水能规划设计书文档格式.docx

1、80843、9月666478867月6765636171758277131415161718192021222324767379（二）计划兴建一座年调节水电站，其原始资料和已知条件为：1、坝址处设计代表年的径流资料（单位：米3/秒）枯水年66018402430950570310150130400平水年1830214026301420840450180140110120丰水年210027303400238010404902601701905002、坝址处设计代表年的蓄水期用水情况（单位：3、水库容积特性曲线水库水位（米）145155160165173水库容积（108米3）1.53.56.99.1

2、11.815.119.424.731.537.8（1）选定水库正常蓄水方案_170米_。（2）选定水库死水位方案_140米_。4、年调节水电站下游水位流量关系曲线：水位（米）4.05.06.06.57.07.58.08.38.5流量（米3/秒）6020073010701660254031903730水位零点的绝对高程方案_90米 _。（三）相关电站资料及说明1、设计水平年电力系统中火电站的必需容量N火装 72.4万kw2、电力系统中无调节水电站装机容量N无装 30万kw3、相关资料 拟建年调节水电站单机额定容量为16万kw 拟建年调节水电站重复容量N重为 15.7万kw 年调节水电站承担备用容

3、量的1/3，火电站承担2/3 拟建年调节水电站的效率为0.816h经济k水（A/P , is , n） P水（af） 300（0.11.125）/（1.1251）0.03 （1.050.02）2002 小时1.1.2资料分析在任务书中给出了电力系统设计负荷水平年的年负荷图，典型日负荷图，设计水电站的坝址处设计代表年的径流资料，水库容积特性曲线及年调节水电站下游水位流量关系曲线。根据给出的相关资料我们可以进行相关的蓄泻平衡计算进而计算出拟建水电站在其设计代表年的发电情况，根据电力系统的负荷资料可以进行水电站装机容量的计算，最终确定拟建水电站的装机容量及该水电站多年平均发电量 E多年。1.2设计任

4、务以给定的有关基本资料为依据，应用水利水能规划的理论和方法，对给定资料进行具体的分析计算设计一个以发电为主的年调节水电站确定其装机容量及该水电站多年平均发电量 E多年，根据分析计算成果，编写设计说明书，并附上必要的图表。1.3设计目的通过对给出资料的分析计算使学生加深对水利水能规划课程基本理论的理解，更好地掌握水利水能规划的基本知识和分析计算方法；培养学生分析问题、解决问题的能力，以及运算、绘图及编写说明书的能力；加强学生对所学知识的运用能力。1.4成果要求1、设计说明书和计算书各一份2、相关曲线绘图1.5 参考资料1、工程水文学2、水利水电规划3、水文分析与计算4、水利水能规划1.6设计内容

5、1、熟悉、分析有关资料，绘制相关曲线。 2、应用时历列表法进行兴利调节计算。3、应用时历图解法进行兴利调节计算。4、绘制电力系统年负荷图、典型日负荷图及日电能累积曲线。5、根据电力电能平衡，确定拟建年调节水电站的最大工作容量、事故备用容量。2.径流调节及水能计算2.1水库兴利调节计算2.1.1应用时历列表法进行兴利调节计算一、年调节水电站库容曲线、下游水位流量关系曲线的绘制（一） 年调节水电站水位库容关系选定正常蓄水位为170米，死水位为140米年调节水电站水位库容关系对应资料见表2-1表2-1 水库容积关系资料水库水位（m）水库容积（108m3）由表中的数据绘制水位库容关系曲线年调节水电站Z

6、V关系曲线：见附图一（二）年调节水电站下游水位流量关系1、年调节水电站下游水位流量对应资料见表2-2表2-2 年调节水电站下游水位流量关系资料水位（m）流量（m3/s）2、由上表资料绘制下游水位流量关系曲线年调节水电站ZQ关系曲线：见附图二二、用时历列表法进行设计枯水年供水期调节计算（一）计划新建的年调节水电站坝址断面设计枯水年资料见表2-3表2-3 坝址处设计代表年的径流资料（单位：m3/s）（二）调节流量和供水期起讫月计算已知本次设计任务为年调节水电站的调节流量和供水期起讫月计算，所以判别水库是否为完全年调节的步骤省略，只需进行设计枯水年的供水期及调节流量的计算。计算过程如下：1 假设设计

7、枯水年的供水期为11月至次年2月份，则=（70+90+80+130）2.63106=973.1106m3=4=10.52106s故 9、10月份2 假设设计枯水年的供水期为10月至次年2月份，则=（150+70+90+80+130）=1367.6=5=13.15计算求得的Q调小于9月份的天然流量，说明供水期按五个月计算是正确的。因此，设计枯水年Q调=291.07m3/s291 m3/s，供水期为10月至次年2月份。（三）年调节水电站设计枯水年供水期调节计算如下表2.1.2应用时历图解法进行兴利调节计算一、水量差积曲线计算表表2-4 水量差积曲线计算表二、由上表数据绘制水量差积曲线如图2-1图2

8、-1 水量差积曲线及其流量比尺三、图解计算调节流量和供水期起讫月份由水量差积曲线可得设计枯水年的调节流量为291 m3/s,其供水期约为10月至次年2月。2.2年调节水电站最大工作容量确定2.2.1电力系统年负荷曲线、日负荷曲线和日电能累积曲线绘制一1、设计负荷水平年电力系统年负荷资料（1）年负荷图（年最大负荷的百分比）：见表2-5表2-5（2）设计负荷水平年的最大负荷为_1002、由资料绘制电力系统年负荷图电力系统年负荷图2-2 电力系统年负荷图二1、设计负荷水平年电力系统典型日负荷资料典型日负荷图（最大负荷百分比）：见表2-6表2-62、由典型日负荷资料及日电能累计曲线计算数据绘制典型日负

9、荷图及日电能累积曲线典型日负荷图及日电能累积曲线：见附图三。2.2.2年调节水电站最大工作容量计算一、年调节水电站最大工作容量计算1、年调节水电站确定最大工作容量计算表如下：在本设计中，所设计水电站为年调节水电站，年调节水电站的最大工作容量N水I主要取决于设计供水期内的保证电能E保、供，现将用电力、电量平衡法确定最大工作容量的步骤分述如下： 确定拟建水电站在电力系统中所担任的工作位置：在本设计中拟建水电站是以发电为主的年调节水电站适合担任电力系统的峰荷部分。2 假设四个水电站的最大工作容量方案N，水I1、 N，水I2、 N，水I3、 N，水I4，并逐方案计算其供水期的保证电能。现以方案一中的N

10、，水I1，12月份为例（如图2-3）对保证电能的计算加以说明。图2-3 12月份方案一装机容量与电能关系图自12月份日负荷图中日最大负荷Nmax所处位置绘水平切线与日电能累积曲线顶点相切。以此水平切线位置为起点向下找出方案一N，水与日电能累计曲线的交点a，找出其相应的日电能E1即为方案一N，水I1在12月份对应的日电能。以同样方法找出各个方案在供水期各个月所对应的日电能 将各个假设最大装机容量方案在供水期内的所求得的各月日电能求和，找出各个方案所对应的供水期保证电能E保供。 将各个假设最大装机容量方案、各方案对应供水期保证电能E保供列表2-7并绘制最大工作容量和供水期关系曲线NIE供。2、绘制

11、最大工作容量和供水期电能关系曲线NIE供由表2-7绘制最大工作容量和供水期电能关系曲线NI表2-73、在N水IE供曲线上根据最大工作容量计算表中E保查得 N水I二、年调节水电站备用容量、必需容量确定1、N负备 由课程设计任务书中的相关电站资料及说明-年调节水电站承担备用容量的1/3，火电站承担2/3可得：N负备即为整个电力系统的N负备总的1/3。其中N负备总=1005%=5万KW故N负备=51/3=5/3万KW2、N事备 N事备总=10010%=10万KW但由于拟建水电站的单机额定定装机容量为16万KW故N事备总=16万KW即N事备=161/3=16/3万KW3、N检备暂不设4、N备由N备=

12、N事备+N负备得 N备=5/3 +16/3=7万KW5、N必 N备NI由N必 N备NI 得N必 731.3=38.3万KW三、年调节水电站重复容量的确定由 N年装初 NIN备N重 得：在确定装机容量之前要确定N重其确定步骤如下：1 根据资料计算确定中水年及丰水年的调节流量Q调及供蓄水期中水年：假设10月份至次年2月为供水期，则=（180+140+130+110+120）=1788.4因此，设计枯水年Q调=323.07m3/s323 m3/s，供水期为10月至次年2月。丰水年：=（260+170+80+100+190+）=2104因此，设计枯水年Q调=347.07m3/s347 m3/s，供水期

13、为10月至次年2月。 利用任务书中三个设计代表年的径流资料及其蓄水期用水情况资料进行兴利调节计算。计算结果见附表一3 利用三个设计代表年的兴利调节计算表找出三个设计代表年中的所有弃水月份。对所有弃水月份按弃水流量的大小进行排序，找出其年持续时间进行弃水出力计算。计算表格见表2-8表2-8 弃水出力计算表4 根据表2-8绘出弃水出力年持续曲线如图2-4由h经济 k水（A/P , is , n） P水（af）得 h经济 k水（A/P , is , n） P水（af） 300 2002 小时故 查图2-4找出经济小时数h经济=2002 小时对应的装机容量为N重=14.4万KW三、年调节水电站装机容量

14、的初步确定及机组初步选择N备N重 得N年装初NIN备N重 31.3+7+14.4 52.7万KW 则选用 4 台16 万kw的发电机组 故 N年装64万KW 四、年调节水电站在电力系统多年平均发电量计算 取三个设计代表年中的中水年为代表年计算年调节水电站在电力系统多年平均发电量。其计算过程见表2-9由计算表2-9得年调节水电站在电力系统多年平均发电量 E多年 =257130万KWh2.2.3电力系统总装机容量N电力的确定电力系统的总装机容量即为火电站装机容量、水电站装机容量之和，其中：火电站装机容量即为火电站的必须容量N火必=72.4万KW水电站的装机容量即为无调节水电站与年调节水电站装机容量

15、之和 N水装=64+30=94万KW故：N电力=N火装+N水装 =94+72.4 =166.4万KW2.3结论E保=53148.9万KWN保=14.56万KWNI=31.3万KWN装=64万KWN电力=166.4万KW3.计算表及附图 编程代码：多年平均发电量平均水头的试算编程代码 附图一：年调节水电站Z-V关系曲线 附图二：年调节水电站Z-Q关系曲线 附图三：设计负荷水平年各月典型日负荷图及日电能累积曲线 附表一：设计负荷水平年各月典型日负荷图计算表 附表二：坝址处设计代表年兴利调节计算表 编程代码/*以设计中水年的径流资料进行多年平均发电量计算，当NN装时计算水电站平均水头H的试算编程代码

16、如下*/#include math.hmain（）double h1,h2,zs,zx,qy,qx,v,tr; zs=140;h2=0; for（h1=60;fabs（h1-h2）0.1;h1=h1+0.5） /*当天然来水流量tr=2140m3/s时，无弃水*/ tr=2140; qy=640000/（9.81*0.816*h1）; /*年调节水电站Z-Q拟合的函数方程如下*/ zx=7*pow（10,-17）*pow（qy,5）-7*pow（10,-13）*pow（qy,4）+ 3*pow（10,-9）*pow（qy,3）-7*pow（10,-6）*pow（qy,2） +0.0074*qy

17、+93.65; qx=tr-qy; v=（690+qx/2*2.63）/100; /*年调节水电站Z-V拟合的函数方程如下*/ zs=4*pow（10,-6）*pow（v,5）-0.0004*pow（v,4）+0.019*pow（v,3） -0.4389*pow（v,2）+6.4081*v+111.59; h2=zs-zx; printf（qy=%f,zs=%f,zx=%f,h1=%f,h2=%f,qy,zs,zx,h1,h2）; /*当天然来水流量tr=2630、1420m3/s时，NN装，此时有弃水。 在此代码的基础上考虑水库弃水的情况，依次试算解答即可求 解出 tr=2630m3/s，h2=73.6m，qs=39.24m3/s； tr=1420m3/s，h2=73.6m；qs=332m3/s */附图一附图二附图三附表一：附表二: