小水电站发电量计算的分析探讨
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水电站发电流量计算方法探讨
水电站发电流量计算方法探讨
王增海
【摘要】摘要:在现行水利技术标准中,水电站发电流量存在单机流量、功率和总流量、总功率两种计算方法,两方法需分别建立单机功率—效率关系和总功率—效率关系。
实际工作中发现采用发电机组的总流量和总功率计算的结果无法建立总功率—效率关系;当固定的几台机组运行时,可以把它们的总功率、总流量作为一组单机数据参加计算,建立固定机组的功率—效率关系曲线,通过查线、计算,从而推求发电流量。
因此,单机流量、功率计算公式即可适用于各类电站的各种情形,没有单独提出总流量、总功率计算公式的必要。
【期刊名称】人民黄河
【年(卷),期】2012(034)008
【总页数】3
【关键词】关键词:发电流量;计算方法;单机功率—效率关系
1 发电站流量计算方法
水力发电站的工作是将水能转换成电能,工作参数主要有水头、流量、效率、电功率。
水文资料整编规范[1]、水利技术标准汇编[2]及其他教科书[3]给出的发电流量公式如下:
式中:q为单台机发电流量,m3/s;N为单台发电机电功率,kW;H 为水头,m;η为发电效率。
式中:Q为发电机组总流量,m3/s;Ns为发电机组总电功率,kW。
运用式(1)、式(2)推求水电站发电流量可分为建立N—η关系曲线和查线计算两个步骤。
小水电并网计量方式现状分析与改进措施探索摘要:本文通过对现行小水电并网、计量方式的分析,探索出一种有价值的改进方式。
通过对改进前后的比较、分析,论证了改善现行运行方式、改良计量方案的可行性。
通过测算,得出了在2~5年能创造出纯收益的结论。
关键词:小水电运行计量改进措施随着电力企业精益化管理的进步,粗放管理痕迹亟待改进。
以前,在电力系统安全与经济运行平衡结合点的选择上,还存在一定不够精细之处,有待重新定位。
比如小水电与大电网并网方式中,常常存在过于偏重安全、忽略经济运行的情况。
笔者通过深入观察身边的工作环境实况,细致分析、创新思维,解决了问题,发现了出路,确定了恰当而合理的改进方式。
1 现状分析目前,对小水电并网点的计量多采用上下网同一套计量设备,设置在升压变电站高压侧,经电压、电流互感器变压变流后接电能表,以正向为上网,反向为下网的方式。
此方式而有利有弊,分析如下。
1.1 弊端分析(1)受制于计量装置的灵敏度,计量下网用电负荷时,误差很大。
由于采用同一套计量装置,不可能同时兼顾到上下网的负载情况,其设计参考依据往往就仅能顾及上网负载,按照上网时的额定负荷选取电流互感器的规格。
而在下网时,实际负荷就很小,就会受制于计量装置的灵敏度,导致计量准确性大幅度降低。
(2)在下网时,运行方式不经济,损耗大、效率低。
升压变压器转换为降压变压器,其容量很大,与实际负荷不匹配,存在“大马拉小车”现象。
变压器严重轻载的现象,过多消耗系统无功功率,产生不必要的变压器损耗。
1.2 有利方面节省设备,运行方式简单。
因为仅采用一套计量装置,只采用一台升压变压器(反向运行时作降压变压器),上下网兼用,单点单线连接,节省了线路、开关,运行方式简单可靠。
2 运行方式与计量方案的改进根据小水电上网和下网负荷差别过大的特点,将其一分为二,分别以独立的电气回路运行,在两条独立回路中分别根据其额定容量配置计量设备,这样就能大大提高计量准确度。
水电站发电运行方案的电量与计划一、引言水电站作为一种重要的发电方式,其发电运行方案的电量与计划起着至关重要的作用。
本文将就水电站发电运行方案的电量与计划进行探讨与分析。
二、水电站发电量的计算1. 水电站装机容量和小时利用系数的概念和计算方法水电站装机容量是指水电站全部发电机组额定出力的总和,通常以“兆瓦”为单位来表示。
小时利用系数是指水电站在一定时间内的实际发电量与其装机容量之比。
2. 水电站发电量的计算方法水电站发电量的计算可以通过公式:发电量(万千瓦时)= 装机容量(兆瓦)×小时利用系数 ×年利用小时数来完成。
三、水电站发电运行方案的制定1. 考虑水源情况和季节变化在制定水电站发电运行方案的计划时,需要充分考虑水源的情况和季节变化。
根据水源的变化,合理安排发电机组的启停时间,以确保发电量的稳定并满足用电需求。
2. 各机组发电量的调配根据各机组的发电能力和维护情况,制定发电量的具体分配计划。
在有水源的情况下,可以根据机组的特性和负荷需求进行合理的调配,以实现最优的发电效果。
3. 运行计划的制定与安排制定水电站发电运行方案的电量与计划时,需要根据电网的负荷情况和用电需求,合理安排机组的出力和发电时间,以确保电网的稳定运行,并充分利用水电资源。
四、水电站电量计划的优化方法1. 考虑环境保护因素在编制水电站电量计划时,应充分考虑环境保护因素,合理安排水流的调度,减少对河流生态系统的影响,确保水资源的可持续利用。
2. 使用优化算法可以利用优化算法,对水电站的发电量进行优化计算。
通过建立数学模型,考虑各种约束条件,如机组最大出力、电网负荷需求等,求解最优发电量计划,并提高发电效率。
五、水电站发电量计划的监测与调整制定完水电站发电量计划后,需要进行监测和调整,以保证计划的顺利执行。
可以采用实时监测技术,对水电站的发电量和运行情况进行监测,并及时调整发电机组的出力和运行时间。
六、结论水电站发电运行方案的电量与计划是确保水电站正常运行和电力供应的关键。
对小型水电站运行方法的研讨随着经济的发展,我国小型水电站发展迅速,但是其实现优化运行的数量较少。
本文笔者通过实例对小型水电站的运行状况进行分析,旨在说明优化调度后,小水电站的经济效益将明显增大。
标签:小型水电站运行方法存在问题运行实例0 引言小型水电站规模相对较小,技术人才缺乏,不少电站对实施优化运行能产生的经济效益认识不足,在运行中往往凭习惯或经验进行操作,造成发电效益不高、水能资源浪费严重等。
水利部的统计数据显示,截至2006年底,全国已建成小型水电站年发电总量1500亿kW·h,若按实施厂内优化运行可使电站发电效益平均提高2%计,则全国每年可增发电量超过30亿kW·h,效益巨大。
1 优化运行的方法1.1 按等流量微增率原则实现并列运行的机组负荷优化分配。
以3台机组并列运行为例,3台机组的流量微增率曲线见图1。
任意等流量微增率(dQ/dN)1平行于N轴,交Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线于a1、b1、c1,对应的出力分别为N1、N2、N3,则N=N1+N2+N3,由N(dQ/dN)1 得点d1,同理可得到d2、d3、…dn,用光滑曲线将其连接起来,得到3台并列运行机组的总流量微增率曲线。
当电力系统给定负荷N 时,由总的流量微增率曲线查出d1点,过d1作水平线分别交Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线于a1、b1、c1,它们的横坐标分别为N优1、N优2、N优3,即为并列运行的3台机组最优负荷分配。
1.2 动态规划法实现并列运行的机组间负荷最优分配。
动态规划法可解决多阶段多决策过程优化问题。
某一水电站有m台并列运行的机组,总负荷为N,已知第i台机组的负荷为Ni(0≤Ni≤Nmaxi,ΣNi=N),可由其流量特性曲线求得一个耗水量Qi,用Qi=Qi(Pi,Ni)表示(Pi为输入状态变量),剩余负荷N-Ni应在其余(m-1)台机组间进行分配。
若(m-1)台机组对负荷(N-Ni)分配为最优,则耗水量Qm-1为最小,记为Q3m-1。
小型水电站水电发电与能源分析水电发电是利用水能转化为电能的一种清洁能源。
小型水电站是指装机容量在1000千瓦以下的水电发电设施,通常建立在水流较强的河流、溪流或山涧中。
本文将就小型水电站的水电发电机制及其能源分析进行探讨。
1. 小型水电站的水电发电机制小型水电站的水电发电机制主要分为水头利用和流量控制两个方面。
水头利用是指水能转化为电能的过程。
水通过引水渠道进入水轮机,流动时产生的动能通过水轮机转化为机械能。
水轮机通过轴将机械能传递给发电机,发电机将机械能转化为电能。
流量控制是确保水能稳定供给发电设备的关键。
小型水电站通常会建立水库或引水渠来调节进水量,以适应不同时间段和季节的用电需求。
在水库中积蓄的水能通过开闸控制流量,稳定地供给发电设备。
2. 小型水电站的能源分析小型水电站的能源分析主要涵盖两个方面,即水能利用率和电能损耗。
水能利用率是指发电设备能将水能转化为电能的有效程度。
它通常通过水电站的装机容量和实际发电量来计算。
水能利用率与水流强度、水头高度有关,较高的水流和水头能提高水能利用率。
电能损耗是指在水能转化为电能的过程中所消耗的能量。
它包括机械损耗、电流损耗和线路损耗等。
机械损耗是由水轮机等发电设备在转化能量时产生的摩擦损耗,电流损耗是电能在输送过程中产生的电阻损耗,线路损耗是电能在输送过程中由于电线电阻而产生的能量损失。
能源分析的目的在于评估小型水电站的能效和经济性。
通过了解水能利用率和电能损耗,可以掌握发电设备的能效水平,评估水电站的发电能力和经济效益。
3. 小型水电站的优势和发展前景小型水电站具有以下几个优势:(1)清洁环保:水电发电是一种清洁能源,不会产生二氧化碳等温室气体和大气污染物,对环境的影响较小。
(2)可再生性:水是可再生资源,水流不断地自然循环,小型水电站可以持续利用这一资源,提供稳定的能源供应。
(3)灵活性:小型水电站在发电规模和布局上具有较大的灵活性。
可以根据实际需求建设多个小型水电站,灵活调节发电量,适应不同地区和用户的用电需求。
小水电发电技术的研究与开发近年来,随着人类对环境保护和可再生能源的重视,小水电作为一种在全球范围内广泛应用的清洁能源,得到了越来越多的关注。
小水电发电技术具有投资方便、运行成本低、使用寿命长等优点,成为了未来能源新时代的重要组成部分。
本文将深入探讨小水电发电技术的研究与开发现状,为读者提供了解小水电的基础知识和未来趋势的简要指南。
一、小水电简述小水电是依靠小规模的水能资源进行发电的技术。
由于小水电的水头低、流量小,对于分散的水流和小型河水库都可以轻松利用。
小水电主要由水源调节设施、水轮机组、发电机及变电设备组成。
水源调节设施通过合理调节水流量、水位,使小水电站保持长时间稳定运行。
水轮机组是小型水力发电的核心,它将水的动能转化为电能。
发电机是小水电站的重要组成部分,它将水轮的机械能转化为电能,然后通过变压器升压输送到电网或实际的电力使用地点。
二、小水电技术的研究与开发现状小水电发电技术在过去几十年里得到了巨大的发展。
在全球范围内,小水电已经成为了一种广泛应用的清洁能源。
中国、美国、印度、巴西等国的小水电总装机容量已经超过了500万千瓦,占全球小水电总装机容量的95%以上。
尤其是在中国,小水电的发展成就得到了国际社会的认可,中国已经成为了全球最大的小水电发电国家之一。
技术研究方面,小水电的核心技术是水轮机。
传统的小水电水轮机大多采用固定叶片的Francis涡轮或者Kaplan涡轮,但是这些涡轮的效率低下,稳定性差,逐渐被新型水轮机所替代。
高效省油的沙根涡轮成为了新型小水电水轮机的代表之一。
沙根涡轮采用了基于先进流型设计的叶轮组,相比传统的Francis和Kaplan涡轮,沙根涡轮的效率更高,能够将水能的利用率提高到85%以上。
开发情况方面,小水电站通常是分散的地理位置,所以建设成本高,很难形成域网效益。
为解决这个问题,政府可以采用多种形式的支持小水电发展的措施,例如税收减免、贷款优惠、政府间的合作、资质助推等。
小型水电站水务计算法的探讨金波(云南滇能(集团)控股公司,云南昆明650011)摘要:小型水电站的水务计算由于前期投入不足,许多技术参数在建设过程中没有得到很好地落实,加之认识上差异,投产后一些技术参数匆匆整定或干脆空缺,造成水电站水务计算的误差或残缺,直接影响电站的正常生产经营和水能优化运行。
在总结滇能集团一些小型水电站水务计算经验的基础上,提出了较为实用的小型水电站水务计算方法,并以老虎山梯级电站为实例进行演示。
关键词:小型;水电站;水务计算;实例中图分类号: TV687.4文献标识码: B文章编号:1006- 3951(2011)06- 0005- 04 DOI:10.3969 j.issn.1006- 3951.2011.06.0020引言随着近年我国经济的快速发展,对电力的需求量大幅提高,在经过1998~2001年短暂的电力富裕时期后,2002年以来全国大部分地区相继出现了电力大量短缺的状况,许多地区在2011年用电紧张的时候缺口额达30%~40%。
目前电力电量不足的问题已得到了社会各界的重视,新增和筹建的电力容量出现了前所未有的增长,但发电容量调节补偿能力同步增长的问题似乎还未提到应有的高度,特别是水电比重大的省份,在用户侧实行峰枯、峰谷电价的同时,应尽快推行发电侧峰枯、峰谷电价政策的实施,使发电侧已投产和在建上网容量的调节能力得到充分发挥。
水电作为大自然赐予人类的宝贵财富,由于运行的机动灵活和水能资源的可再生性,成为迄今人类已发掘的最简捷、最经济的清洁能源,其价值不仅仅在于它的发电量及洁净环保作用,还在于它能方便地为电网提供调频、调峰、补偿、备用等服务。
过去由于国力所限,资金短缺和施工技术落后,水电的开发一直没形成规模,水电的效益也没得到很好体现,大量优质宝贵的水能资源被白白的流失,改革开放后中国经济得到了长足地发展,现今三、五年建一个十多万千瓦的中型水电站已不再是梦想。
小型水电由于其分布广、开发时间短的特点,对迅速解决地区性缺电、地区性扶贫、缓解小区域电网调节能力不足的矛盾具有独特的优势,在近两年缺电严重的背景下,各地小型水电的开发得到了大力地发展从云南电网几十年的运行经验看,水电绝大多数都取得了良好的经济效益,即便是在前几年电力过剩时期,由于其运行费用低、生产过程相对简单、电网对其调频、调峰的依赖性强,水电厂表现出了明显强于其它类型电厂的抗击市场风险能力,我们有理由相信,那些经过科学论证、精心设计和施工而单位造价又低的水电站在电力市场中具有永久的生命力。
小水电站发电量计算的分析探讨
陈星;胡扬斌
【期刊名称】《小水电》
【年(卷),期】2003(000)003
【摘要】发电量为小水电站的重要技术经济指标,它的计算涉及水文数据、来水量推算、库容曲线拟合、水管路水力损失、系统效率修正等方面的问题;探讨了在发电量计算过程中对有关参数进行的分析处理.
【总页数】2页(P16-17)
【作者】陈星;胡扬斌
【作者单位】水利部农村电气化研究所,浙江杭州,310012;浙江省仙居县水利局,浙江仙居,317300
【正文语种】中文
【中图分类】TV7
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1.大型水电站发电机组电气保护设计分析探讨 [J], 姚志斌
2.梯级电站联合发电模型(上)——水能发电量计算方法探讨 [J], 吴杰康;辛保江;李杰科
3.小水电站(网)运行现状的分析探讨 [J], 彭忠义
4.迳流式小水电站保证流量计算探讨 [J], 邢述彦;曹维恒
5.利用电站主变对农村小水电发电机定子绕组进行烘干 [J], 金永琪
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小水电站发电量计算的分析探讨1问题的提出小水电站开发形式多样,有的小水电站引水线区间有径流加入,存在区间径流如何分析的问题;有的电站有几处跨流域水库,引水隧洞应如何优化设计以及引水工程能够达到怎样的效果的问题;有的经过扩容改造的电站,冲击式机组与混流式机组一起发电,对不同的水管路水力损失,不同的机组效率,不同的尾水位,如何确定水能参数;也有一些梯级电站,一级电站扩容,二、三级电站不扩容,梯级电站发电量如何重新确定等等。
对于这些问题,如何给出一个更加量化的结论,这就需要小水电站发电量计算的进一步发展和完善。
2电量计算的算法原理根据以往年份的水文规律利用计算机进行演算,来预测设计电站在未来年份中的一个平均发电量数值,这是电量计算的基本方法。
电量算法分插补水文数据、来水量推算、来水量处理、库容曲线拟合、水管路水力损失、系统效率修正、时段发电量计算等几个部分。
3电量计算的分析探讨3.1插补水文数据原始水文资料仅提供每日流量数据,首先需要对水文数据进行插补数据完成逐小时模型水文流量表,以使程序能够以1小时为时间步长进行更为精确的分析计算,插补数据可以采用样条函数,样条插补数据的缺点是可能产生负流量,简单的办法是产生负数流量时以置零处理。
3.2天然来水量推算对于有区间径流加入和几处跨流域引水水库的水电站。
这类电站有多个集雨区,各个集雨区的水文参数以及引水条件有时候并不相似,所以程序对于天然来水量是分区计算和分区处理的。
程序在计算时段发电量时,根据该时段模型水文数据的流量数值,各个集雨区集雨面积和径流深数据,为各个集雨区推算时段来水量。
各个集雨区逐日来水量不宜先期集中处理,而应分散在时段电量计算段中处理,因为像有压隧洞引水入库这种情况逐日入库水量无法事先确定。
3.3来水量处理小水电站有些情况的来水需经过引水后进入电站水库,其中存在一个引水工程的过水能力问题,来水量大时超过引水能力的水量无法到达电站水库,这是一种先期弃水。
小型水电站电能计算小型水电站是通过水流驱动涡轮机转动发电机发电的一种可再生能源发电方式。
电能计算是衡量水电站发电效率和产能的重要指标,对于水电站的运营和管理具有重要意义。
下面将详细介绍小型水电站电能计算的几个关键要素。
一、单位时段内的电能计算单位时段内的电能计算是小型水电站发电量的基本评估方法,常用于评估小型水电站的日、月、年发电量。
以日发电量为例,单位时段内的日发电量可通过以下公式计算:日发电量(kWh)=日发电量(KW)×日发电时间(小时)其中,日发电量(KW)表示日均发电功率,是水电站在其中一天内的总电能输出量,通常以千瓦时(kWh)为单位。
日发电时间(小时)表示该水电站在当天内的有效发电时间,即从开始发电到结束发电的时间。
二、能源利用系数计算能源利用系数是衡量水电站发电效率的重要指标,可以通过以下公式计算:能源利用系数(%)=水电站发电量(kWh)/自然水能(kWh)×100%其中,水电站发电量(kWh)表示水电站日、月、年的总发电量,自然水能(kWh)表示小型水电站所处的水流资源的总能量。
能源利用系数可以反映水电站的发电效率和资源利用情况。
能源利用系数越高,说明水电站的发电效率越高;能源利用系数越低,说明水电站的发电效率越低,表明水电站存在能源浪费现象。
三、装机容量利用系数计算装机容量利用系数是衡量小型水电站产能利用情况的指标,可以通过以下公式计算:装机容量利用系数(%)=水电站发电量(kWh)/装机容量(kW)×100%其中,水电站发电量(kWh)表示小型水电站的单位时段内的总发电量,装机容量(kW)表示小型水电站发电机的额定容量。
装机容量利用系数可以反映小型水电站的产能利用水平,装机容量利用系数越高,说明水电站的产能利用效率越高。
四、电网损耗计算电网损耗是指电能从水电站输送到用户端过程中的能量损失,电网损耗可以通过以下公式计算:电网损耗(kWh)=水电站发电量(kWh)-用户用电量(kWh)其中,水电站发电量(kWh)表示小型水电站的单位时段内总发电量,用户用电量(kWh)表示单位时段内用户实际使用的电能。
浅谈小水电站建设经济效益和财务评估分析的方法【摘要】本文主要探讨小水电站建设的经济效益和财务评估分析方法。
在介绍了小水电站建设背景和研究目的。
在详细解释了小水电站建设经济效益分析方法、成本收益分析、投资回收期计算、净现值评估以及内部收益率考量。
在对小水电站建设经济效益进行了综合评估,并进行了财务评估方法的对比分析。
通过本文的研究,可以帮助对小水电站建设进行经济效益和财务评估的相关人员更好地了解该领域的分析方法和技巧,为相关决策提供参考依据。
【关键词】小水电站、建设、经济效益、财务评估、分析方法、成本收益、投资回收期、净现值、内部收益率、综合评估、对比分析1. 引言1.1 小水电站建设背景近年来,随着技术的不断进步和政策的不断支持,小水电站建设得到了进一步推广和发展。
越来越多的国家和地区开始重视小水电站的建设,并出台了一系列政策措施鼓励小水电站的发展。
在全球范围内也出现了越来越多的小水电站建设案例,这些案例不仅对于小水电站的发展具有重要的借鉴意义,也为投资者提供了更多的发展机会。
小水电站建设背景的整体发展情况呈现出积极向好的趋势,未来小水电站将继续发挥其在清洁能源领域的重要作用,并为全球能源结构的转型发展做出贡献。
1.2 研究目的研究的目的是对小水电站建设的经济效益进行分析,探讨其中的关键因素和评估方法。
通过研究,可以为小水电站项目的决策者提供可靠的财务数据分析和评估指导,帮助他们全面了解项目的投资风险和回报情况,从而做出更明智的决策。
通过比较不同的财务评估方法,可以找到最适合小水电站建设项目的评估方法,为项目的可持续发展提供支持和指导。
通过研究的目的,可以为小水电站建设的经济效益提供更加全面和深入的理解,为相关决策提供依据和支持。
2. 正文2.1 小水电站建设经济效益分析方法1. 收益预测方法:在进行小水电站建设前,需要对未来的收益进行预测。
这可以通过对水电站发电量、售电价格和运营成本等因素进行综合考虑,确定一个较为准确的收益预测模型。
小型水电站装机容量选择的经济计算方法探讨一、前言装机容量是水电站的一项重要功能经济指标。
装机容量的确定涉及到许多自然条件和技术条件,如河流的水力资源、站址的地质和地形条件、设计保证率,水库调节性能和综合利用特性,用电情况和电力系统对水电站的要求等。
但更为重要的应该是经济条件,必须用经济效益来决定小水电是否值得开发及装机应该多大。
欧美及日本等国都很重视小水电的经济论证工作。
在可行性研究阶段,经济分析和财务分析占据着重要的地位。
小水电的经济计算方法主要有两种,一种是分别计算小水电与小火电在建成后第一年及前十年的效益比,要求它们达到规定的数值;第二种是与替代的小火电厂或小柴油发电厂比较,根据使用年限内的支出和收入,计算其经济的单位千瓦投资值。
我国在选定小水电的装机容量时,常用的选择方法有保证出力倍比法、年利用小时数法,规定单位千瓦投资法等,这些方法显然考虑了一些经济因素,但都十分粗略,尤其是一些系数的变化范围很大,甚至相差好几倍,难以精确掌握。
有的小水电在规划设计时,采用投资回收年限法来衡量其经济性,这是较好的,但由于没有进一步与替代电站作比较仍然不能说明它是最优方案。
为了合理地开发小水电,并使我国当前有限的资金发挥最大的效益,应该不断完善小水电装机容量选择的经济计算方法。
二、经济计算公式小水电装机容量的经济计算应在技术比较的基础上进行。
根据天然条件及用电条件选出几个装机容量方案,首先用投资回收年限法选出一个最经济方案,然后与替代电站作比较。
我国大中型水电站在与替代电站比较时大都采用抵偿年限法。
这种方法概念是清楚的,但由于规定的抵偿年限在理论上难以确定,所以用起来比较困难。
本文采用单位千瓦投资效益法进行小水电与小火电之间的经济比较。
这种方法以效益和利润率为基础,更为符合实际。
我国当前小水电的投资是贷款加补助的方式,贷款占主要部分,补助约占四分之一左右。
在计算时,我们把投资都当作贷款来考虑。
(一)投资回收年限法:在某一装机容量方案下计算出来的投资回收年限只有等于或小于规定的投资回收年限才是经济的。
水力发电站发电量计算方法
引言
水力发电是一种重要的清洁能源,水力发电站的发电量计算是评估其经济效益和运行状况的关键指标。
本文将介绍水力发电站发电量计算的相关方法。
水力发电站发电量计算方法
水力发电站的发电量计算方法通常包括以下几个方面:
水量计算
水力发电的基本原理是利用水流的能量来驱动涡轮发电机产生电能。
因此,水力发电站首先需要计算水流的流量。
水流的流量可以通过对水流断面的测量以及流速的监测得到。
水头计算
水头是指水流从水库进入发电机之间的垂直落差。
水头的计算是水力发电站发电量计算的重要一步。
水头的计算通常需要考虑水库水位的变化以及消耗水头的因素,如水力损失等。
效率计算
水力发电站的效率是指发电机将水流动能转化为电能的比例。
效率计算包括机组整体效率和涡轮效率的计算。
机组整体效率考虑了整个发电系统的总体性能,包括涡轮、发电机、变压器等设备的效率。
而涡轮效率则专门计算了涡轮的转化效率。
发电量计算
根据水量、水头和效率的计算结果,可以得到水力发电站的发电量。
发电量通常用单位时间内产生的电能量来衡量,如千瓦时(kWh)或兆瓦时(MWh)。
结论
水力发电站发电量计算是评估其经济效益和运行状况的关键指标。
本文介绍了水力发电站发电量计算的几个重要步骤,包括水量计算、水头计算、效率计算和发电量计算。
这些方法可以帮助水力发电站准确评估发电能力,进而进行合理的规划和管理。
璧⼭县仅有璧南河、璧北河和梅江河三条⼩溪河,⽆过境江河,全县⽔资源总量约33781万m3,多年平均径流深分别为340mm、350mm和360mm,⽔能资源⼗分匮乏。
璧⼭县的⼩⽔电建设始于1979年9⽉,⾄今已建成7座⼩⽔电站,即⼤⽔塘、周家洞、⽩合、沙湾、双剑⼝、跳登、⾼洞电站,全县总装机容量仅1280kW.2007年7⽉17⽇,璧⼭县遭受了百年不遇的特⼤洪涝灾害,给全县的⽔利⼯程造成了巨⼤的损失,⼩⽔电站⼚房因此被淹2~4m深,经过⼩⽔电站全体职⼯的共同努⼒,迅速恢复了发电⽣产。
全年共发电404万kWh,年利⽤⼩时为3156h,实现利润18.3万元,取得了较好的经济效益。
近⼏年来,我们对如何提⾼已成⼩⽔电站年发电量进⾏了探讨和实践,收效较好。
⼀、重视⼤修⼯作经多年运⾏表明,⼩⽔电站⼤修质量的好坏极⼤地影响到电站的年发电量。
为此,璧⼭县各⼩⽔电站均成⽴了检修⼯作班⼦,每年枯⽔季节安排时间做好以下主要⼯作:⼀是组织⼈员检修⽔机、检查和维护发电机,确保机组正常运⾏;⼆是维护控制屏、变压器、线路等,同时校试避雷器和测试电站接地电阻,保证主要发电期间(丰⽔期)少出或不出事故;三是清除引⽔渠、前池、⽔机室和尾⽔渠的乱⽯、泥沙等杂物,同时堵塞拦河坝、引⽔渠和前池的漏洞。
县⽔务局及时派出专业技术⼈员亲临检修现场,帮助电站搞好检修⼯作,这样不但保证了电站安全运⾏,⽽且提⾼了机组发电出⼒,多发电。
⼆、减轻⽔机汽蚀汽蚀是⼩⽔电站的⼀种常见现象,它造成机组振动、效率下降,出⼒降低,不但缩短检修周期,加维修⼯作量,⽽且影响电站的出⼒,少发电。
经分析,璧⼭县⼩⽔电站⽔机汽蚀的主要原因有四:⼀是部分电站⽔机转轮质量不合格,叶⽚表⾯不光滑,致使⽔流流线改变,对汽蚀的产⽣提供了有利条件;⼆是机组振动严重,加剧了汽蚀;三是长期低负荷运⾏,使⽔机经常处于低效区运⾏,产⽣⼤量汽泡;四是维修不及时,致使汽蚀愈演愈烈。
针对这些问题,我们采取了相应措施。
小水电站发电性能评价及优化技术研究近年来,随着能源需求的不断增长,各种发电方式也日益受到关注与使用。
其中小水电站由于具有建设成本低、零污染、可再生等特点,在发电行业中受到了极大的青睐。
然而,小水电站的发电性能却不尽如人意,如何对小水电站的发电性能进行评价和优化研究是当前亟待解决的问题。
一、小水电站发电性能评价小水电站的发电性能评价主要从以下三个方面进行考虑:1.发电效率小水电站的发电效率是衡量其发电性能的一项关键指标。
通常情况下,小水电站的发电效率与水利设施的建设情况、水头高度、水流量、发电机组的质量和管理等因素密切相关。
2.发电量小水电站的发电量是另一个体现其发电性能的重要指标。
发电量主要取决于水流量、水头高度、流速等因素。
在此基础之上,利用发电机组进行正常的发电操作,能够有效的提高小水电站的发电量。
3.可靠性小水电站的可靠性主要指发电机组的可靠性。
正常的发电操作需要建设稳定的电网,进行合适的电网调节。
如果发电机组存在故障或者在维护过程中存在问题,就会造成不必要的损失。
因此,对发电机组的升级维护及其可靠性评估变得极为重要。
以上三个方面的指标是衡量小水电站发电性能的重要标准,小水电站发电的性能对于应对日益增长的能源需求具有重要意义。
二、小水电站发电性能优化技术要想优化小水电站的发电性能,我们需要从以下几个方面入手:1.改善水利设施改善水利设施是提高小水电站发电效率的根本途径。
如提高水库的引水能力、增加水位调节设施、改造水轮机等。
改善水利设施是提高小水电站发电效率的重要手段,经济上也更加实用。
2.加强水能利用率加强水能利用率是提高小水电站发电量的关键。
一般而言,加强水能利用率需从增加水头高度、增大水流量和改善水轮机的转矩角度三个方面来入手。
3.灵活转换发电模式对于不同的天气状况、用电情况,灵活转换发电模式是提高小水电站可靠性的重要途径。
一般而言,小水电站需要根据天气状况、用电情况等多个因素对发电模式进行合理的调整和管理,才能实现最佳发电状态。
小水电站发电量计算的分析探讨
1问题的提出
小水电站开发形式多样,有的小水电站引水线区间有径流加入,存在区间径流如何分析的问题;有的电站有几处跨流域水库,引水隧洞应如何优化设计以及引水工程能够达到怎样的效果的问题;有的经过扩容改造的电站,冲击式机组与混流式机组一起发电,对不同的水管路水力损失,不同的机组效率,不同的尾水位,如何确定水能参数;也有一些梯级电站,一级电站扩容,二、三级电站不扩容,梯级电站发电量如何重新确定等等。
对于这些问题,如何给出一个更加量化的结论,这就需要小水电站发电量计算的进一步发展和完善。
2电量计算的算法原理
根据以往年份的水文规律利用计算机进行演算,来预测设计电站在未来年份中的一个平均发电量数值,这是电量计算的基本方法。
电量算法分插补水文数据、来水量推算、来水量处理、库容曲线拟合、水管路水力损失、系统效率修正、时段发电量计算等几个部分。
3电量计算的分析探讨
3.1插补水文数据
原始水文资料仅提供每日流量数据,首先需要对水文数据进行插补数据完成逐小时模型水文流量表,以使程序能够以1小时为时间步长进行更为精确的分析计算,插补数据可以采用样条函数,样条插补数据的缺点是可能产生负流量,简单的办法是产生负数流量时以置零处理。
3.2天然来水量推算
对于有区间径流加入和几处跨流域引水水库的水电站。
这类电站有多个集雨区,各个集雨区的水文参数以及引水条件有时候并不相似,所以程序对于天然来水量是分区计算和分区处理的。
程序在计算时段发电量时,根据该时段模型水文数据
的流量数值,各个集雨区集雨面积和径流深数据,为各个集雨区推算时段来水量。
各个集雨区逐日来水量不宜先期集中处理,而应分散在时段电量计算段中处理,因为像有压隧洞引水入库这种情况逐日入库水量无法事先确定。
3.3来水量处理
小水电站有些情况的来水需经过引水后进入电站水库,其中存在一个引水工程的过水能力问题,来水量大时超过引水能力的水量无法到达电站水库,这是一种先期弃水。
如果是有压隧洞引水,水库水位有涨落,引水隧洞的过水能力则是随水库水位变化的动态量,在计算过程中加入这样的函数。
同时引水线的漏水损失也需计算,漏水流量可以处理成一个定数,当来水量流量大于漏水量时,来水量应减去一个漏水量,当来水量小于漏水量时,来水量处理为零。
对于梯级电站的水量需要记录进入下一级电站的逐日水量。
要考虑上一级弃水有可能进入下一级调蓄水库而作用于发电,在下一级电站电量中对上一级传递的水量进行数量方面的合理处理。
3.4库容曲线拟合
库容曲线函数在给定一个库容数据情况下能够确定地给出一个水库水位数值。
库容曲线拟合可以采用样条拟合。
也可以采用分段立方根函数拟合,即将两个高程区间的库容看作是一个上大下小的几何台体,这种拟合方法的好处是延伸性较好,即曲线的向上延伸段与客观实际符合得较好。
3.5动态库容和时段动态水位
时段初始库容已知,时段末库容可以由时段小时数、来水流量时段发电库容、具体时段发电流量进行计算。
对于电站与水库之间以隧洞引水的电站,一般而言隧洞的漏水很少,可以认为发电流量即为通过机组的工作流量;对于渠道引水发电的电站,发电流量为通过渠道进水口处的工作流量,即通过机组的工作流量除以一个渠道效率。
作为算法发电流量采用上一时段发电流量,最初时段采用额定发电流量。
于是,可以估算该时段动态平均水位,溢洪问题安排在时段发电量计算以后处理,如果计算库容大于允许最大库容,则计算库容代之以允许最大库容。
3.6管路水力损失
小水电站往往是由很多水管路组成的。
小水电站有水库至电站间的进出水口、引水隧洞,隧洞出口至电站间还有引水钢管、阀门等。
这些水管路会有一定的水力损失(沿程损失和局部损失),管路流量和水力损失是一个动态变量,有了水库水位和水管路水力损失,可计算出电站发电净水头。
3.7水能换算和系统效率修正
按照能量转换理论,机组发电功率算式为:P=9.8ηQH式中η为机组综合效率,Q为通过机组的流量,H为发电净水头。
水头变化和工作流量的变化对于水轮机效率有一定影响。
采用电量计算程序计算时机组效率可以根据水头和流量的变化,根据运转特性曲线给出的规律进行修正。
3.8单元时段发电量计算
一个单元时段可以是一个小时,或整个峰电时段或整个谷电时段。
时段发电量计算过程最好处理成独立通用的程序段,可以用来处理峰电时段也可以用来处理谷电时段或峰电时段中划出一块灯峰时段这样的三时段问题。
这样拥有一个通用的单元时段电量计算程序段以适应新的三时段电量计算的要求就方便得多。
单元时段发电量计算程序段是电量计算程序的中心运算单元。
编制程序时应注意避免重复计算工作量以提高程序的运算速度。
影响时段发电量的因素有来水量、库存水量、时段小时数和调度规程。
水库随月份变化的蓄水量安排,枯水季节低水位时机组减少负荷发电,机组规格不统一的电站中优先安排效率高的机组在枯水期运行,程序有必要考虑这方面的内容,对于机组规格统一的电站可以看作一台大机组处理;对于机组规格不统一的电站,按杂合机型多机组电站处理。
3.9时段电量计算程序段循环顺序和初始条件
水库水位的动态变化使电站其它发电参数都处于动态变化和动态循环影响之中。
水库水位的变化导致电站发电水头的变化。
电站发电水头的变化影响机组效率、工作流量和动力输出。
水管路流量的改变导致水管路水力损失的改变转而影响发电
净水头的改变。
所以电站的动态发电参数是一个动态的循环影响过程。
编制程序时能够发现初始单元时段循环需要两个初始条件:一个是库容初始数据以计算水库水位,另一个是计算动态平均库容和水管路水头损失需要的通过管路的流量。
中间单元时段循环还是需要已知这两个数据,不过作为一种算法这时流量数据可以借用上一单元时段的数据,最初时段采用额定发电流量。
最初时段起始库容以死库容为库容最初变量。
算法误差的存在可以通过缩短时段步长来观察其算法误差的大小。
如果误差足够小,则说明这样的算法处理是合理的。
4结束语
由水文数据、水能参数、压力管线参数、机组参数等的合理组织,将原始数据函数化、程序化,编制实用通用的电站电量计算工具,需要多专业的综合分析,最好能结合已建坝后式、河床式、引水式等不同电站实例进行验算,使发电量这一重要的电站参数计算得更为科学。
作者单位:1 水利部农村电气化研究所;2 浙江省仙居县水利局。