108.05108.03H平均m1816.716.916.9516.97Q(A=8)mA3/s2429.1666672618.2634732587.2781072579.6460182576.605775查圖Z 下m107.85108.13108.03108.09108.02Z下相差m-0.850.170.07-0.040.01故最大過水能力為 Q=2576.61mA3/s3、重復(fù)容量的確定分別計算三個代表年的棄水流量及棄水出力（1）設(shè)計枯水年由前面的徑流

30、調(diào)節(jié)計算可知，設(shè)計枯水年的供水期、蓄水期及不蓄不供期。對蓄水期各月和不蓄不供期的前幾個月按照定出力（N必須）試算是否有棄水發(fā)生，進而計算棄水出力。試算時注意發(fā)生棄水的條件：蓄水期開始時，先盡可能用水，試算發(fā)出N必須時需要的流量，若天然來水還有剩余，則剩余的水蓄起來，如果興利庫容蓄滿后還有余水才發(fā)生棄水，發(fā)生棄水的時段，相應(yīng)的棄水出力由該時段棄水流量與相應(yīng)的水頭計算求得。若按上 述情況計算棄水時，發(fā)現(xiàn)到蓄水期末，不但沒發(fā)生棄水，興利庫容還沒蓄滿，則從蓄水期 末逆時序計算，保證蓄水期末興利庫容蓄滿時，電站的出力情況。由前可知，設(shè)計枯水年供水期為10月次年2月，蓄水期為5月和6月月份3456789月

31、平均出 力10A4kw34.3234.3234.3234.3234.3234.3234.32天然流量mA3/s40066018402430950570310水電站用 水流量假定40066018402430950570310流量變化mA3/s0000000水量變化10A6m0000000W®10A6m250250250250250250250W10A6m250250250250250250250棄水W10A6m0000000棄水流量mA3/s0000000Z上初m125125125125125125125Z上末m125125125125125125125Z上平均m12512512512

32、5125125125Z卜平均m105.8106.4107.6107.95106.9106.2105.5H平均m19.218.617.417.0518.118.819.5N （A=8）10A4kw6.144 9.820825.612833.145213.7568.57284.836后無弁水無無無無無無無(2)設(shè)計平水年設(shè)計平水年棄水出力計算過程與設(shè)計枯水年的完全相同，但計算棄水出力前，必須先 進行徑流調(diào)節(jié)，按照等流量調(diào)節(jié)法確定供水期、蓄水期、不蓄不供期。假設(shè)10月到次年2月為供水期，根據(jù)調(diào)節(jié)流量計算公式，則有（Z Q供）* 2.63* 106 +V興3 /供水月數(shù) * 2.63* 106 -33

33、3.8 （ s）計算所得調(diào)節(jié)流量比枯水期的各月流量大，比非供水期的調(diào)節(jié)流量小，故假設(shè)正確，供水 期為10月到次年2月，再假設(shè)5,6,月為蓄水期，計算調(diào)節(jié)流量有（£ Q供）* 2.63* 106 -V興Z =1890 5供水月數(shù) * 2.63* 10689055,6月流量比Q大，故假設(shè)正確，5月，6月為蓄水期月份56789月平 均出 力10A4kw34.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.32天然mA3 /s2140263026302630263014201420142014208408408

34、40840450水電 站用 水流 量假 定214026301000110010861420500685696.3840800700696.3450變化mA3 /s001630153015440920735723.7040140143.70水量 變化10A6m004286 .94023 .94060 .7202419 .61933 .051903.3310105.2368.2377.9310W®10A6m250250250250250285028502850285028502850285028502850W10A6m25025028502850285028502850285028502

35、8502850285028502850棄水W10A/ 6m001686 .91423 .91460 .7202419 .61933 .051903.3310105.2368.2377.9310棄水mA3 /s00641.4068441541.4068441555.40684410920735723.7040140143.70Z上初m125125125125125168168168168168168168168168Z上末m125125168168168168168168168168168168168168Z上平均m125125146.5146.5146.51681681681681681681

36、68168168Z卜平 均m107.8108106.9107107107.3106106.4106.4106.7106.6106.4106.4105.9H平均m17.21739.639.539.560.76261.661.661.361.461.661.662.1N10A4kw29.446435.76831.6834.7634.317668.955224.833.756834.31366441.193639.29634.49634.31366422.356后無 棄水無有有有無(3)設(shè)計豐水年設(shè)計豐水年的計算與設(shè)計平水年的完全相同。假設(shè)10月到次年2月為供水期，根據(jù)調(diào)節(jié)流量計算公式，則有=357

37、.8（Z Q供）* 2.63* 106 +V興供水月數(shù)*2.63*106計算所得調(diào)節(jié)流量比枯水期的各月流量大，比非供水期的調(diào)節(jié)流量小，故假設(shè)正確，供水 期為10月到次年2月，再假設(shè)5,6,月為蓄水期，計算調(diào)節(jié)流量有（Z Q供）* 2.63* 106 -V興:-=2570.5供水月數(shù)*2.63*105,6月流量比Q大，故假設(shè)正確，5月，6月為蓄水期月 份56789月平均出力10A4kw34.3234.3 234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3234.3 2天mA327327302730340340340340238

38、238023802380104010401040490然 流 量/s000000水 電 站 用 水 流 量假 定273 010701086340 0107 0700696 .3238 01000700 6)96.31040700696.3490流 量 變 化mA3 /s01660164402330270 02703.70138016801683.70340343.70水 量 變 化10A6m04365 .84323 .7206127.971017110.73103629 .44418 .44428.1310894.2903.9310W初10A6m250250250285 0285 0285 0

39、285 0285 02850285028502850285028502850W末10A6m25028502850285 0285 0285 0285 0285 02850285028502850285028502850棄 水W10a, 6m01765 .81723 .7206127.971017110.73103629 .44418 .44428.1310894.2903.9310棄 水 流 導(dǎo) 里mA3 /s0671.4068441655.40684410233 0270 02703.70138016801683.70340343.70Z上 初m125125125168 168 168 16

40、)8 168 168168168168168168168Z上 末m125168168168 168 168 16)8 168 168168168168168168168Z上 平 均m125146.5146.5168168 168 168 16)8 168168168168168168168Z下 平m108 .1107107108 .4107106 .4106 .4107.91106.9106.4106.4106.97106.4106.4106均H平 均m16.939.539.559.66161.661.660.0961.161.661.661.0361.661.662N10A4kw36.909633.81234.3176162.11252.21634.49634.31366411