水电站的类型
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第一部分(一)水电站的基本类型按调节能力分成:无调节水电站、有调节水电站按水电站的组成建筑物及特征分为:坝式、河床式、引水式电站坝式水电站其特点:水头取决于坝高。
引用流量较大,电站的规模也大,水能利用较充分,综合利用效益高。
投资大,工期长。
适用:河道坡降较缓,流量较大,并有筑坝建库的条件。
坝后式水电站特点当水头较大时,厂房本身抵抗不了水的推力,将厂房移到坝后,由大坝挡水。
坝后式水电站一般修建在河流的中上游。
库容较大,调节性能好。
如为土坝,可修建河岸式电站。
(二)、河床式电站特点一般修建在河道中下游河道纵坡平缓的河段上,为避免大量淹没,建低坝或闸。
适用水头:大中型:25米以下,小型:8~10米以下。
厂房和挡水坝并排建在河床中,共同挡水,故厂房也有抗滑稳定问题;厂房高度取决于水头的高低。
引用流量大、水头低。
注:厂房本身起挡水作用是河床式电站的主要特征。
引水式水电站特点用引水道集中水头的电站称为引水式水电站水头相对较高,目前最大水头已达2000米以上。
引用流量较小,没有水库调节径流,水量利用率较低,综合利用价值较差。
电站库容很小,基本无水库淹没损失,工程量较小,单位造价较低。
适用条件:适合河道坡降较陡,流量较小的山区性河段。
无压引水电站引水建筑物是无压的: 渠道或无压隧洞主要建筑物:低坝,进水口,沉沙池,引水渠(洞),日调节池,压力前池,压力水管,厂房,尾水渠。
有压引水式电站引水建筑物是有压的:主要建筑物:低坝,有压隧洞,调压室,压力水管,厂房,尾水渠。
抽水蓄能电站抽水蓄能:系统负荷低时,利用系统多余的电能带动泵站机组将下库的水抽到上库(电动机+水泵),以水的势能形式贮存起来;放水发电:系统负荷高时,将上库的水放下来推动水轮发电机组(水轮机+发电机)发电,以补充系统中电能的不足。
潮汐电站潮汐:潮汐现象是海水因受日月引力而产生的周期性升降运动,即海水的潮涨潮落。
潮汐发电原理:利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的,也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能,再把机械能转变为电能(发电)的过程。
1.水电站的类型: 按集中水头的方式,可以分为:①坝式水电站:河床式、坝内式、坝后式、地下电站、坝后河岸引水式。
②引水式水电站③混合式水电站。
2.潮汐电站使用的机组:海水通过轮机转动水轮发电机组发电。
3.水电站建筑物的组成:①枢纽建筑:挡水建筑物,如坝或闸;泄水泄沙建筑物,如泄洪孔、冲沙孔;过坝建筑物,如取水口、筏道、渔道、航道。
②发电建筑物:引水建筑物,如进口及其附属建筑物(栅、检修门、工作门)、压力管道,尾水建筑物;发电厂房及附属建筑物,如主副厂房、变压器场、开关站。
4.水电站进水口的类型:无压进水口:类似于水闸,明流,引表层水为主。
有压进水口:最低水位以下,有压流,引深层水为主适用于坝式、有压引水式、混合式水电站。
抽水蓄能进水口。
5.水电站进水口的基本要求:①要有足够的进水能力。
合理安排其位置和高程,水流平顺并有足够的断面尺寸。
②水质要符合要求。
要设置拦污、防冰、拦沙、沉沙及冲沙设备。
③水头损失小。
位置合理,轮廓平顺、流速较小,尽可能减小水头损失。
④可控制流量。
进水口须设置闸门。
⑤满足水工建筑物的一般要求。
稳定,运行检修方便6.有压进水口的类型及适用条件:①闸门竖井式进水口;适用:工程地质条件较好,岩体比较完整,山坡坡度适宜,易于开挖平洞和竖井的情况。
②岸坡式进水口;适用:山坡较陡,不易挖井的情况。
③塔式进水口;适用:进口处山岩较差、岸坡比较平缓④坝式进水口;适用:混凝土重力坝⑤河床式进水口;⑥分层取水进水口7.有压进水口的高程确定:顶部高程应低于最低死水位,并有一定的埋深,不出现吸气漩涡。
底部高程应高于设计淤沙高程0.5~1.0m。
8.有压进水口闸门、通气孔及充水阀的作用:闸门:①事故闸门:紧急情况下切断水流,防事故扩大。
②检修闸门:设在事故闸门上游侧,检修事故闸门和及其门槽时用以堵水。
通气孔:是当引水道充水时用以排气,当事故闸门紧急关闭放空时用以补气,以防出现有害真空。
充水阀:开启闸门前向引水道充水,平衡闸门前后水压,以便在静水中开启闸门,从而减小闸门起门力。
第一章 绪论一、 水电站的类型根据集中水头方式的不同,水电站分为:坝式水电站,引水式水电站和混合式水电站 二、水力发电原理:水能→水轮机→机械能→发电机→电能→输变线路→用户 三、水轮机概念:水流能量转换成旋转机械能的动力机械。
四、水轮机的基本工作参数 ㈠工作水头H1、定义 :水轮机进口断面和出口断面之间单位重量水流能量的差值。
设计水头Hr 、最大水头Hmax 、最小水头Hmin2、公式:水能由位置水头、压力水头、速度水头组成。
图1-1 立式水轮机的水头示意图⎪⎪⎭⎫⎝⎛++-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=-=gV P Z g V P Z E E H ⅡⅡⅡⅡⅠⅠⅠⅠⅡⅠ2222αγαγ (1-1)式中 E ——单位重量水体的能量,m ;Z ——相对某一基准的位置高度,m ; P ——相对压力,N/m 2或Pa ; V ——断面平均流速,m/s ; α——断面动能不均匀系数;γ——水的重度,其值为9810N/m 3;g ——重力加速度,m/s 2。
式(1-1)中,计算常取g V ⅡⅠ2,12ααα==称为某截面的水流单位动能,即比动能(m );γP 称为某截面的水流单位压力势能,即比压能(m );Z 称为某截面的水流单位位置势能,即比位能(m )。
g V 22α、γP 与Z 的三项之和为某水流截面水的总比能。
水轮机水头H 又称净水头,是水轮机做功的有效水头。
上游水库的水流经过进水口拦污栅、闸门和压力水管进入水轮机,水流通过水轮机做功后,由尾水管排至下游。
上、下游水位差值称为水电站的毛水头g H ,其单位为m 。
水轮机的工作水头又可表示为1-∆-=A g h H H (1-2) 式中gH ——水电站毛水头,m ;h ∆——水电站引水建筑物中的水力损失,m 。
从式(1-2)可知,水轮机的水头随着水电站的上下水位的变化而改变,常用取几个特征水头表示水轮机水头的范围。
特征水头包括最大水头Hmax 、最小水头Hmin 、加权平均水头Ha 、设计水头Hr 等,这些特征水头由水能计算给出。
水电专业知识试题及答案一、选择题1. 水电站的类型主要有哪几种?A. 低水头径流式水电站B. 高水头蓄能式水电站C. 混合式水电站D. 所有以上答案:D2. 以下哪个不是水轮机的组成部分?A. 转子B. 定子C. 导水机构D. 尾水管答案:B3. 水电站的发电原理是什么?A. 利用水的重力势能转化为机械能B. 利用水的动能转化为电能C. 利用水的热能转化为电能D. 利用水的化学能转化为电能答案:A4. 水电站的水库主要功能是什么?A. 调节水量B. 储存能量C. 净化水质D. 所有以上答案:A5. 水电站的输电线路主要由哪些部分组成?A. 导线B. 绝缘子C. 杆塔D. 所有以上答案:D二、填空题6. 水电站的发电效率主要受_________和_________的影响。
答案:水头、流量7. 水轮机的效率是指_________与_________的比值。
答案:输出功率、输入功率8. 水电站的水库调节能力分为_________、_________和_________。
答案:日调节、周调节、年调节9. 水电站的输电线路设计需要考虑的主要因素包括_________、_________和_________。
答案:电压等级、线路长度、地形条件10. 水电站的运行模式主要有_________、_________和_________。
答案:调峰运行、基荷运行、调频运行三、简答题11. 简述水电站的运行特点。
答案:水电站的运行特点包括:- 清洁能源:水电站利用水能发电,不产生污染。
- 调节能力:水电站通过水库调节水量,能够适应电网负荷的变化。
- 经济性:水电站的运行成本较低,经济效益显著。
- 多用途:除了发电,水电站还具有防洪、灌溉、航运等多重功能。
12. 阐述水轮机的工作原理。
答案:水轮机的工作原理是利用水流的动能驱动转轮旋转,将水能转化为机械能。
水流通过导水机构进入转轮,冲击转轮叶片,使转轮旋转。
转轮与发电机的转子相连,转轮的旋转带动发电机转子旋转,从而将机械能转化为电能。
水电专业知识点总结
一、水电工程概述
水电工程是指利用水资源发电的一种工程,也是一种清洁、可再生、环保的能源。
水电工程通常由水电站、水库、水电厂等组成,通过水轮机、发电机等设备将水能转换成电能,供给社会生产和生活用电。
二、水电工程的分类
1. 按水电站规模划分:水电工程可分为大型水电站、中小型水电站和微型水电站。
2. 按水电站类型划分:水电工程可分为水库式水电站、河流式水电站、泵站式水电站等。
3. 按发电方式划分:水电工程可分为梯级式水电站、直线式水电站等。
三、水电工程的行业发展
1. 我国水电工程的发展历史
2. 我国水电工程的现状
3. 未来水电工程的发展趋势
四、水电工程的基本理论
1. 水电工程的水力学原理
2. 水电工程的水电站布局
3. 水电工程的水电站设计
4. 水电工程的水电站建设
5. 水电工程的水电站运行
五、水电工程的设备技术
1. 水轮机技术
2. 发电机技术
3. 变压器技术
4. 输电线路技术
六、水电工程的环保与节能
1. 水电工程的环保措施
2. 水电工程的节能技术
3. 水电工程的生态保护
七、水电工程的安全管理
1. 水电工程的安全意识
2. 水电工程的安全管理制度
3. 水电工程的应急预案
八、水电工程的经济效益
1. 水电工程的投资回报分析
2. 水电工程的成本控制
3. 水电工程的效益评价方法
九、水电工程的发展趋势
1. 智能化水电工程
2. 多能互补水电工程
3. 绿色水电工程
以上是水电专业的知识点总结,希望对大家的学习和工作有所帮助。
1水电站基本类型及组成建筑物:工作水头(低中高水头)调节能力(有无调节)电力系统中作用(基腰峰荷)集中水头方式(坝式引水式混合式)水电站利用水源的性质(常规抽水蓄能潮汐)水电站的组成建筑物及其特征(坝式河床式引水式)坝式:常修建于河流中上游高山峡谷中,厂房不起挡水作用不承受上游水压力,引水道短水头损失小建筑物布置较集中当厂房布置在坝体非溢流段下游为坝后式当坝体足够大可将厂房布置在坝内为坝内式。
河床式:修建在河流中下游河道纵坡较平缓河段上厂房和坝共同组成挡水建筑物厂房承受上游水压力,一般为低水头大流量水电站。
引水式:修建在河床坡度大水流湍急山区河段,水头较高,有压引水式主采用有压引水建筑物引水以集中水头,无压引水式采用无压引水建筑物集中水头。
2水轮机类型及适用范围:反击式(主要利用水流压能转化为机械能):轴流式(适用于低水头大流量水电站h一般50m最高88)混流式(适用h一般20~450m最高672m)斜流式(h一般20~200)贯流式(h30m 以下)冲击式(通过喷嘴将水流能量全转换成高速射流的动能):水斗式(高水头小流量水电站,大型之h400~1000最高1772)斜击式(中小型水电站h25~300)双击式(小型水电站h10~150)3蜗壳(反击式水轮机引水部件,使水流均匀、旋转,以最小水头损失送入转轮室):金属蜗壳(工作水头>40多用于中高水头混流式水轮机,包角较大为345度左右)混凝土蜗壳(H<40用于低水头大流量电站包角180~270)包角:蜗壳在座环外缘包围的角度。
尾水管(位于转轮出口的泄水部件引导水流进入下游并回收剩余能量,衡量之性能指标为看它对转轮出口动能恢复程度,分直锥形弯锥形弯肘形。
4Hs:立轴混流式(导叶下部底环上平面到下游水面垂直高度)卧轴混流式贯流式(转轮叶片最高点到下游水面垂直高度)立轴轴流式(转轮叶片轴线到下游水面垂直高度)5安装高程(计算水电站厂房其他高程的基准值):立轴反击式(导叶中心高程)卧轴混流式贯流式(主轴中心线高程)6综合特性曲线(表示水轮机各参数间关系曲线,用于分析水轮机性能,在水电站设计中选择基本参数及合理运行方式):轴流式主要综合特性曲线(等开度线:模型试验时保持水轮机开度不变对应于不同工况下的一条连线。
《水电站》课程考试试题库《水电站》问答题100问1.水电站有哪些基本类型?(1)答:根据水能开发方式的不同,水电站有不同的类型:(1)坝式水电站:采用坝式开发修建的水电站称为坝式水电站。
坝式水电站按大坝和水电站厂房相对位置的不同又可分为河床式、闸墩式、坝后式、坝内式、溢流式等,在实际工程中,较常采用的坝式水电站是河床式水电站和坝后式水电站。
(2)引水式水电站:在河道上游坡度较陡的河段上,不宜修建较高的拦河坝,用坡度比河道坡度缓的渠道集中水头,此外,当遇有大河湾时,可通过渠道或隧洞将河湾截直获得水头,所修建的水电站称为引水式水电站。
引水式水电站据引水建筑物的不同又可分为无压引水式水电站和有压引水式水电站两种类型。
(3)混合式水电站:混合式水电站常建造在上游具有优良库址,适宜建库,而紧接水库以下河道坡度突然变陡,或有大河湾的河段上,水电站的水头一部分由坝集中,一部分由引水建筑物集中,因而具有坝式水电站和引水式水电站两个方面的特点。
(4)潮汐水电站:潮汐水电站是利用大海涨潮和退潮时所形成的水头进行发电的。
(5)抽水蓄能电站:抽水蓄能电站是装设具有抽水和发电两种功能的机组,利用电力低谷负荷期间的剩余电能向上水库抽水储蓄水能,然后在系统高峰负荷期间从上水库放水发电的水电站。
2.反击式水轮机的主要过流部件各有何作用?(2)答:工作部件转轮是水轮机的核心部件,作用是将水能转变为旋转机械能。
导水部件导叶的主要作用是根据机组负荷变化来调节进入水轮机转轮的流量,以达到改变水轮机输出功率与外界负荷平衡之目的,并引导水流按必须的方向进入转轮,形成一定的速度矩。
水轮机的引水部件又称为引水室,其功用是将水流均匀平顺轴对称地引向水轮机的导水机构,进入转轮。
泄水部件尾水管的作用为:①将通过水轮机的水流泄向下游;②转轮装置在下游水位之上时,能利用转轮出口与下游水位之间的势能H2;③回收利用转轮出口的大部分动能()。
3.为什么高水头小流量电站一般采用金属蜗壳,低水头大流量电站采用混凝土蜗壳?(2)答:金属蜗壳:由铸铁、铸钢或钢板焊成,材料强度大,但造价高,故适用于较高水头(H>40m)小流量的水电站和小型卧式机组。
初一地理水电站知识点归纳总结水电站是指利用水能转化为电能的工程设施,是重要的能源供应来源之一。
下面是初一地理水电站知识点的归纳总结。
一、水电站的基本概念水电站是指利用水流的动力产生电能的场所。
它通过引导水流经过水轮机,将水的动能转化为机械能,然后经由发电机将机械能转化为电能。
二、水电站的组成部分1.水库(或水源):水电站通常会建在河流上,通过在河流上修建水坝形成水库,以便储存大量的水,供发电时使用。
2.引水系统:引水系统主要包括引水渠道、引水隧道和引水管道等,用于将水从水库引入水轮机。
3.水轮机:水轮机是水电站的核心设备,其主要作用是将水流的动能转化为机械能,通常分为水轮发电机和水轮泵浦两种类型。
4.发电机:发电机是水电站中的关键设备,通过旋转而产生电能。
5.输电系统:输电系统包括输电线路和输变电设备,用于将发电机产生的电能传输到各个用电地点。
三、水电站的分类1.按规模划分:水电站根据装机容量的大小可分为大型、中型和小型水电站。
2.按水源划分:水电站可分为河流型和泵升型两种。
3.按运行方式划分:水电站可以分为常年式和季节性式两种类型。
四、水电站的优点和缺点1.优点:- 水电站是清洁能源,不会对环境产生污染;- 水电站建设后,能够提供一定的灌溉和防洪功能;- 水电站具有稳定性高、传输损耗小等特点。
2.缺点:- 水电站建设需要大量的投资和土地资源;- 水电站建设对河流的生态环境有一定的影响;- 水电站在干旱季节可能遭受水源不足的困扰。
五、水电站的影响1.经济影响:水电站的建设能够促进当地的经济发展,创造就业机会,提高能源供应稳定性。
2.环境影响:水电站的建设会对河流的生态系统产生一定的影响,如水库淹没面积的增加、鱼类迁徙受阻等。
3.社会影响:水电站建设后会对当地的居民生活和交通产生影响,也可能导致一些因迁建所带来的社会问题。
六、水电站在中国的发展中国是世界上水电资源最丰富的国家之一,水电站在中国的发展非常迅猛。
水电站基本类型
水电站基本类型大体上分为坝式水电站、引水式水电站、混合式水电站和潮汐式水电站。
具体如下:
1.坝式水电站:是在河流上拦河筑坝,壅高水位,以形成发电水头的水电站。
坝式水电站按厂房与坝的相对位置,可分为河床式、坝后式、坝内式、厂房顶溢流式、岸边式和地下式等。
2.引水式水电站:是采用引水建筑物集中天然河道落差以形成发电水头的水
电站。
根据引水道的水力条件,引水式水电站可分为无压与有压两类。
无压引水采用明渠或无压隧洞明流引水,适用于中小型水电站;有压引水采用压力隧洞或压力管道引水,适用于大中型水电站。
3.混合式水电站:是由挡水建筑物和引水系统共同形成发电水头的水电站。
4.潮汐水电站:是利用大海涨潮和退潮时所形成的水头进行发电的。
5.抽水蓄能电站:是装设具有抽水和发电两种功能的机组,利用电力低谷负
荷期间的剩余电能向上水库抽水储蓄水能,然后在系统高峰负荷期间从上水库放水发电的水电站。
水电站的基本类型水电站是将水能转化为电能的一种发电厂。
它利用水资源的可再生性,将水流能量转化为电能,是目前世界上最为常见的可再生能源发电方式之一。
水电站的基本类型主要有以下几种:1. 水坝式水电站:水坝式水电站是最常见的一种类型,它通常利用大型水坝拦河筑堤,形成人工水库,通过大坝上的泄洪闸门来控制水位高低。
水库里的水位被提高后,水流通过闸门流出,通过引水渠道引入厂房内的水轮发电机,水轮发电机通过转动发电机发电,从而将水能转化为电能。
2. 井式水电站:井式水电站通常是在具有水源的山谷或者山区地带建设的一种小型水电站。
它的特点是利用地势高差和地下水的压力来发电。
井式水电站通过地下水流动产生的压力来带动水轮机发电。
它不需要建设大坝,只需建设一座小型堰坝,然后利用井道引水,将水导入发电设施中,通过水流的压力来驱动涡轮机,进而发电。
3. 潮汐式水电站:潮汐式水电站是在海洋或者潮汐区建设的一种特殊水电站。
它利用海洋潮汐的周期性和规律性,通过潮汐上升和下降的水流能量来发电。
潮汐式水电站通常由大型涡轮机和发电机组成,通过潮汐的涨落产生的水流能量带动涡轮机转动,从而产生电能。
4. 迭级式水电站:迭级式水电站也被称为多级水电站,它是由多个水电站串联而成的一种发电系统。
迭级式水电站充分利用了河流的水流高度差,通过串联多个水电站来提高发电效率。
每个水电站通过引水渠道将水引入到下一级水电站,水能就此得到充分利用。
在迭级式水电站中,通常会设置多级泵站,将过多的水从下游泄洪,以保证河道的安全。
以上就是水电站的几种基本类型。
虽然每种类型的水电站在设计和运行上存在一定的差异,但它们的基本原理都是将水能转化为电能。
随着技术的进步和水资源的合理利用,水电站作为一种清洁、可持续的能源发电方式,在未来的能源转型中将扮演着重要的角色。
水资源开发方式及水电站的基本类型水资源的开发是人类发展中不可或缺的一部分。
水电站作为一种利用水资源的能源设施,在能源生产中起着重要的作用。
本文将介绍水资源开发的方式以及水电站的基本类型。
水资源开发方式1. 水库式水库式开发是指通过建设水库储蓄水量,控制水流,调节水的流量、水位,进而利用水资源。
水库式开发的主要优点是可稳定控制水流,能调节水位,既能产生电力,也能保障水文要求。
水库式开发主要适用于多降水季节分明的地区。
其缺点主要在于需要占用大面积土地,造成林木、沙土等资源损失,同时也可能影响地质环境。
2. 河流式河流式开发是指直接利用河流水流的动能,沿河筑建水电站,利用水涡轮发电的方式。
相较于水库式开发,河流式开发更加利用了自然环境,不需要占用土地资源。
同时,也不造成林木等损失。
河流式开发主要适用于降水分布平均的地区。
其缺点主要在于水流量受季节性影响,夏季水位下降,冬季水位上升,进而可能影响水电站的发电效率。
3. 潮汐式潮汐式开发是指利用海潮的周期性变化(潮汐)来推动涡轮旋转,进而产生电能。
潮汐式开发主要应用于世界范围内海岸线上落差大、潮流猛烈的地区,如英国、法国等国家。
潮汐式开发的主要优点是水流量和水液压稳定,潮汐幅度周期性很好,适宜供电。
其缺点主要在于建设难度大,造价高,成本回收期长。
4. 活动式活动式开发是指沿海水域等潮汐与水流较快、巨浪较高的地区建设可移动式海上水电站。
活动式开发的优点在于可以自由选择建设位置,从而最大限度地利用自然资源。
同时,也不会对生态环境产生损害。
活动式开发目前应用较少,主要缺点在于建设成本较高,难度大,需要具备更高的技术实力。
水电站基本类型1. 水轮式水轮式电站是最早的、应用最广泛的水电站类型之一。
主要通过利用水流动力旋转涡轮,带动发电机发电。
水轮式电站的优点主要在于适用范围广、可靠性高、存在技术经验,同时生产成本较低。
其缺点在于需要占用较多土地资源,同时也可能对水生生态环境产生影响。
水电站竞价策略研究哈建强(沧州水文水资源勘测局河北沧州 061000)摘要:本文较详细的介绍了水电站竞价策略的相关问题,提出有必要提供一种有效机制,协调水电厂与其他类型发电厂的发电计划,实现水能资源的合理利用,而且需研究设计合理的辅助服务补偿或竞争机制,通过价格杠杆引导和激励水电厂仍然能够为系统提供充足的辅助服务支持。
因此,为保证水电在完成年度合约电量后,遇到枯水年份时还有一定的电量能够用来参与市场竞争,应合理确定竞争电量比例。
关键词:水电站;价格杠杆;系统;竞价Strong hydroelectric station price tactics studiesHA Jian-qiang(Cang Zhou City hydrology water resource surveys bureau, Hebei Cang Zhou City, 061000)Abstract: Strong hydroelectric station price tactics relevance problem the main body of a book has been introduced comparatively detailedly, suggest that being necessary providing one kind of effective mechanism, harmonize water and electricity factory comparing with other type power plant electric power generation plan, the reasonableness realizing hydroenergy resource makes use of , need and studying sufficient assisting designing that rational assisting serves compensation or competitive system , providing by the fact that the lever of price guiding water and electricity to be able to be system and stimulating serves support. Therefore, be guarantee after water and electricity accomplishing year contract quantity of electric charge , come across to still have certain quantity of electric charge time low water age being able to be used to participate in market competition, should ascertain the quantity of electric charge competing rationally proportion.Keywords:1 水电站的类型1.1 当前水电站的分类根据不同的分类方式,水电站可分为多种类型。
按综合利用情况分类,可分为单一发电水电站、以发电为主兼顾综合利用功能的水电站、以综合利用为主兼顾发电的水电站。
按调节性能分类,可分为径流式水电站(含日、周调节电站)、季调节水电站和年调节水电站(含多年调节水电站)。
按水文联系分类,可分为孤立水电站和梯级水电站。
图1 水电站类型示意图1.2 水电的技术经济特性(1) 水电是可再生的清洁能源,是国家鼓励开发和优先利用的能源。
(2) 水力发电受河川天然径流年际和季节性丰枯变化的影响,来水具有较大的不确定性,同时受水情预见期及预报精度的限制,水电站对发电出力和发电量的可控性不高。
(3) 许多水电站除了发电以外,一般还担负有防洪、航运、灌溉、供水等综合利用任务,发电调度受到不同程度的制约。
(4) 水电站具有流域梯级分布的特点,上下游梯级水电站之间存在天然的水力联系,电站的发电效益与水库或梯级水库群的调度运行方式密切相关。
(5) 水电机组启停灵活、响应速度快,是电力系统理想的调峰、调频和备用电源。
(6) 水电成本构成主要是固定成本,由于水电站投资巨大,电站投运初期财务费用较高,电站经营较为困难,变动成本所占的比重较小,而火电成本中变动成本所占的比重较大。
1.3 我国水电站基本情况从目前最新的数据来看,截至2005年底,水电份额已占华中电网43%,占南方电网32%,其他如华东和东北电网的水电分额都在15%以下。
我国水电资源大多处于西部,通过市场竞争也有利于西电东送,促进资源的优化配置。
2 水电加入电力市场面临的问题由于水电站存在来水的不确定性、上下游梯级调度和竞争的协调、水库调节性能的差异、电能主市场与辅助服务市场的关系、水库综合利用要求等问题,加上水火电之间、新老电站之间的电价差别及省(区)经济发展不平衡等问题,使水电参与竞争变得非常复杂。
2.1水电站来水的不确定性水电站的来水在时间上的变化是一种随机过程,具有很大的不确定性,既表现在年际间,也体现于年内各时段。
在年际间,各年的径流量有很大差别,虽可发现有连续若干丰水年和若干枯水年相间的周期,但周期长短不定,具有随机性质;年内径流变化具有明显的季节性,有丰水期和枯水期之分,且各时段径流的变化仍是随机的。
由于水电站的出力过程预测精度很差。
就会造成水电站签订的中长期合约电量、日前交易电量与电站的实际发电能力存在偏差,可能会出现出力不足或者出力富余甚至大量弃水的情况,而使竞争水电站面临较大的市场风险。
因此,有必要提供一种有效机制,协调水电厂与其他类型发电厂的发电计划,实现水能资源的合理利用。
2.2 水库调节性能的差异问题受来水年际及年内季节性丰枯变化的随机性影响,水库调节能力越差发电出力的不确定性越大,在电力竞争市场越处于不利地位,因此需要根据不同调节性能的电站的电能分布特性,研究其适宜的交易品种及交易方式。
市场规则设计应为各类水电站自主确定参与交易的品种提供相对灵活的选择机会。
2.3 梯级水电竞争交易协调与梯级调度协调问题梯级水电站在运行方式和发电量方面有着紧密的水力联系,通过水电群的联合优化调度可以获得较大的库容补偿和水文补偿效益。
但一些梯级水电站由于隶属于不同的业主,如果各梯级水电站参与市场交易时缺乏协调,一方面由于信息不全或者上下游电站中标电量不匹配,可能会带来较大的市场风险,另一方面由于各自追求自身利益的最大化,将影响水力资源的优化利用。
需深入研究梯级水电参与竞争交易时的报价方式问题、中标电量协调和兼顾水库优化调度协调的机制。
2.4 水电电能量主市场与辅助服务市场的关系协调问题水电机组出力调节范围大,启停机速度快,运行方式灵活,是电力系统内重要的调峰、调频、旋转备用容量。
如果参与市场竞争交易,水电厂为了追求最大的经济利益,可能不愿意承担传统的辅助服务任务,这样会对电力系统的稳定运行产生不利影响。
因此,需研究设计合理的辅助服务补偿或竞争机制,通过价格杠杆引导和激励水电厂仍然能够为系统提供充足的辅助服务支持。
2.5 水电弃水电量问题现状条件下水电产生弃水的原因可分为两类,一类是来水的随机性不能适应市场负荷需求的变化引起的,另一类是受输电网络、调度和市场机制等因素限制,造成在区域电力供应不足的同时,水电还有大量弃水的现象。
水电是清洁的可再生能源,是国家提倡优先利用的资源,如何利用市场机制解决水电弃水电量问题,是提高电力市场优化配置水电资源的一个重要组成部分。
3 水电竞价策略相关的问题这里对水电竞价策略的研究主要是针对水火电同一市场的竞争方式,不同类型水电站在市场中的策略(远期合约,现货交易市场,金融交易市场)。
包括水火电竞价方式,现货市场的报价,风险规避等。
3.1水火电竞价方式的选择水电如何进入市场参与竞价,是当前和今后一段时间我国电力市场建设必须面临的重要课题之一。
水电参与市场竞争可以有“水水单独竞争”和“水火同台竞争”两种模式。
(1)如果单独为水电构建一个竞争平台,则在丰水期水电同处于大发、满发阶段,由于我国水电调节性较差,因此相互之间难以配合运行,相互竞争势必会产生大量弃水。
(2)而水火电在同一个平台上竞争有利于资源优势互补。
“水火同台竞争”的交易模式,一方面有利于水电参与市场竞争后市场的平稳过渡和市场交易模式的良好衔接;另一方面也可以实现水火互济,充分利用可再生的水能资源,减少水电弃水调峰损失电量,在更大的范围、更有效的平台上实现区域电力市场的资源优化配置。
所面临的问题:如果水电与火电采取统一标准在同一个平台排序竞价,在充分竞争(供大于求) 的市场环境下,水电较火电有更强的竞争力,水火电的上网电价将趋近于两者的平均价格,整体电价水平将下降,但在目前供不应求的情况下,必然会导致水电的上网电价上涨到与火电相当的水平,导致销售电价的整体上涨,从而影响区域经济的协调发展。
制定规则应有利于防止电价的暴涨,通常有以下三种方案。
(1)在水火电统一限价的前提下,水火电同一个平台排序竞价,按照市场交易规则确定市场出清价格。
水电结算价格为市场出清价格与水电结算价格修正系数的乘积。
水电结算价格修正系数为各水电厂核定上网电价与省区内竞争水火电加权平均上网电价的比值。
α = PA/PW式中,α为水电结算价格修正系数;PW为水电厂核定上网电价;PA为省区内竞价水火电加权平均上网电价。
(2)水电设立独立价格上限,价格上限为国家核定上网电价上浮一定比例。
水火电同一个平台排序竞价,按照市场交易规则确定市场出清价格。
水电结算价格超过价格上限时,按照价格上限结算,超出部分不予结算。
(3)设置水火价格协调系数。
在水电申报价格基础上考虑水火价格协调系数后和火电在同一个平台排序竞价,按照市场交易规则确定市场出清价格。
3.2现货市场的报价策略在现货市场中,市场将按照每个发电厂的报价进行排序,从而确定市场出清价。
在实际电力市场运作中报价是电力市场中电厂的基本行为。
电厂的报价反映了电厂的运行成本和市场供求,决定着机组能否上网发电及其上网电量。
从电网的角度看科学的报价可以为电网提供良好的运行条件,最大程度地优化安排机组出力。
因此,研究电厂报价策略是发电商和供电商都是有实用价值的。
制定电厂报价策略要考虑以下两个因素:一是电厂的成本,成本加合理的利润构成了电能这一商品的价值;二是市场的供求状况和电能资源的边际价格。
因此,严格核算成本和捕获市场中获利的商机是电厂报价系统的核心。