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水电站装机容量

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所属类别:水能规划

基本信息

中文名称:水电站装机容量
外文名称:

水电站全部机组额定出力(铭牌容量)的总和。装机容量是表示水电站规模的主要指标之一,需根据水电站的水文条件、调节性能、电力系统的规模和特点,及水电站在电力系统中的作用,进行综合研究后确定。装机容量定得过小,水能资源得不到充分利用;装机容量定得过大,设备利用率偏低,造成资金积压。两种情况都会造成一定的经济损失。

水电站装机容量的组成和选择 规划、设计水电站时,按其在电力系统中担负任务的性质,常把水电站的装机容量划分为最大工作容量、备用容量和重复容量。

最大工作容量

在设计水平年(参见水电站设计水平)电力系统最大日负荷图中,设计水电站可能合理担负的最大容量(参见水电站工作容量)。

就可靠性要求而言,水电站能承担多大的工作容量,要有相应的容量和能量保证。就经济性要求而言,一般在正常蓄水位已确定的条件下,增加水电站最大工作容量以替代系统内火电站工作容量,是有利的。而且增加水电站最大工作容量,可提高汛期水利用率,节减火电站耗煤量。确定水电站最大工作容量的原则是:在保证出力的制约下,满足可靠性要求,尽可能地承担电力系统的峰荷,多装设最大工作容量。但对于有长引水系统的引水式水电站,由于补充功率投资不一定比火电站的少,在确定水电站最大工作容量时,要在水电站、火电站之间进行经济比较。

备用容量

为了保证电力系统供电的可靠性,针对不可预测的瞬时最大负荷、事故停机以及计划检修等情况而设置在水电站的容量。一般分为负荷备用容量、事故备用容量和检修备用容量。

从工作可靠性考虑,常将能满足水电站设计保证率要求的最大工作容量(P″wk)与有能源储备的备用容量(Pre)之和,定义为水电站必需容量(Pne),即Pne=P″wk+Pre。也就是说,水电站必需容量的作用,就是保证电力系统供电的可靠性(参见水电站备用容量)。

重复容量

调节性能较差的水电站,为了利用丰水期水量,尽量减少弃水,节省火电燃料,多发季节性电能而增设的容量(参见水电站重复容量)。

最大工作容量、备用容量和重复容量之和为水电站装机容量的初定值,据此可初选机组的机型、台数等。然后进行电力系统容量平衡,以检查初定的装机容量及其机组在设计枯水年能否使系统供电得到可靠保证。通过容量平衡,进一步进行技术经济比较,优选机组型号、台数、单机容量,最后确定装机容量。

在流域规划阶段进行多方案比较时,如果缺乏远景负荷资料和必要的经济指标,可采用简略办法估算水电站的装机容量。装机容量年利用小时数法是一种常用的估算方法。单独供电的中型水电站及占系统容量比重很小的水电站,装机容量选择也可采用简化方法。以防洪、灌溉、航运或供水为主的水利枢纽中的水电站,其装机容量需根据主管部门的要求及所制定的水库运行方式来选择。在以火电为主或径流式水电站比重较大的电力系统中的水电站,其装机容量选择要特别注意调峰容量的平衡问题。低水头水电站装机容量选择,应特别注意洪水期水头降低、出力减少的影响。

随着优化技术和电子计算机技术的发展,中国在研究、采用现代系统工程方法选定水电站装机容量方面取得了进展,趋向于从地区、流域的水资源整体出发,而不是从某一条河流或某一座水电站出发;从整个电力系统的能源结构出发,而不是单纯从水电站本身出发;从整个规划期出发,而不是从某一设计水平年出发,即要求以系统工程的思想确定水电站群的装机规模。

水电站装机容量的预留和扩建 为了充分发挥水电站的动能效益,在下列情况下,经过论证可预留部分装机容量,为以后扩建做好准备。

(1)预计远景上游有调节性能好的水库投入,或远景电力系统扩大,有径流电力补偿(参见径流补偿调节计算)能力的大型水电站联入电网,可显著提高设计水电站的动能效益。

(2)设计水电站所在地区水能资源缺乏,或其补充单位功率投资比系统内其他可能开发的水电站低,系统扩大或负荷增长后,设计水电站有可能担负更多的尖峰负荷。

(3)预计远景系统内会有大型火电站或核电站投入,要求设计水电站承担更多的备用容量。

(4)预计其他综合利用部门远景取水量将会减少,使设计水电站有可能利用更多的水能。

(5)设计水电站规模巨大,需考虑分期建设。

水电站预留装机容量,需根据预留期的长短,采取预留引水管路或机组位置及预留厂房等办法。若规划、设计时未考虑预留,在建成后发生有利于增加水电站装机容量的情况,亦可经过论证,进行扩建。但事先采取预留机组措施,可为远景扩大装机容量创造有利的条件。

在水电站运行期间,有时由于水头、水量不足,使部分容量不能参加工作,这部分容量称为水电站受阻容量。装机容量扣除受阻容量后的全部容量,称为水电站可用容量。可用容量包括水电站工作容量和未投入运行的水电站待用容量,待用容量一部分处于计划检修和备用状态,余下的称为水电站空闲容量。

  
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