水能规划毕业设计

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1、编号 NO：河北农业大学本科毕业设计设计题目 某水电站水库水文水能规划设计学生姓名权琦泽学院城乡建设学院指导教师姓名刘玉春学号 2009224010124 成绩_ 专业班级 水利水电工程0901班 指导教师职称副教授1 ）份1 ）份（ 1 ）份（ 1）份（ 1）份（ 1 ）份（ 1 ）份材料目录：1、任务书2、进度计划表3、文献综述4、开题报告记录表5、指导教师评阅书6、答辩记录表7、设计说明书8、其它材料河北农业大学本科毕业设计任务书学 院：城乡建设学院教师姓名：刘玉春职 称：副教授专业 名称水利水电工程设计 题目某水电站水库水文水能规划设计题目生产实践来源设计内容（可另附纸）本次设计的目的

2、是选择某年调节水电站的装机容量。水电站的设计参数主要指水电站的正常 蓄水位、死水位和水电站的装机容量，对有防洪任务的水库，还包括防洪特征水位。参数选择的 一般程序：对大型水电站首先选定正常蓄水位，其次选定死水位，最后确定装机容量。装机容量选择过大，会造成投资增加、设备利用率低的问题；相反，如果选择得过小，尽管 供电的保证率提高了，但是水能资源又得不到充分利用。装机容量的确定一般是结合水能计算成 果通过动能经济计算来最后确定。一、基本资料：1）电力系统负荷资料及火电站的资料2）拟兴建年调节水电站的基本资料3）电力系统有关经济资料4）调洪演算的资料二、设计内容：1）熟悉资料：a. 熟悉、分析资料。

3、b. 绘制水位流量图、库容水位图。c. 根据给定年负荷和典型月负荷的资料，计算各个月份电力系统的电能累积计算表及相应的典 型年负荷图，典型月日负荷图。2）径流调节及水能计算：a. 对年调节是水电站进行调节流量计算。b. 年调节水电站的保证出力的计算。c. 年调节水电站保证电能的计算。d. 列表计算年调节水电站各种典型年份各月的出力及能发的电量。3）装机容量的选择：a. 最大工作容量的选择。b. 备用容量的选择。c. 重复容量的选择。4）电力电能平衡：a. 电力电能平衡的计算。b. 电力电能平衡图的绘制。5）多年平均发电量的计算。6）调洪演算：a. 溢流坝水位流量关系曲线的绘制。b. 采用半图解

4、法或试算的方法进行洪水调节计算。三、参考书目及规范：工程水文学与水利计算基础（第2版）中国农业大学出版社第五章设计年径流量的分析计算 第六章流域产流与汇流计算 第九章中小型水库兴利调节计算 第十一章小型水电站的水能计算水资源规划与管理中国水利水电出版社 第四章水资源供需分析 第五章水资源优化配置水资源规划及利用中国水利水电出版社 第四章综合利用水库 第六章水能利用大中型水电站水库调度规范（GB176211998） 水利工程水利计算标准（SL10495）小型水利发电站水文计算规范（SL7794） 小水电水能计算规程（SL7694）设计要求及主要技术参数：（可另附纸）一、设计要求：毕业设计是本科四

5、年中的一个重要环节。毕业设计虽然不能涵盖这四年中的全部学科内容， 但是是对某一类课程的系统总结，是综合检验学习成果和应用能力的手段。在设计中，要深入理 解相关知识，总结相关学科内容，关注设计的每一个环节对整个设计的影响。某水电站水库水文水能规划设计的设计要求如下：1）熟悉已知资料，查找相关规范，复习所学课程。2）熟练掌握Excel的操作，学以致用。3）掌握年调节水电站调节流量的计算。4）掌握年调节保证出力的计算，熟练掌握有关公式及参数。5）掌握年调节水电站保证电能的计算。6）掌握年调节水电站最大工作容量的选择，了解火电站最大装机容量的选择，并根据实际情况 及规范选择备用容量及重复容量。7）了解

6、电力电能平衡计算的目的，掌握电力电能平衡计算的方法。8）掌握多年平均发电量的计算。9）掌握调洪演算的方法并进行洪水调节计算。通过以上内容的实际操作，不仅可以达到深入理解所学知识、熟悉行业规范的目的，而且能 够培养认真、严谨的科学态度。认真完成毕业设计、积累实践经验对以后的工作或者深造具有极 其重要的意义。二、主要技术参数：1）设计年径流：根据规范和实际选择设计保证率，进行年平均径流分析、枯水期平均流量分析。选择代表年, 用同倍比法和同频率法推球设计代表年年内分配。a. 设计丰水年、中水年应用同倍比法。KQp丰（中）Qdb. 设计枯水年应用同频率法。K = Qp X12 - QP枯 x 卩枯汛

7、Qd X 12 - Qd枯 X T 枯按比例确定设计丰水年、设计中水年、设计枯水年的设计年径流。2）根据资料及规范确定正常蓄水位、死水位等特征水位：正常蓄水位是水电站的一个重要参数。一方面，正常蓄水位的高低直接影响坝高和水库淹没 范围，另一方面，正常蓄水位的高低又决定水电站的水头、出力和发电量，以及其它综合效益。 因此，正常蓄水位的选择必须全面考虑，并通过经济、技术方面的综合分析论证而决定。 拟定正常蓄水位方案时要考虑的因素：a. 坝址及库区的地形地质条件b. 库区淹没条件c. 河流梯级开发方案d. 径流利用程度和水量损失e. 其它限制条件 选择正常蓄水位的步骤和方法：a. 拟定方案。b. 拟

8、定水库的消落深度。根据经验，（Hmax为坝所集中的最大水头）坝式年调节水电站的hn=（2030）%Hmax； 坝式多年调节水电站hn=（3040）%Hmax； 混合式水电站hn=40%Hmax；c. 对各个方案采用较简化的方法进行径流调节和水能计算，并求出各个方案之间指标的差值。d. 计算各方案的工程量、劳动力、建筑材料及各种设备所需的投资和年运行费等。e. 计算各方案的淹没和浸没的实物指标及补偿费用。f. 进行水利动能经济计算。g. 经济比较。在正常蓄水位一定的条件下，死水位决定了水库的消落深度（或称工作深度）和调节库容，并影 响到水电站的利用水量和工作水头。在正常蓄水位一定的情况下，决定以

9、发电为主的水库消落深 度，除了要考虑各用水部门的要求及淤沙需要外，首先要从发电的角度分析计算水位消落深度与 保证出力的关系。 死水位选择的原则：a. 保证自流灌溉必要的引水高程b. 考虑水库泥沙淤积要求c. 满足水电站最低水头要求d. 满足其它用水部门的要求 选择死水位的方法和步骤：a. 根据水电站的设计保证率，选择设计枯水年或枯水系列。b. 在选定的正常蓄水位情况下，根据各方面要求，拟定若干个死水位方案，求出相应的兴利库 容和水库工作深度。c. 对各死水位方案进行径流调节及水能计算，求出各方案的Nf及Efmd. 用电力电量平衡法计算各方案的必需容量：N产N工+N备。必工 备e. 计算各方案的

10、水工和机电投资与年运行费；然后，根据水工建筑物与机电设备的不同经济寿 命，求出不同死水位方案水电站的年费用NF1。f. 对不同死水位方案，为了同等程度地满足系统对电力、电量的要求，应计算各方案替代电站 的补充必需容量和电量，并求出各方案的补充年费用NF2。g. 根据系统年费用NF=NF1+NF2最小准则，并综合考虑各方面的要求，确定满意合理的死水3）确定保证出力及保证电能：选择设计枯水年、设计中水年和设计丰水年，按等流量调节方式计算无限装机情况下设计枯 水年的出力过程和发电量过程，其枯水期的平均出力就是保证出力，相应的电能就是保证电能。a. 理论出力：N=yQH=9.81QH （kW）b. 实

11、际出力：N=9.81nQH=AQHQ通过水电站水轮机的流量（m3/s）H水电站的净水头，为水电站上下游水位之差减去各种水头损失（m） n水电站效率，等于水轮机效率、发电机效率及机组传动效率之积 A水电站的出力系数，等于9.81 nc. 保证出力：指水电站在 符合其设计保证率的 枯水时段内的 平均出力N保才（p, N） 枯水时段：无调节一一日年调节数月 多年调节数年平均出力：对任一枯水时段N.二 KQH年调节水电站的保证出力：供水期Q :然:Q发电上游水位Z年调节V Z Q基H设E基 = 24（N日保-N基）N水，工二 N基 + N峰c. 年调节水电站在不同时期承担的任务不同，其最大工作容量的确

12、定主要取决于设计供水期内 的保证电能，为了满足可靠性要求，水电站在供水期承担的电能应等于保证电能；为了满足经济 性要求，应使水电站最大工作容量尽可能大，供水期水电站应尽可能在峰荷工作，所确定的水火 电站工作容量之和应等于系统的最大负荷，避免出现不必要的重复工作容量。备注：N 水备（水电站备用容量）N重（重复容量）根据实际情况结合规范计算。水备重5）电能平衡计算：电力电量平衡是电力电量需求与供应之间的平衡，根据系统现有电量和所需负荷之间的盈亏 关系，决定系统需增加的容量，是电源规划和变电站布点规划的依据。在规划中一般使用表格法或者作图法来进行电力电量平衡计算，电力电量平衡表的编制方法如下:a.

13、根据规划年的负荷预测结果，确定相应年份的系统最高负荷水平及相应的年需电量。b. 根据系统的规模、结构及可靠性要求等条件，确定必要的备用容量。c. 根据系统所需发电容量和所需备用容量，确定系统所需增加的发电设备和变电设备容量。N因此,简单的电力平衡盈亏计算即为同一时刻系统实际出力Nsc与系统最大用电负荷Pmax的代数和，如下式表示N - P =APsc max（41）其理想情况是AP = 0恰好供求平衡，但一般为：AP 0供大于求，此时要调整运行方式； 而AP V0供不应求，此时要调整负荷分配。6）多年平均发电量的计算方法：a. 设计中水年法b. 三个代表年法c. 设计平水系列法d. 全部水文系

14、列法7）洪水调节计算：列表试算法：a. 根据已知的水库水位容积关系曲线V=f（Z）和泄水建筑物方案，用q=f（H）=AHB （A为随建筑物 形式和尺寸、闸孔开度以及淹没系数等而变化的系数，可查阅水力学书籍；B为指数，对于 堰流，B 一般等于3/2；对于闸孔出流，一般取1/2。）求出下泄流量与库容的关系曲线q=f（V）。b. 选取合适的计算时段，以秒为计算单位。c. 决定开始的计算时刻和此刻的V、q1值，然后列表计算，计算过程中，对每一计算时段的 V2、q2值都要进行试算。d将计算结果绘成曲线供查阅。进度安排（可另附纸）3月23日一3月29日（毕业设计第四周）：熟悉资料，根据已知资料绘制图表。3月30日一4月5日：径流调节及水能计算。4月6日一4月12日：进行装