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1、第五章第五章 水能计算及水电站在电力水能计算及水电站在电力 系统中的运行方式系统中的运行方式v第一节第一节第一节第一节 水能计算的目的与内容水能计算的目的与内容水能计算的目的与内容水能计算的目的与内容v第二节第二节第二节第二节 电力系统的负荷图电力系统的负荷图电力系统的负荷图电力系统的负荷图v第三节第三节第三节第三节 电力系统的容量组成及各类电站的电力系统的容量组成及各类电站的电力系统的容量组成及各类电站的电力系统的容量组成及各类电站的 工作特性工作特性工作特性工作特性v第四节第四节第四节第四节 水电站在电力系统中的运行方式水电站在电力系统中的运行方式水电站在电力系统中的运行方式水电站在电力系
2、统中的运行方式第一节第一节 水能计算的目的与内容水能计算的目的与内容水能计算的目的：确定水电站的出力和发电量及水能计算的目的：确定水电站的出力和发电量及 它们随时间变化的规律。它们随时间变化的规律。水电站的出力：指发电机组的出线端送出的功率。水电站的出力：指发电机组的出线端送出的功率。水电站的发电量：水电站出力与相应时间的乘积。水电站的发电量：水电站出力与相应时间的乘积。水电站在水电站在t t1 1至至t t2 2时段内的发电量为：时段内的发电量为：实际计算中常采用：实际计算中常采用：水电站在某水电站在某一时段一时段t t内的内的平均出力平均出力计算时段的计算时段的长短主要根长短主要根据水电站
3、出据水电站出力变化情况力变化情况及计算精度及计算精度要求确定。要求确定。水能计算的方法水能计算的方法：列表法：列表法：概念清晰，应用广泛，尤其适合于有概念清晰，应用广泛，尤其适合于有复杂综合利用任务的水库的水能计算。当方案复杂综合利用任务的水库的水能计算。当方案较多、时间序列较长时，不适用。较多、时间序列较长时，不适用。图解法：图解法：计算精度较差、工作量也不比列表法计算精度较差、工作量也不比列表法小；小；电算法：电算法：从发展方向看，适宜用电算法进行水从发展方向看，适宜用电算法进行水能计算。即使方案很多，时间序列很长，也可能计算。即使方案很多，时间序列很长，也可迅速获得精确的计算结果。迅速获
4、得精确的计算结果。【例【例【例【例5-15-15-15-1】某水电站正常蓄水位高程为某水电站正常蓄水位高程为某水电站正常蓄水位高程为某水电站正常蓄水位高程为180m180m180m180m。水库水。水库水。水库水。水库水位与库容关系见表位与库容关系见表位与库容关系见表位与库容关系见表5-15-15-15-1，水库下游水位与流量关系，水库下游水位与流量关系，水库下游水位与流量关系，水库下游水位与流量关系，见表见表见表见表5-25-25-25-2。某年各月平均的天然来水量、各种流量损。某年各月平均的天然来水量、各种流量损。某年各月平均的天然来水量、各种流量损。某年各月平均的天然来水量、各种流量损失
5、、下游各部门用水流量和发电需要流量，分别见失、下游各部门用水流量和发电需要流量，分别见失、下游各部门用水流量和发电需要流量，分别见失、下游各部门用水流量和发电需要流量，分别见表表表表5-35-35-35-3（2 2 2 2）（）（）（）（5 5 5 5）栏。求水电站各月平均出力及发）栏。求水电站各月平均出力及发）栏。求水电站各月平均出力及发）栏。求水电站各月平均出力及发电量。电量。电量。电量。表表表表5-1 5-1 水库水位与容积关系水库水位与容积关系水库水位与容积关系水库水位与容积关系表表表表5-2 5-2 水电站下游水位与流量关系水电站下游水位与流量关系水电站下游水位与流量关系水电站下游水
6、位与流量关系水位水位Z(m)168170172174176178180 库容库容V(亿亿m3)3.716.349.1412.215.8319.9225.2流量流量q(m3/s)130130140140150150160160170170180180下游水位下游水位(m)(m)115.28115.28116.22116.22117.00 117.00 117.55117.55118.06118.06118.5118.5表表5-3 5-3 水电站出力及发电量计算（枯水期）水电站出力及发电量计算（枯水期）时时段段 t 月月(1)(1)9 9101011111212天然来水流量天然来水流量 Q天天(m
7、(m3 3/s)/s)(2)(2)115115858570706262各各损损失流量及船失流量及船闸闸用水等用水等Q损损+Q船船(3)(3)2020121210109 9下游下游综综合利用需要流量合利用需要流量Q用用(4)(4)10010092921251256060发电发电需要流量需要流量 Q电电(5)(5)150150150150154154159159水水库库供水流量供水流量 Q(6)(6)-55-55-77-77-94-94-106-106水水库库供水量供水量 W W(亿亿m m3 3)(8)(8)-1.445-1.445-2.023-2.023-2.469-2.469-2.784-2
8、.784时时段初水段初水库库存水量存水量 V初初(11)(11)25.225.223.75523.75521.73221.73219.26319.263时时段末水段末水库库存水量存水量V末末(12)(12)23.75523.75521.73221.73219.26319.26318.47918.479时时段初上游水位段初上游水位 Z初初(m)(m)(13)(13)180180179.56179.56178.78178.78177.72177.72时时段末上游水位段末上游水位 Z末末(14)(14)179.56179.56178.78178.78171.72171.72176.32176.32月
9、平均上游水位月平均上游水位Z上均上均(15)(15)179.78179.78179.17179.17178.25178.25177.02177.02月平均下游水位月平均下游水位Z下均下均(16)(16)117117117117117.25117.25117.5117.5水水电电站平均水站平均水头头Z均均(17)(17)62.7862.7862.1762.17616159.5259.52水水电电站效率站效率 (18)(18)0.850.850.850.850.850.850.850.85月平均出力月平均出力 N水均水均(万万kW)kW)(19)(19)7.857.857.787.787.837.
10、837.897.89月月发电发电量量 E E水水（万（万kWh)kWh)(20)(20)57315731567956795716571657605760例题求解例题求解例题求解例题求解一、水电站保证出力计算一、水电站保证出力计算J水电站的保证出力水电站的保证出力水电站的保证出力水电站的保证出力：指水电站在长期工作中，符：指水电站在长期工作中，符合水电站设计保证率要求的合水电站设计保证率要求的枯水期枯水期（供水期）的平（供水期）的平均出力。均出力。|无调节水电站保证出力计算无调节水电站保证出力计算无调节水电站保证出力计算无调节水电站保证出力计算|日调节水电站保证出力计算日调节水电站保证出力计算日
11、调节水电站保证出力计算日调节水电站保证出力计算|年调节水电站的保证出力计算年调节水电站的保证出力计算年调节水电站的保证出力计算年调节水电站的保证出力计算|多年调节水电站保证出力计算多年调节水电站保证出力计算多年调节水电站保证出力计算多年调节水电站保证出力计算水电站的主水电站的主要动能指标要动能指标保证出力保证出力N N保保多年平均发电量多年平均发电量E E年，均年，均无调节水电站的水能计算无调节水电站的水能计算无调节水电站的水能计算无调节水电站的水能计算uu无调节水电站保证出力无调节水电站保证出力无调节水电站保证出力无调节水电站保证出力:符合设计保证率要求的符合设计保证率要求的符合设计保证率要
12、求的符合设计保证率要求的日平均出力日平均出力日平均出力日平均出力。基本步骤：基本步骤：1 1）根据实测径流资料的日平均流量变动范围，）根据实测径流资料的日平均流量变动范围，将流量划分为若干个流量等级；将流量划分为若干个流量等级；2 2）统计各级流量出现的次数；）统计各级流量出现的次数；3 3）计算各级流量的平均值，查水位流量关系曲）计算各级流量的平均值，查水位流量关系曲线，求得相应的下游水位线，求得相应的下游水位Z Z下下；4 4）计算各级流量相应的水电站净水头）计算各级流量相应的水电站净水头H=ZH=Z上上-Z-Z下下-H-H；5 5）计算电站的出力）计算电站的出力N=KQHN=KQH。注意
13、：上游水位一般维持在正常蓄水位。注意：上游水位一般维持在正常蓄水位。注意：上游水位一般维持在正常蓄水位。注意：上游水位一般维持在正常蓄水位。图图1 1 日平均出力保证率曲线日平均出力保证率曲线N NP P图图2 2 日平均出力持续曲线日平均出力持续曲线N NT T 由于一般无调节水电站的水头变化不大，由于一般无调节水电站的水头变化不大，也可根据选定的设计保证率在日平均流量频率也可根据选定的设计保证率在日平均流量频率曲线上查得日平均保证流量曲线上查得日平均保证流量Q Qp p后，用后，用N Np p=AQ=AQp pH Hp p计计算日平均保证出力。算日平均保证出力。无调节水电站的水能计算无调节
14、水电站的水能计算无调节水电站的水能计算无调节水电站的水能计算流量分组流量分组（m m3 3/s/s）分组平均流量分组平均流量（m m3 3/s/s）出现次数出现次数 累积出现次数累积出现次数频率频率（%）（1 1）（2 2）（3 3）（4 4）（5 5）5.25.25.495.495.355.351 11 12.72.74.94.95.195.195.055.051 12 25.45.44.64.64.894.894.754.750 02 25.45.44.34.34.594.594.454.451 13 38.18.14.04.04.294.294.154.151 14 410.810.83
15、.73.73.993.993.853.850 04 410.810.83.43.43.693.693.553.551 15 513.513.53.13.13.393.393.253.251 16 616.216.2日调节水电站的水能计算日调节水电站的水能计算日调节水电站的水能计算日调节水电站的水能计算 日调节水电站库水位在日内是变化的，一日内日调节水电站库水位在日内是变化的，一日内库水位至少在死水位和正常蓄水位之间波动一次，库水位至少在死水位和正常蓄水位之间波动一次，故上游水位近似取其平均值，即故上游水位近似取其平均值，即Z Z上上=（Z Z蓄蓄+Z+Z死死）/2/2。在丰水期日平均入库流量可
16、能会超过水电站的最大在丰水期日平均入库流量可能会超过水电站的最大过流能力，这时上游水位为过流能力，这时上游水位为Z Z蓄蓄。下游水位用日平均。下游水位用日平均流量从水电站下游水位流量关系曲线中查得。流量从水电站下游水位流量关系曲线中查得。日调节日调节水电站的保证出力计算方法与水电站的保证出力计算方法与无调节无调节水电站基本相同。区别仅在于无调节水电站水电站基本相同。区别仅在于无调节水电站的上游水位固定不变，而日调节水电站的上的上游水位固定不变，而日调节水电站的上游水位则在正常蓄水位和最低水位之间有小游水位则在正常蓄水位和最低水位之间有小幅度变化，计算时采用其平均水位。幅度变化，计算时采用其平均
17、水位。异同：异同：年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算u年调节水电站保证出力：符合设计保证率要求的年调节水电站保证出力：符合设计保证率要求的供水期平均出力供水期平均出力。F计算方法：设计枯水年法，长系列法。计算方法：设计枯水年法，长系列法。设计枯水年法：设计枯水年法：根据实测年径流系列统计计算成果与年径流频率曲线，按根据实测年径流系列统计计算成果与年径流频率曲线，按已知的设计保证率求得年径流量；已知的设计保证率求得年径流量；选年径流与设计年径流相近，年内分配不利的年份作为典选年径流与设计年径流相近，年内分配不利的年份作为典型年；型年；用设计年
18、径流量与典型年径流量之比表示的年内分配系数用设计年径流量与典型年径流量之比表示的年内分配系数推求设计枯水年的径流年内分配；推求设计枯水年的径流年内分配；最后根据给定的最后根据给定的Z Z蓄蓄、Z Z死死及相应的兴利库容求出供水期的调及相应的兴利库容求出供水期的调节流量，进而求出供水期的平均出力。节流量，进而求出供水期的平均出力。年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算年调节水电站的水能计算长系列法：长系列法：v对实测径流资料逐年进行对实测径流资料逐年进行供水期供水期的水能计算，的水能计算，求出各年供水期的平均出力；求出各年供水期的平均出力；v将供水期的平均出力从将供水
19、期的平均出力从大到小大到小排列，计算其经排列，计算其经验频率，并绘制供水期平均出力保证率曲线；验频率，并绘制供水期平均出力保证率曲线；v根据已知的设计保证率在曲线上查处相应的根据已知的设计保证率在曲线上查处相应的供供水期平均出力水期平均出力即为年调节水电站的保证出力。即为年调节水电站的保证出力。多年调节水电站的保证出力多年调节水电站的保证出力：符合设计保：符合设计保证率要求的连续枯水年组的平均出力。证率要求的连续枯水年组的平均出力。二、水电站多年平均发电量的估算二、水电站多年平均发电量的估算多年平均年发电量多年平均年发电量：指水电站在多年工作时期：指水电站在多年工作时期内，平均每年所能生产的电
20、能量。它反映水电站内，平均每年所能生产的电能量。它反映水电站多年平均动能效益，是决定电站效益的重要指标。多年平均动能效益，是决定电站效益的重要指标。u设计中水年法设计中水年法u三个代表年法三个代表年法u设计平水系列法设计平水系列法u全部水文系列法全部水文系列法 计计计计 工工工工算算算算 作作作作越越越越 量量量量来来来来 逐逐逐逐越越越越 渐渐渐渐精精精精 加加加加确确确确 大大大大 设计中水年法设计中水年法 基本步骤：基本步骤：1 1）选择设计中水年，要求该年的年径流量及）选择设计中水年，要求该年的年径流量及其年内分配均接近于多年平均情况；其年内分配均接近于多年平均情况；2 2）列出所选设
21、计中水年各月（或旬、日）的）列出所选设计中水年各月（或旬、日）的净来水流量；净来水流量；3 3）根据国民经济各部门的用水要求，列出各）根据国民经济各部门的用水要求，列出各月（或旬、日）的用水流量；月（或旬、日）的用水流量；4 4）对于年调节水电站，可按月进行径流调节）对于年调节水电站，可按月进行径流调节计算，对于季调节或日调节、无调节水电站，可按计算，对于季调节或日调节、无调节水电站，可按旬进行径流调节计算，求出相应各时段的平均水头旬进行径流调节计算，求出相应各时段的平均水头H H H H均均均均及其平均出力及其平均出力N N N N均均均均；5)5)将各时段的平均出力乘以时段的小时数将各时段
22、的平均出力乘以时段的小时数 ，即，即得各时段的发电量，设得各时段的发电量，设n n为平均出力低于装机容为平均出力低于装机容量的时段数，量的时段数，m m为平均出力等于或高于装机容量为平均出力等于或高于装机容量的时段数，则水电站的多年平均年发电量为：的时段数，则水电站的多年平均年发电量为：设计中水年法设计中水年法上式中上式中(m+nm+n)为全年时段数，以日为时段，为全年时段数，以日为时段，(m+n)(m+n)365(365(日日)，t=24 t=24小时；以月为时段小时；以月为时段(m+n)=12(m+n)=12(月月)，t=730 t=730小时。小时。&三个代表年法三个代表年法 设计平水系
23、列设计平水系列：指某一水文年段：指某一水文年段(一般由十几年一般由十几年的水文系列组成的水文系列组成)，该系列平均径流量约等于全部水，该系列平均径流量约等于全部水文系列的多年平均值，其径流分布符合一般水文规律。文系列的多年平均值，其径流分布符合一般水文规律。对该系列进行径流调节，求出各年的发电量，其平均对该系列进行径流调节，求出各年的发电量，其平均值即为多年平均年发电量。值即为多年平均年发电量。&设计平水系列法设计平水系列法&全部水文系列法全部水文系列法在完全缺乏资料的情况下，可粗估多年平均发电量：在完全缺乏资料的情况下，可粗估多年平均发电量：径流利用系数，径流利用系数，表示发电用水表示发电用
24、水量与天然来水量与天然来水量的比值量的比值【例题】【例题】某无调节水电站的正常蓄水位为某无调节水电站的正常蓄水位为469m469m。已知该水电站水库库容曲线，下游水位流量关系已知该水电站水库库容曲线，下游水位流量关系线，以及多年日平均径流系列资料。线，以及多年日平均径流系列资料。（1 1）试通过水能计算求出该水电站的设计保证）试通过水能计算求出该水电站的设计保证率取率取8585时的保证出力。时的保证出力。（2 2）如该水电站的装机容量定为）如该水电站的装机容量定为80kW80kW，计算出，计算出该水电站的多年平均年发电量。该水电站的多年平均年发电量。说明：说明：(1)(1)上游水位取正常蓄水位
25、；上游水位取正常蓄水位；(2)(2)水头损失为水头损失为0.5m0.5m (3)(3)出力系数出力系数K K8.38.3。无调节水电站保证出力计算无调节水电站保证出力计算水能计算过程与成果如表所示。水能计算过程与成果如表所示。根据表中第根据表中第(5)(5)栏和栏和(8)(8)栏的计算数据，可点绘出该水栏的计算数据，可点绘出该水电站的电站的水流出力保证率曲线水流出力保证率曲线和和水流出力持续曲线水流出力持续曲线。若该水。若该水电站的设计保证率取电站的设计保证率取8585，则从图中可查出该水电站的保，则从图中可查出该水电站的保证出力为证出力为53kw53kw。如该水电站的装机容量定为。如该水电站
26、的装机容量定为80kW80kW，从图中，从图中可计算出该水电站的多年平均年发电量为可计算出该水电站的多年平均年发电量为44.0544.05亿亿kWkWh h。某无调节水电站日平均出力保证率曲线某无调节水电站日平均出力保证率曲线P=85%P=85%N NP P=53=53某水电站水能计算结果示意图某水电站水能计算结果示意图P=85%P=85%Q QP P=2010=2010某无调节水电站日平均流量保证率曲线某无调节水电站日平均流量保证率曲线【例【例3 3】某水电站为坝式年调节水电站，设计保某水电站为坝式年调节水电站，设计保证率为证率为80%80%。水库以发电为主，兴利库容。水库以发电为主，兴利库
27、容V V兴兴31523152万万m m3 3，死库容，死库容V V死死10501050万万m m3 3。，库区无其。，库区无其它部门引水。设计枯水代表年月平均流量资料它部门引水。设计枯水代表年月平均流量资料如下表第如下表第(1)(1)、(2)(2)栏所示。试求该水电站的保栏所示。试求该水电站的保证出力证出力(其中出力系数其中出力系数A A7)7)。年调节水电站保证出力计算年调节水电站保证出力计算 采用代表年法计算保证出力，即对设计枯水年进行水能采用代表年法计算保证出力，即对设计枯水年进行水能计算，具体步骤如下：计算，具体步骤如下：水库按等流量调节，先假定供水期为水库按等流量调节，先假定供水期为
28、10102 2月，供水期月，供水期5 5个月的天然来水量为：个月的天然来水量为：W W供供(2.00(2.002.052.050.850.851.501.502.8)30.42436002.8)30.4243600 24l61024l6104 4m m3 3 则此流量与天然来水比较，发现则此流量与天然来水比较，发现9 9月份流量小于，应重月份流量小于，应重新计算供水期为新计算供水期为9 92 2月共月共6 6个月的天然来水量，个月的天然来水量，W W供供3309103309104 4m m3 3，则调节流量，则调节流量Q QP P4.14.1m m3 3/s s。将。将Q QP P4.14.1
29、m m3 3/s s 与与天然来水比较可知，供水期定为天然来水比较可知，供水期定为9 92 2月是合理的。将月是合理的。将Q QP P4.14.1m m3 3/s s填入表中第填入表中第(3)(3)栏供水月份内。栏供水月份内。此值与天然来水流量相比较，可知蓄水期定得合理。此值与天然来水流量相比较，可知蓄水期定得合理。然后逐月进行水量平衡计算，求出各月平均蓄水量，查然后逐月进行水量平衡计算，求出各月平均蓄水量，查库容曲线得各月的平均库水位，再由各月调节流量查得下游库容曲线得各月的平均库水位，再由各月调节流量查得下游水位，算出每月平均水头和平均出力。供水期的平均出力即水位，算出每月平均水头和平均出
30、力。供水期的平均出力即为水电站保证出力。为水电站保证出力。以上计算末考虑水量损失及水头损失，故结果稍偏大。以上计算末考虑水量损失及水头损失，故结果稍偏大。现设现设3 38 8月为蓄水期，蓄水期亦按等流量调节，其调节流量为：月为蓄水期，蓄水期亦按等流量调节，其调节流量为：当求出供水期调节流量当求出供水期调节流量Q QP P4.14.1m m3 3/s s以后，也可直接以后，也可直接计算计算N NP P。此时应先求。此时应先求供水期供水期的平均库容的平均库容V V（V V死死V V兴兴/2/2）1050101050104 41/23152101/23152104 42626102626104 4m
31、 m3 3。查库容曲线得供水期平均库水位。查库容曲线得供水期平均库水位Z Z上上30.9030.90m m，Z Z下下1.401.40m m，忽略水头损失，则得，忽略水头损失，则得H HP P30.930.91.4=29.51.4=29.5m m，由此可算出，由此可算出N NP P 1.1.灌溉和发电用水不结合灌溉和发电用水不结合 灌溉和发电用水不结合的水库，灌溉引水口灌溉和发电用水不结合的水库，灌溉引水口的位置多在大坝上游，电站建成河床式或坝后式。的位置多在大坝上游，电站建成河床式或坝后式。Z Z死死决定于灌溉引水高程，决定于灌溉引水高程，Z Z蓄蓄决定与灌溉用水量。决定与灌溉用水量。灌溉引
32、水后剩余的水量仍然很多，可结合发电的灌溉引水后剩余的水量仍然很多，可结合发电的最低要求增加部分库容满足发电最低要求。此时最低要求增加部分库容满足发电最低要求。此时结合发电要求确定结合发电要求确定Z Z蓄蓄和和Z Z死死。灌溉水库水电站的水能计算灌溉水库水电站的水能计算 2.2.灌溉和发电用水结合灌溉和发电用水结合 灌溉和发电用水结合的水库，灌溉取水口的位灌溉和发电用水结合的水库，灌溉取水口的位置在水电站尾水下游。来水先发电再灌溉。置在水电站尾水下游。来水先发电再灌溉。灌溉期灌溉期的的Q Q调调至少等于灌溉流量。至少等于灌溉流量。3.3.灌溉和发电用水部分结合灌溉和发电用水部分结合 灌溉和发电用
33、水部分结合的水库，一方面上游灌溉和发电用水部分结合的水库，一方面上游取走部分水量供灌溉，一方面利用水电站尾水灌溉。取走部分水量供灌溉，一方面利用水电站尾水灌溉。水能调节计算时，先从天然来水量中扣除上游取水，水能调节计算时，先从天然来水量中扣除上游取水，然后按照灌溉和发电用水相结合进行调节计算。然后按照灌溉和发电用水相结合进行调节计算。灌溉结合发电水库水电站的多年平均发电量，一般采灌溉结合发电水库水电站的多年平均发电量，一般采用丰、平、枯用丰、平、枯3 3个设计代表年法。个设计代表年法。注意：凡是月平均出力大于装机容量的应取装机容量。注意：凡是月平均出力大于装机容量的应取装机容量。【例题】【例题
34、】第二节第二节 电力系统的负荷图电力系统的负荷图一、电力系统及其用户特性一、电力系统及其用户特性l电力系统：电力系统：由若干发电厂、变电站、输电线路及电由若干发电厂、变电站、输电线路及电力用户等部分组成。力用户等部分组成。1.按按生产特点和用电要求生产特点和用电要求分为工业用电、农业用分为工业用电、农业用电、市政用电及交通运输用电等四大类。电、市政用电及交通运输用电等四大类。工业用电：工业用电：用电量大，用电量大，年内用电过程比较均匀，年内用电过程比较均匀，但在一昼夜内则随着生产班制和产品种类的不同而有但在一昼夜内则随着生产班制和产品种类的不同而有较大的变化。较大的变化。农业用电：农业用电：在
35、用电时期内负荷相对稳定，而在在用电时期内负荷相对稳定，而在一年不同时期内则很不均匀。一年不同时期内则很不均匀。l用户类型：用户类型：市政用电：市政用电：一年内及一昼夜内变化都比较大。一年内及一昼夜内变化都比较大。交通运输用电：交通运输用电：一年内与一昼夜间用电都是比一年内与一昼夜间用电都是比较均匀的，只是在电气列车启动时会产生负荷突然较均匀的，只是在电气列车启动时会产生负荷突然跳动的现象。跳动的现象。2.2.电力用户按其电力用户按其重要性重要性可分为一级、二级和三级。可分为一级、二级和三级。二、电力负荷图二、电力负荷图日负荷图：负荷在一昼夜内的变化过程线。日负荷图：负荷在一昼夜内的变化过程线。
36、年负荷图：负荷在一年内的变化过程线。年负荷图：负荷在一年内的变化过程线。（一）日负荷图（图（一）日负荷图（图5-25-2）特征值：最大负荷特征值：最大负荷N N 、平均负荷、平均负荷N N、最、最小负荷小负荷N N。基荷指数：基荷指数：该指数越大，基荷占负荷该指数越大，基荷占负荷图的比重越大，表示用户图的比重越大，表示用户的用电情况比较稳定。的用电情况比较稳定。日最小负荷率日最小负荷率该指数越小，表示负荷图该指数越小，表示负荷图中高峰与低谷负荷的差别中高峰与低谷负荷的差别越大，日负荷越不均匀。越大，日负荷越不均匀。日平均负荷率日平均负荷率该指数越大，表示日负荷该指数越大，表示日负荷变化越小。变
37、化越小。特点：特点：在最小负荷以下，负荷在最小负荷以下，负荷无变化，故无变化，故gcgc为一直线段；为一直线段；在最小负荷以上，负荷在最小负荷以上，负荷有变化，故有变化，故cdcd为上凹曲线为上凹曲线段，段，d d点的横坐标为一昼夜点的横坐标为一昼夜的电量的电量E E全日全日；延长直线段延长直线段gcgc，与，与d d点的点的垂线垂线dfdf相交于相交于e e点，则点，则e e点点的纵坐标就表示平均负荷。的纵坐标就表示平均负荷。日电能累积曲线可解决三种问题：日电能累积曲线可解决三种问题：(1)(1)(1)(1)已知水电站日电量已知水电站日电量已知水电站日电量已知水电站日电量E E E E水日水
38、日水日水日，让水电站担，让水电站担，让水电站担，让水电站担任峰荷，求水电站的工作容量任峰荷，求水电站的工作容量任峰荷，求水电站的工作容量任峰荷，求水电站的工作容量N N N N水水水水及其在日及其在日及其在日及其在日负荷图上的工作位置。负荷图上的工作位置。负荷图上的工作位置。负荷图上的工作位置。（2 2）已知水电站的日电量）已知水电站的日电量）已知水电站的日电量）已知水电站的日电量E E 水日水日水日水日，让水电，让水电，让水电，让水电站担任基荷，求水电站的工作容量及其相站担任基荷，求水电站的工作容量及其相站担任基荷，求水电站的工作容量及其相站担任基荷，求水电站的工作容量及其相应的工作位置。应
39、的工作位置。应的工作位置。应的工作位置。(3)(3)(3)(3)已知水电已知水电已知水电已知水电站的工作容站的工作容站的工作容站的工作容量量量量N N N N水水水水及日电及日电及日电及日电量量量量E E E E水日水日水日水日，求水，求水，求水，求水电站其在日电站其在日电站其在日电站其在日负荷图上的负荷图上的负荷图上的负荷图上的工作位置。工作位置。工作位置。工作位置。（二）年负荷图（二）年负荷图l 日最大负荷年变化曲线日最大负荷年变化曲线（年最大负荷图）（年最大负荷图）l 日平均负荷年变化曲线日平均负荷年变化曲线（年平均负荷图）（年平均负荷图）年负荷图常用特性指数反映负荷在月内、季年负荷图常
40、用特性指数反映负荷在月内、季内及年内变化特性。内及年内变化特性。（1 1）月负荷率）月负荷率：表示在一个月内负荷变化的不：表示在一个月内负荷变化的不均衡性。用该月平均负荷与最大负荷日的平均负均衡性。用该月平均负荷与最大负荷日的平均负荷之比表示。荷之比表示。（2 2）季负荷率）季负荷率：表示在一年内月最大负荷变化：表示在一年内月最大负荷变化的不均衡性，用全年各月最大负荷的平均值与年的不均衡性，用全年各月最大负荷的平均值与年最大负荷之比表示。最大负荷之比表示。（3 3）年负荷率）年负荷率：表示一年的发电量：表示一年的发电量E E年年与最大负与最大负荷荷N Nmaxmax相应的年发电量的比值：相应的
41、年发电量的比值：年最大负荷与年平均负荷可以通过日负荷分析曲年最大负荷与年平均负荷可以通过日负荷分析曲线进行转换。由年最大负荷转换到年平均负荷的线进行转换。由年最大负荷转换到年平均负荷的具体做法：具体做法：先选取年最大负荷图中某一月的负荷值，该值先选取年最大负荷图中某一月的负荷值，该值为该月最大负荷日的日最大负荷，在该越典型日为该月最大负荷日的日最大负荷，在该越典型日负荷图及其分析曲线上可以得到该负荷所对应的负荷图及其分析曲线上可以得到该负荷所对应的日电能，除以日电能，除以2424小时后即得该日的小时后即得该日的日平均负荷日平均负荷，乘以该月的月负荷率得该月的月平均负荷，将所乘以该月的月负荷率得
42、该月的月平均负荷，将所得的月平均负荷绘到年平均负荷图相应的月份处。得的月平均负荷绘到年平均负荷图相应的月份处。对每一月进行这样的转换，即得年平均负荷图。对每一月进行这样的转换，即得年平均负荷图。三、设计水平年三、设计水平年第三节第三节 电力系统的容量组成及电力系统的容量组成及 各类电站的工作特性各类电站的工作特性一、电力系统的容量组成一、电力系统的容量组成最大工作容最大工作容量量N N工工备用容量备用容量N N备备从设计从设计的角度的角度看，系看，系统的装统的装机容量机容量N N装装必需容必需容量量N N必必重复容重复容量量N N重重负荷备用负荷备用N N负备负备事故备用事故备用N N事备事备
43、检修备用检修备用N N检备检备N N N N系装系装系装系装=N N N N必必必必+N N N N重重重重=N N N N系工系工系工系工+N N N N系备系备系备系备+N N N N系重系重系重系重 N N N N 工工工工+N N N N负备负备负备负备+N N N N事备事备事备事备+N N N N检备检备检备检备+N N N N重重重重从某一时刻的运行状态看：从某一时刻的运行状态看：N装装=N可可+N阻阻=N工工+N备备+N空空+N阻阻v各种容量值的大小是随时间和条件而不断发生变各种容量值的大小是随时间和条件而不断发生变各种容量值的大小是随时间和条件而不断发生变各种容量值的大小是随
44、时间和条件而不断发生变化的，而且有可能在不同的电站、不同的机组上相化的，而且有可能在不同的电站、不同的机组上相化的，而且有可能在不同的电站、不同的机组上相化的，而且有可能在不同的电站、不同的机组上相互转换，但其组成是不变的。互转换，但其组成是不变的。互转换，但其组成是不变的。互转换，但其组成是不变的。系统总装机容量系统总装机容量水电站装机容量水电站装机容量火电站装机容量火电站装机容量水电站必需容量水电站必需容量 水电站水电站重复容量重复容量系统重系统重复容量复容量系统必需容量系统必需容量系统备系统备用容量用容量系统最大负荷系统最大负荷系统最大工作容量系统最大工作容量电力系统容量组成示意图电力系
45、统容量组成示意图二、各类电站的技术特性二、各类电站的技术特性水电站的技术特性：水电站的技术特性：1 1）水电站的电力生产情况受河川径流随机性）水电站的电力生产情况受河川径流随机性的影响和制约；的影响和制约；2 2）具有综合利用任务的水电站，其工作方式）具有综合利用任务的水电站，其工作方式受其它部门用水的影响；受其它部门用水的影响；3 3）水能是再生性能源，水电站的年运行费用）水能是再生性能源，水电站的年运行费用与所生产的电能量无关，因此在丰水期内应尽可与所生产的电能量无关，因此在丰水期内应尽可能多发水电，少发火电，以节省系统的燃料消耗，能多发水电，少发火电，以节省系统的燃料消耗，降低电量成本；
46、降低电量成本；4 4）水电站机组开停灵便、迅速，适宜担任系）水电站机组开停灵便、迅速，适宜担任系统的调峰、调频和事故备用等任务；统的调峰、调频和事故备用等任务；5 5）水电站的建设地点要受水能资源、地形、）水电站的建设地点要受水能资源、地形、地质等条件的限制。地质等条件的限制。火电站的技术特性：火电站的技术特性：火电站的技术特性：火电站的技术特性：1 1）只要保证燃料供应，火电站就可以全年按额定）只要保证燃料供应，火电站就可以全年按额定出力工作，不像水电站那样受天然来水的制约；出力工作，不像水电站那样受天然来水的制约；2 2）一般说来，火电站适宜担任电力系统的基荷，）一般说来，火电站适宜担任电
47、力系统的基荷，这样单位煤耗较小；这样单位煤耗较小；3 3）火电站）火电站高温高压机组高温高压机组的技术最小出力约为额定的技术最小出力约为额定出力的出力的7575，如果连续不断地在接近满负荷的情况，如果连续不断地在接近满负荷的情况下运行，则可以获得最高的热效率和最小的煤耗。下运行，则可以获得最高的热效率和最小的煤耗。中温中压机组中温中压机组可以担任变动负荷，即可以在系统负可以担任变动负荷，即可以在系统负荷图上的腰荷和峰荷部分工作，但单位电能的煤耗荷图上的腰荷和峰荷部分工作，但单位电能的煤耗要增加较多；要增加较多；4 4）一般地说，火电站本身单位千瓦的投资比水电）一般地说，火电站本身单位千瓦的投资
48、比水电站的低；站的低；5 5）火力发电必须消耗大量燃料且厂用电及管理人）火力发电必须消耗大量燃料且厂用电及管理人员较多，故火电单位发电成本比水电站的高。员较多，故火电单位发电成本比水电站的高。水水 电电火火 电电运行灵活，开机到发电运行灵活，开机到发电运行灵活，开机到发电运行灵活，开机到发电1-21-21-21-2分钟，分钟，分钟，分钟，可调峰、调频可调峰、调频可调峰、调频可调峰、调频运行迟钝，点火到发电运行迟钝，点火到发电运行迟钝，点火到发电运行迟钝，点火到发电2-32-32-32-3小小小小时，不宜调峰、调频时，不宜调峰、调频时，不宜调峰、调频时，不宜调峰、调频能源为水能，成本是火电的能源
49、为水能，成本是火电的能源为水能，成本是火电的能源为水能，成本是火电的 1/3 1/3 1/3 1/31/71/71/71/7，但可靠性差，但可靠性差，但可靠性差，但可靠性差能源为煤、油、天然气，成能源为煤、油、天然气，成能源为煤、油、天然气，成能源为煤、油、天然气，成本高，但可靠性好本高，但可靠性好本高，但可靠性好本高，但可靠性好改善环境，污染少，但要防止淹没、改善环境，污染少，但要防止淹没、改善环境，污染少，但要防止淹没、改善环境，污染少，但要防止淹没、浸没，注意综合利用浸没，注意综合利用浸没，注意综合利用浸没，注意综合利用灰尘、废气污染环境灰尘、废气污染环境灰尘、废气污染环境灰尘、废气污染
50、环境机组可逆，既可抽水，又可发电机组可逆，既可抽水，又可发电机组可逆，既可抽水，又可发电机组可逆，既可抽水，又可发电机组不可逆机组不可逆机组不可逆机组不可逆厂用电为年发电量的厂用电为年发电量的厂用电为年发电量的厂用电为年发电量的1.0%1.0%1.0%1.0%厂用电为年发电量的厂用电为年发电量的厂用电为年发电量的厂用电为年发电量的2.5%2.5%2.5%2.5%可以储存水能，立即用来处理事故可以储存水能，立即用来处理事故可以储存水能，立即用来处理事故可以储存水能，立即用来处理事故可以储存煤能，不能很快处可以储存煤能，不能很快处可以储存煤能，不能很快处可以储存煤能，不能很快处理事故理事故理事故理