小型水电站水务计算探讨

建筑工程小水电站计算与介绍小水电站是一种利用水能发电的设施，主要适用于山区、丘陵地区，通过引水渠道将水引入机组，利用水的落差和流速来驱动水轮机旋转，从而带动发电机发电。

本文将从小水电站的计算以及介绍两个方面展开，详细介绍小水电站的设计与运行原理。

一、小水电站的计算1.水头计算：水头是指水的落差，也即是水从引水渠道进入机组时，高度的差值。

在小水电站的设计中，常通过调查和勘测来确定水头。

水头的计算还需要考虑水流速度、水流量和水轮机的效率等因素。

2.水流量计算：水流量是指单位时间内通过水轮机的水的体积。

小水电站的水流量计算通常基于流量公式：Q=A*V，其中Q为水流量，A为水流截面面积，V为水流速度。

水流截面面积可以通过渠道的断面测量得到，水流速度则可通过测流仪或其他流速测量设备来获得。

3.功率计算：小型水电站的功率计算相对简单，采用的公式为：P=Q*H*η，其中P为发电站的功率，Q为水流量，H为水头，η为水轮机的效率。

根据水流量、水头和水轮机效率的不同变化，可以得到小水电站在不同条件下的发电功率。

4.发电量计算：发电量是指小水电站在一定时间内所产生的电能总量。

发电量的计算公式为：E=P*t，其中E为发电量，P为发电功率，t为发电时间。

可以通过实际运行数据来计算发电量，也可以通过模拟计算得到。

二、小水电站的介绍1.水轮机：水轮机是小水电站的核心设备，负责转化水能为机械能，再由发电机转化为电能。

水轮机一般分为垂直轴水轮机和水平轴水轮机两种类型，具体选择可以根据水能资源和地形条件来确定。

2.引水系统：引水系统是把水从上游引入机组的设施，主要由引水渠道、闸门和水管组成。

引水系统的设计需要根据山区地形、水流情况以及水头等因素来决定，以确保水能充分利用并保证水轮机的稳定运行。

3.发电机组：发电机组是将水轮机的机械能转化为电能的设备，主要由发电机、变压器和配电系统组成。

发电机的选择需要根据小水电站的功率和电网要求来确定，通常选择同步发电机。

中华人民共和国行业标准SL 77-94小型水力发电站水文计算规范Hydrological calculation norms for small hydro power1994-04-05发布1994-05-01实施中华人民共和国水利部发布主编单位：水利部农村电气化研究所批准部门：中华人民共和国水利部中华人民共和国水利部关于发布《小型水力发电站水文计算规范》(SL 77-94)的通知水科教[1994]120号由水利部农村电气化研究所主编的《小型水力发电站水文计算规范》,经审查,批准为水利行业标准,其编号为SL 77-94.该标准从1994年5月1日起实施.实行中如发现问题,请及时反映给主编部门；该规范由水利部水电及农村电气化司负责解释,由水利电力出版社出版发行.1994年4月5日目次1总则2设计径流3流量历时曲线4枯水分析5设计洪水6水位流量关系7泥沙,蒸发,冰情及其他8成果合理性检查附录A装机容量小于500kW和小于100kW的小水电站的水文分析计算附加说明1总则1.0.1为保证小型水力发电站(以下简称"小水电"或"小水电站")水文分析计算质量,提高成果的可靠性,结合小水电特点,制定本规范.1.0.2本规范适用于装机容量2.5万kW以下(含2.5万kW)各类小水电站可行性研究和初步设计阶段的水文分析计算,规划阶段亦应参照使用.对装机容量小于500kW的电站,可根据实际情况适当简化内容,放宽要求；对小于100kW的微型电站,可参照执行.详见附录A.1.0.3小水电水文分析计算的基本资料应包括以下内容：(1)水文,气象资料；(2)流域自然地理,河流特征资料；(3)流域水利水电工程开发等人类活动影响资料；(4)水文,气象区域综合分析研究成果；(5)其他有关资料.1.0.4小水电水文分析计算必须在认真调查和搜集水文,气象等基本资料的基础上,根据资料条件和工程特点,正确应用我国现行的中小流域水文分析计算方法和经省级以上行政主管部门审定的区域综合分析研究成果及其配套查算图表.1.0.5小水电水文分析计算报告,应按照本规范内容逐章编写,依次说明流域情况,参证测站,引用资料,计算方法及其参数定量,明确给出分析计算结论,顺序列入全部采用成果和主要图表.1.0.6 小水电站装机容量,调蓄库容,集水面积任一项指标达到大中型水利水电工程级别下限的,水文分析计算按《水利水电工程水文计算规范》(SDJ214-83)和《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-93)执行.2 设计径流2.0.1 小水电水文分析计算,应提供以下全部或部分的基本设计径流成果：(1)多年平均和各指定频率或各设计代表年的年径流,汛期径流,枯期径流,最枯月径流；(2)各设计代表年的年内分配.2.0.2 设计径流,根据不同资料条件,主要应采用以下方法：(1)当站址有足够径流资料时,进行频率分析计算；(2)当站址上下游,本流域,相邻流域或附近水文气象相似区域内有径流参证测站时,按集水面积比例缩放移用参证测站频率分析计算成果；(3)当无以上资料条件时,进行区域综合分析计算.2.0.3 在狀项连续径流系列中,按由大至小顺序排列的第m 项经验频率P m 用数学期望公式计算：P m ＝%1001⨯+n m (2.0.3) 径流频率曲线采用皮尔逊Ⅲ型；根据经验频率点据推求频率曲线时,一般可采用"三点法",或由电子计算机拟合.2.0.4 实测径流资料不足时,应首先考虑插补延长径流系列后进行频率分析计算；用于频率分析计算的连续径流系列一般不应少于20年；插补延长径流系列的相关参数至少应有5年左右连续或不连续的同步实测系列.2.0.5 径流系列插补延长,可根据上下游,本流域,相邻流域或附近水文气象相似区域内资料情况,采用集水面积比例,水位流量相关,降水径流相关,径流相关或其他经过检验论证的方法. 2.0.6 采用集水面积比例缩放的方法移用参证测站频率分析计算成果和插补延长径流系列,应符合以下要求：(1)相比拟流域的地质,地形,植被条件,人类活动影响基本相同或相似；(2)集水面积相差一般不超过50%；(3)同时用多年平均降水量或相应降水量比例进一步修正集水面积比拟成果.2.0.7 进行区域综合分析计算,除按1.0.4条的原则使用现行的区域综合图表外,还应根据资料条件,工程设计需要和工作深度,进一步分析综合以下关系：(1)区域天然年径流和集水面积关系；(2)区域年降水和年径流关系.2.0.8 必须对已确定使用的年径流系列进行代表性分析和一致性分析.分析年径流系列代表性的主要方法,应是直接作出流域内,水文气象相似区域内或气候一致区内长系列雨量站年降水量过程线及其10年滑动平均曲线,分析年降水周期变化规律,对比其长系列和与年径流系列同步的短系列的统计参数.分析年径流系列一致性的主要方法,应是分析流域年降水径流关系的年际变化,或是调查了解流域水利水电工程历史发展情况.2.0.9 年径流系列代表性和一致性分析,除一般地评价外,还应具体定性或定量地确定：(1)人类活动对年径流的影响；(2)系列均值水平；(3)未来径流形势.2.0.10 根据电站设计保证率和资料条件,丰,平,枯三个设计代表年年径流频率可分别取为5%~25%,50%和75%~95%.2.0.11设计代表年年内分配和各月内分配,根据经验频率接近设计频率的实测典型年(设计典型年)同倍比缩放确定；设计典型年应选择年内月内实测径流资料完整或比较完整且对电站未来运行较为不利的典型.2.0.12实测径流资料短缺时,应按不同的降水和径流资料条件,采用以下方法确定设计代表年年径流量及其年内或月内分配：(1)按集水面积比例直接或经综合后移用参证测站资料.(2)应用已有的径流区域综合图表.(3)从降水量参证测站几个相近频率的年降水量设计典型年年份中,选取有实测径流资料的年份作为年径流设计典型年；相应的设计代表年年径流量用区域综合等方法确定.(4)无以上资料条件时,在降水量与径流二者的年内分配有较好关系的地方,设计代表年年内分配可根据降水量参证测站设计典型年各月降水量占全年降水量的百分数,加上适量基流后确定.2.0.13在相关分析中,不得进行辗转相关,一般不必计算相关系数和选配回归方程.相关关系好坏,可直接由相关图目估判断；在对个别突出点据分析处理后,可徒手定线,图上读值.2.0.14站址以上流域人类活动影响较大时,一般不宜进行年径流还原计算；但无人类活动影响或影响较小且需要移用径流参证测站资料时,则应考虑参证测站天然年径流还原问题.2.0.15受人类活动影响较大的径流系列,一般不宜进行频率计算,应根据受流域水利水电工程等较大影响前后系列的长短,采用以下方法定量确定反映现实情况的实际径流特征：(1)实测径流资料短缺时的径流计算方法；(2)分析对比流域年降水径流关系的变化；(3)直接统计分析受较大人类活动影响后的实测径流系列.2.0.16除人类活动外,小水电设计径流应注意复杂的地形地貌(如极不均匀或极不稳定河道),特殊的地质条件(如喀斯特)和突发的自然事件(如洪水溃堤)等对径流的影响.2.0.17小水电梯级电站,灌渠电站,抽水蓄能电站和跨流域引水的电站,一般可按本章设计径流.梯级电站的上级电站对梯级水文情势影响较大时,应按电站泄引水方式,区间集水面积大小和有关资料计算各级电站径流.3流量历时曲线3.0.1小水电水文分析计算,应提供电站引水口断面,坝址断面或入库断面等设计断面的日平均流量历时曲线.3.0.2推求日平均流量历时曲线,根据不同资料条件主要采用以下方法：(1)应用丰,平,枯三个年径流设计代表年的全部日平均流量,分级或不分级排队统计；(2)按集水面积比例和多年平均年降水量比例直接缩放移用径流参证测站的日平均流量历时曲线；(3)综合区域日平均流量历时曲线.3.0.3实测径流资料短缺时,根据不同的资料情况,也可用以下方法推求日平均流量历时曲线：(1)不经过同倍比缩放,直接统计分析丰,平,枯三个设计年径流设计典型年的日平均流量；(2)仅统计分析年径流平水代表年或接近平水代表年的平水典型年的日平均流量；(3)先推求月平均流量历时曲线,然后经径流参证测站的或区域综合的日,月平均流量历时曲线的对比分析,将月平均流量历时曲线转换为日平均流量历时曲线.3.0.4推求日平均流量历时曲线,应在径流分析计算工作成果基础上进行,所应用的设计径流成果必须经过系列代表性,一致性和人类活动影响等分析.3.0.5流量保证率仍采用经验频率的数学期望公式(2.0.3)计算.3.0.6根据资料条件和电站规划设计的需要,可进一步推求或综合以下形式的流量历时曲线：(1)各设计频率的日平均流量历时曲线；(2)枯期日平均流量历时曲线；(3)"日平均流量-多年平均流量(或集水面积)-保证率"关系曲线.3.0.7图示流量历时曲线,应根据流量变幅,流量历时曲线的形式和实际分析计算工作的需要,分别选用合适的普通格纸或对数格纸绘制.4枯水分析4.0.1除枯期径流和流量历时曲线外,小水电水文分析计算应根据资料条件和工程设计要求,提出以下全部或部分内容的枯水分析成果：(1)年内枯水一般规律和异常变化,包括平水年(或多年平均),枯水年,特枯年枯期,连续最枯三个月或两个月和最枯月径流量及最小日平均流量；(2)年际枯水一般规律和异常变化,包括枯水年,特枯年和连续枯水年段发生的周期规律；(3)人类活动对枯水径流的影响；(4)未来枯水径流形势评估.4.0.2枯水分析,应在径流分析计算和推求流量历时曲线工作成果基础上进行；除应结合洪水调查和站址勘察调查枯水外,还应在枯期进行专门的枯水调查.4.0.3专门枯水调查中的野外工作,可选择在年内枯季长期干旱无雨的时期进行.除一般描述外,调查的主要内容应有：调查时的河道枯水水位,流量；历史枯水的年份,发生时间,水位,流量,持续历时,或河道干涸断流的年份,发生时间,持续历时；人类活动对枯水的影响.4.0.4调查时实测的枯水流量水平,应根据流域代表性雨量站或降水量参证测站的年,枯期降水量系列和当年相应的年,枯期降水量或干旱无雨情况,对比分析确定.5设计洪水5.0.1小水电水文分析计算,应根据资料条件和工程设计要求,提供以下全部或部分的设计洪水成果：(1)各设计频率的年最大洪峰流量；(2)各设计频率的分期最大洪峰流量；(3)各设计频率的年和分期设计洪水过程线.5.0.2小水电设计洪水,应按《水利水电工程设计洪水计算规范》的主要原则,内容和方法进行；但可结合小水电特点,适当降低要求和简化.5.0.3小水电站厂房,引水输水建筑物,挡水泄水建筑物的设计洪水标准,应符合《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》("山区,丘陵区部分"和"平原,滨海部分",SDJ12-78和SDJ217-87,试行)及其《补充规定》的规定,按具体情况分别确定或综合选定.5.0.4当站址或其上下游附近有足够实测洪水资料时,应按《水利水电工程设计洪水计算规范》有关章节规定,进行频率分析计算,根据实测洪水资料直接推求设计洪水.5.0.5当站址或其上下游附近实测洪水资料短缺时,主要应根据经审定的全国和各省(自治区,市)暴雨和产流汇流区域综合研究成果及其配套查算图表(以下简称"暴雨洪水查算图表"或《图表》),由设计暴雨间接推求设计洪水.5.0.6由设计暴雨推求设计洪水时,设计雨量应根据暴雨洪水查算图表确定；设计雨型,产流汇流参数和设计洪水过程线,除应用暴雨洪水查算图表的区域综合成果外,凡有条件的,都应根据参证测站实测暴雨洪水资料分析综合选定.5.0.7小水电设计成洪暴雨历时一般可取为24φ；但应根据站址流域集水面积的大小和参证测站实测暴雨洪水资料的分析综合成果,合理确定设计雨型中同频率控制的短历时成峰暴雨时段.5.0.8为方便和准确确定各设计短历时暴雨量,可根据全国和各省(市,自治区)长,短历时暴雨等值线图的查算数据,在双对数格纸上作出设计流域的"暴雨历时-频率-雨量关系"线.5.0.9当站址或其上下游附近实测暴雨洪水资料短缺,又无法确定设计流域暴雨洪水参数时,也可在双对数格纸上,作出本区域各参证测站的"实测和调查大洪水洪峰流量模数(M)-集水面积(F)-重现期(N)"关系线,用区域综合法估算小水电设计洪水.5.0.10小水电设计洪水,必须考虑调查的历史洪水.可靠或较为可靠的特大或较大的历史洪水,除应当用来参与频率计算,或验证由区域综合成果确定的设计洪水,或辅助推求水位流量关系曲线外,当资料条件十分困难时,可直接作为设计洪水.5.0.11当站址或其上下游附近已有调查洪水成果时,可以直接从省(自治区,市)刊布的有关资料引用,否则应当在站址河段进行洪水调查；对影响较大的电站,即使已有刊布的河段洪水调查成果,仍必须进行调查复核.5.0.12小水电洪水调查资料和洪峰流量计算成果,应按原水利电力部1979年颁发的《洪水调查资料审编刊印试行办法》规定的主要内容和图表格式进行整理,附入水文分析计算报告.5.0.13估算调查洪水的洪峰流量一般可采用比降法公式.条件允许时,应在距站址上下游各为100~300m的河段内,查证两个以上洪痕,布设两个计算断面,采用两断面算术平均或两断面比降法公式估算洪峰流量.5.0.14小水电梯级电站设计洪水,应根据梯级枢纽布置情况,电站泄水或引水方式,区间集水面积大小,估算区间设计洪水同经上级电站调节后下泄的同频率设计洪水的组合洪水.6水位流量关系6.0.1电站设计断面的水位流量关系,不得直接移用河道内其他断面的关系.当站址上下游附近有水文测站时,应通过设立临时水尺观测或通过调查测量,分析各级代表水位下河段水面曲线或水面比降的变化规律,修正水位后间接引用水文测站现有的水位流量关系.6.0.2站址河段无水文测站时,应根据河段纵断面图和设计断面横断面图,参证主槽河底平均比降和洪,枯水调查的测时水面比降及其估算流量,采用单断面比降法公式计算各级假定水位下相应的流量,建立"计算的"的水位流量关系.6.0.3在初步设计阶段,无论是"间接引用的"还是"计算的"设计断面水位流量关系,都应在站址待机实测低,中,高各级水位下的流量进行验证.6.0.4对于小水电站址受回水,冲淤,洪水涨落,水草生长等影响的非单一的水位流量关系,应观测分析或实测验证；如相关点群离散程度不大,一般可取平均关系.6.0.5设计断面大断面测量,河段河道纵断面测量和流量测验,一般应按我国现行的水文测验规范进行.7泥沙,蒸发,冰情及其他7.0.1对河流全年多沙和汛期洪水挟沙较多的小水电站址,应根据资料条件和工程设计要求,提供以下全部或部分的泥沙计算成果：(1)多年平均和丰沙,平沙,少沙设计泥沙代表年的悬移质含沙量,输沙量(率)及其年内分配；(2)多年平均和丰沙,平沙,少沙设计泥沙典型年的年最大断面平均悬移质含沙量及出现月份；(3)多年平均悬移质泥沙颗粒级配或平均粒径,最大粒径；(4)汛期推移质情况的定性描述.7.0.2小水电悬移质泥沙计算,根据不同的资料条件,主要采用以下方法：(1)当站址上下游或流域内有泥沙参证测站时,直接移用参证测站的泥沙特征值；(2)当泥沙参证测站位于附近周围其他流域,按设计流域同参证流域多年平均年降水量或年径流量的比值,缩放移用参证测站的泥沙特征值；(3)无以上资料条件时,应用已有的泥沙区域综合图表；必要时,临时施测.7.0.3悬移质泥沙频率分析计算方法和要求等规定,同年径流和洪水频率分析计算.7.0.4对一般水库电站,小水电水文分析应根据流域内或水文气象相似区域内蒸发量参证测站资料或已有的蒸发量区域综合图表,提供设计站址多年平均水面蒸发量和陆面蒸发量及其年内分配.7.0.5在我国北方地区,小水电水文分析计算应根据当地水文特征统计等水文,气象资料,给出站址冰情特征,内容包括：封冻和解冻时河流形势；岸冰出现,流凌出现,全河封冻,融冰最早,最迟和多年平均日期；封冻期冰厚；冰塞,冰坝和流冰大小等情况及其可能的危害.7.0.6在喀斯特地质区域,小水电水文分析计算应提供站址水化学资料,内容主要是对水轮机有严重破坏作用的侵蚀性游离CO2和HCO3等离子的含量及其季节变化规律.8成果合理性检查8.0.1对设计径流,设计洪水,流量历时曲线和水位流量关系成果,必须进行合理性检查；没有经过合理性检查的单站单次分析计算结果,不得列为正式成果.8.0.2成果合理性检查,应利用所掌握的全部参证测站,设计站址的全部实测资料和分析计算成果,采用几种估算,推求方法,进行多站同种方法成果的面上分布规律研究和单站多种方法成果的对比分析,按一法为主,多法比较,综合分析,合理选用的原则确定正式成果.8.0.3成果合理性检查的参数或项目,最主要的应有：年径流均值；设计洪峰流量,洪量；调查洪水洪峰流量及其比降法计算公式中的河床糙率狀值；流量历时曲线和水位流量关系曲线形状及其特征；枯水保证流量.8.0.4条件允许时,除工程设计指定的设计频率或设计保证率成果外,可图示和列表给出全部各主要频率或保证率的成果；同时,进一步作出本流域或本区域径流,洪水综合图表,为成果合理性检查和解决无资料站址的水文分析计算提供重要的工具和手段.8.0.5各种方法分析计算的设计年径流均值和设计洪水洪峰流量数据应基本相同,并应同全国或地方各种区域综合等值线图,相关曲线或经验公式基本协调,在流域,区域和沿河上下游,干支流等面上分布基本合理,与降水量空间变化基本相应.8.0.6当几种方法的成果在数值上相差较大(例如相差15%以上),或存在明显不合理的地区分布而又无法解释,或同降水量空间变化矛盾较大时,应认真查找原因,调整成果,必要时重新分析计算.8.0.7应特别注意调查洪水洪峰流量估算成果的合理性检查.检查主要是比较：各站址同年洪水及其暴雨空间分布；同站址不同年份洪水的大小排列；一定重现期的调查洪水同流域或区域内实测和已知调查洪水的量级.8.0.8为鉴别一定重现期的调查洪水洪峰流量合理的量级范围,可应用区域综合的"实测和调查大洪水洪峰流量模数(M)-集水面积(F)-重现期(N)"关系进行检查.8.0.9如果在合理性检查中发现调查洪水洪峰流量估算值过大过小时,应首先注意检查比降法公式中河床糙率狀的取值是否合理,并应用参证测站实测资料验证比较.8.0.10对流量历时曲线,应分析,检查各流量历时曲线之间的相互关系和流量变幅,基流大小对曲线形状的影响；对水位流量关系曲线,应对比,协调横断面特征同曲线形状的关系.附录A装机容量小于500kW和小于100kW的小水电站的水文分析计算A1.0.1"对装机容量小于500kW的电站,可根据实际情况适当简化内容,放宽要求",主要应用已有的区域综合图表和进行洪,枯水调查,简单提供以下全部或部分水文分析计算成果：(1)多年平均年径流量及其年内分配；(2)调查枯水,包括估测的枯水流量,年内枯水月份及其一般持续时间；(3)设计洪峰流量及其相应的水位流量关系,或调查洪水洪峰水位；(4)悬移质泥沙,推移质,冰情一般定性描述,年降水量,气温等一般气象情况.除洪,枯水和人类活动影响调查了解外,系列代表性分析,推求流量历时曲线,成果合理性检查,编写专门的水文分析计算报告等工作内容可以省略.A2.0.1"对小于100kW的微型电站,可参照执行".例如可查读已有的区域综合图表,确定站址的多年平均年径流量或平均流量；在站址调查历年较高的洪水位,以确定厂房高程,等等.附加说明主编单位：水利部农村电气化研究所主要起草人：吕天寿,李季。

算求 得逐 月 的平均 出力 ， 而计算 多年平 均发 电量 。 进
２ 工程 实例
根据丰 、 、 ３个代表年的逐 Ｅ流量历时曲线 ， 平 枯 ｌ 假 设不同流量 ， 可得 出不同的水量利用率 Ｋ和设备利用率 水 能 最 优 利 用 率 Ｃ 优所 对 应 的流 量 即 为设 计 流 量 ． 最
第 ７期
２１ ０ １年 ７月
广 东 水 利 水 电
ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＡＴＥＲ Ｗ ＲＥＳ ＯＵＲＣＥＳ ＡＮＤ ＨＹＤＲＯＰＯＷ ＥＲ
Ｎｏ ７ ．
Ｊ １２ １ ｕ． ０ １
无调节性能小水 电站水能计算方法应 用
鄢 丽 丽 ， 吕文 丽 ， 张旭 辉 ， 。
（ ．广 东省 水 利 水 电科 学 研 究 院 ， 东 广 州 ５ ０ １ ； １ 广 １ ６ ０ ２ ．广 东省 大坝安 全技 术 管理 中心 ， 东 广 州 ５ ０ １ ） 广 １ ６ ０
２１ ０ １年 ７月 第 ７期
鄢丽丽 ， ： 等 无调节性 能小水电站水能计算方法应用
Ｎ ． Ｊ１２ １ ｏ７ ｕ．０ １
表 １ 小 水 电站 设 计 保 证 率
（设 ＝。 Ｉ
１ ５ 装机 容 量 ．
占系 统 比重不 大 的小 水 电站 的装 机容 量 选 择 可 根
据 当地 电力需求 的实 际情 况 ， 采用 技术 经济 比较 的方法
既 考虑 了水 力 资源充 分 利用 ， 考虑 了设 备充 分利 用 。 又 水 量利 用 率 Ｋ采用 下式 计算 ：
＝
量， 可求得 名 ， 重复上述步骤 ， 直至计算 的出力均小于 或 等于所 计 算 的装机 容 量 ／ 为 止 ， 时计 算 的多 年 平 Ｖ 此
均 发 电量 与相应 的装 机容 量 即为所 求 。

【题名】：小型水力发电站水文计算规范【副题名】：Hydrological calculation norms for small hydro power【起草单位】：水利部农村电气化研究所主编【标准号】：SL 77-94【代替标准】：【颁布部门】：中华人民共和国水利部发布【发布日期】：1994-04-05发布【实施日期】：1994-05-01实施【批准文号】：水科教[1994]120号【批准文件】：中华人民共和国水利部关于发布《小型水力发电站水文计算规范》（SL 77-94）的通知水科教[1994]120号由水利部农村电气化研究所主编的《小型水力发电站水文计算规范》，经审查，批准为水利行业标准，其编号为SL77-94。

该标准从1994年5月1日起实施。

实行中如发现问题，请及时反映给主编部门；该规范由水利部水电及农村电气化司负责解释，由水利电力出版社出版发行。

1994年4月5日【全文】：小型水力发电站水文计算规范1总则1.0.1为保证小型水力发电站（以下简称“小水电”或“小水电站”）水文分析计算质量，提高成果的可靠性，结合小水电特点，制定本规范。

1.0.2本规范适用于装机容量2.5万kＷ以下（含2.5万kＷ）各类小水电站可行性研究和初步设计阶段的水文分析计算，规划阶段亦应参照使用。

对装机容量小于500kＷ的电站，可根据实际情况适当简化内容，放宽要求；对小于100kＷ的微型电站，可参照执行。

详见附录A。

1.0.3小水电水文分析计算的基本资料应包括以下内容。

（l）水文、气象资料；（2）流域自然地理、河流特征资料；（3）流域水利水电工程开发等人类活动影响资料；（4）水文、气象区域综合分析研究成果；（5）其他有关资料。

1.0.4小水电水文分析计算必须在认真调查和搜集水文、气象等基本资料的基础上，根据资料条件和工程特点，正确应用我国现行的中小流域水文分析计算方法和经省级以上行政主管部门审定的区域综合分析研究成果及其配套查算图表。

小水电水能计算的简化等流量法摘要：本文主要研究小水电水能计算的简化等流量法，针对洪水、季节性水位变化等水文情况，采用小水力发电机组的简化等流量计算方法，并从结构形式、算法步骤、数学模型三个角度分析探讨了该方法的基本原理和操作流程，实例计算表明，结果符合实际形势，该方法可以有效提升计算效率，为今后的电站设计和运行提供有效参考。

关键词：小水电水能计算；简化等流量法；结构形式；算法步骤；数学模型1.引言小水电水能计算是水力发电工程设计和运行中的一个重要技术内容。

在小水电水能计算中，由于季节性水位变化、洪水及外载荷的作用，水能系统的运行特点变得极其复杂，计算量大，要求运行安全性好而且经济性佳。

而在实际过程中，简化等流量法正是用来降低计算量、提高计算效率的一种有效方法。

它实际上是根据水力学原理(管线定律)，结合小水力发电机组特点，利用求解等流量特性来简化计算过程的一种新技术，用以替代传统的计算方法，满足发电设施快速、准确地解决水力发电机组发电量计算问题的一种新的数学方法。

本文主要从小水电水能计算的简化等流量法的结构形式、算法步骤和数学模型三方面对其进行了详细分析，实例计算表明，所述方法计算结果符合水力发电实际情况，可以有效提高发电机组水力计算的效率，为今后的电站设计和运行提供有效的参考依据。

2.水电水能计算的简化等流量法2.1结构形式小水电水能计算的简化等流量法具有较规范的结构形式。

它的基本框架可以分为三部分，具有输入及数据库、计算和求解、输出和结果三个大块部分。

（1）输入及数据库：该部分主要提供一系列变量，用以描述发电机组的水力特性，在此基础上可以建立简单等流量模型。

这些变量包括渗流等流量模型的参数，水力机及洼地的容积定义、水位位移及洪水流量等。

（2）计算和求解：该部分是简化等流量方法的核心所在。

根据水力学原理，采用一定的数学模型，结合变量及参数，通过计算得出水力机组的有效发电量。

（3）输出和结果：该部分主要在最后输出水力机组的发电量，将结果提示出来，供实际应用。

小型水电站水务计算法的探讨金波(云南滇能(集团)控股公司,云南昆明650011)摘要:小型水电站的水务计算由于前期投入不足,许多技术参数在建设过程中没有得到很好地落实,加之认识上差异,投产后一些技术参数匆匆整定或干脆空缺,造成水电站水务计算的误差或残缺,直接影响电站的正常生产经营和水能优化运行。

在总结滇能集团一些小型水电站水务计算经验的基础上,提出了较为实用的小型水电站水务计算方法,并以老虎山梯级电站为实例进行演示。

关键词:小型;水电站;水务计算;实例中图分类号: TV687.4文献标识码: B文章编号:1006- 3951(2011)06- 0005- 04 DOI:10.3969 j.issn.1006- 3951.2011.06.0020引言随着近年我国经济的快速发展,对电力的需求量大幅提高,在经过1998～2001年短暂的电力富裕时期后,2002年以来全国大部分地区相继出现了电力大量短缺的状况,许多地区在2011年用电紧张的时候缺口额达30%～40%。

目前电力电量不足的问题已得到了社会各界的重视,新增和筹建的电力容量出现了前所未有的增长,但发电容量调节补偿能力同步增长的问题似乎还未提到应有的高度,特别是水电比重大的省份,在用户侧实行峰枯、峰谷电价的同时,应尽快推行发电侧峰枯、峰谷电价政策的实施,使发电侧已投产和在建上网容量的调节能力得到充分发挥。

水电作为大自然赐予人类的宝贵财富,由于运行的机动灵活和水能资源的可再生性,成为迄今人类已发掘的最简捷、最经济的清洁能源,其价值不仅仅在于它的发电量及洁净环保作用,还在于它能方便地为电网提供调频、调峰、补偿、备用等服务。

过去由于国力所限,资金短缺和施工技术落后,水电的开发一直没形成规模,水电的效益也没得到很好体现,大量优质宝贵的水能资源被白白的流失,改革开放后中国经济得到了长足地发展,现今三、五年建一个十多万千瓦的中型水电站已不再是梦想。

小型水电由于其分布广、开发时间短的特点,对迅速解决地区性缺电、地区性扶贫、缓解小区域电网调节能力不足的矛盾具有独特的优势,在近两年缺电严重的背景下,各地小型水电的开发得到了大力地发展从云南电网几十年的运行经验看,水电绝大多数都取得了良好的经济效益,即便是在前几年电力过剩时期,由于其运行费用低、生产过程相对简单、电网对其调频、调峰的依赖性强,水电厂表现出了明显强于其它类型电厂的抗击市场风险能力,我们有理由相信,那些经过科学论证、精心设计和施工而单位造价又低的水电站在电力市场中具有永久的生命力。

小水电站发电量计算的分析探讨１问题的提出小水电站开发形式多样，有的小水电站引水线区间有径流加入，存在区间径流如何分析的问题；有的电站有几处跨流域水库，引水隧洞应如何优化设计以及引水工程能够达到怎样的效果的问题；有的经过扩容改造的电站，冲击式机组与混流式机组一起发电，对不同的水管路水力损失，不同的机组效率，不同的尾水位，如何确定水能参数；也有一些梯级电站，一级电站扩容，二、三级电站不扩容，梯级电站发电量如何重新确定等等。

对于这些问题，如何给出一个更加量化的结论，这就需要小水电站发电量计算的进一步发展和完善。

２电量计算的算法原理根据以往年份的水文规律利用计算机进行演算，来预测设计电站在未来年份中的一个平均发电量数值，这是电量计算的基本方法。

电量算法分插补水文数据、来水量推算、来水量处理、库容曲线拟合、水管路水力损失、系统效率修正、时段发电量计算等几个部分。

３电量计算的分析探讨３．１插补水文数据原始水文资料仅提供每日流量数据，首先需要对水文数据进行插补数据完成逐小时模型水文流量表，以使程序能够以１小时为时间步长进行更为精确的分析计算，插补数据可以采用样条函数，样条插补数据的缺点是可能产生负流量，简单的办法是产生负数流量时以置零处理。

３．２天然来水量推算对于有区间径流加入和几处跨流域引水水库的水电站。

这类电站有多个集雨区，各个集雨区的水文参数以及引水条件有时候并不相似，所以程序对于天然来水量是分区计算和分区处理的。

程序在计算时段发电量时，根据该时段模型水文数据的流量数值，各个集雨区集雨面积和径流深数据，为各个集雨区推算时段来水量。

各个集雨区逐日来水量不宜先期集中处理，而应分散在时段电量计算段中处理，因为像有压隧洞引水入库这种情况逐日入库水量无法事先确定。

３．３来水量处理小水电站有些情况的来水需经过引水后进入电站水库，其中存在一个引水工程的过水能力问题，来水量大时超过引水能力的水量无法到达电站水库，这是一种先期弃水。

学术研 究与探 讨
Ａｃ ａ ｄｅ ｍｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｎｄ ｄｉ ｓ ｃ ｕｓ ｓ ｉ ｏ ｎ
小型水 电站年径流省迪庆州水务局水利水电质量监督站 云南迪庆 ６ ７ ４ ４ ０ ０ ）
［ 摘要１ ， Ｊ 、 型 水电站作 为一种使用便捷 的供 电设施 ，一 直处 于较 为突出的位置 ，小型水 电站具有运行寿命 长、坚 固耐用、价格稳 定的 特 点。 目前 ，在 一些 山 区，尤其是西北部 的偏远 山 区，还没有连接 电厂 与用电 中心的输 电网，所 以还 必须依 靠就地 而建的小型水 电厂供 电。本 文总结 了近几年的 小型 水电厂 的经流水文计算数据 ，并对 其 中 存 在的 问题提 出了改进意 见，希望对以后的小型水 电
站年经流水文分析提 供参考。 ［ 关键词］ Ｊ ｊ 、 型水 电站 年 经流 水文分析计算 【 中图分 类号】 Ｔ Ｖ［ 文献标识码】 Ｂ［ 文章编号】 １ ０ ０ ２ — ２ ５ ６ ２（ ２ ０ １ ４） 一 １ ４ — ２ ５ ２ － １
目前 ，我 国小 型 水 电站 的数 量 庞 大 ，大 约为 ７ 万 座 。 小 水 电 计洪 水 成果 ：各设 计频 率 的年 最大洪 峰 流量 ；各设 计频 率 的 在 我国普及范 围广 ，为 国家 的经济社会发 展和改善农村生 活环 分 期 最 大 洪 峰 流量 ；各 设 计 频 率 的 年 和分 期 设 计 洪 水 过 程 水利 水 电工程设 计 洪水 计算 规 境 做出 了突 出贡献 。小水 电虽然具有很 多优势 ，但也存 在很多 线 。小 水 电设计 洪水 ，应 按 《 问题 ，例如 ：水 电效益低 、安全性差 、年平均发 电量 只有年设 范 》的主要 原则 、内容 和方法 进行 ；但 可结 合小 水 电特点 ， 计 发 电量 的５ ５ ％ ～６ ０ ％。其 原因是 多方面 的 ，但近年来 由于水 适 当降低要 求 和简 化 。小水 电站 厂房 、引水 输 水建 筑物 、挡 资源 的缺 乏 ，导致水 文统计计算 工作 难度加大 ，所以现在做好 水泄水 建 筑物 的设 计洪 水标 准 ，应符 合 《 水利 水 电枢纽 工程 年径流量水文计算显得十分重要 。 等级 划分 及设 计标 准 》 （ “ 山 区 、丘 陵 区部分 ” 和 “ 平原 、 滨海 部 分” ）及其 《 补 充规 定 》的 规定 ，按具 体情 况分 别 确 １水文基本数据收集与分析是基础 定 或综 合选定 。当站 址或 其上 下游 附近有 足够 实测 洪 水资 料 １ ． １ 确保基本 资料 的可靠性 水 文的基本 资料是整个水 文计算 的基础 ，关系到水 文计算 时 ，应 按 《水利 水 电工 程 设 计 洪 水 计算 规 范 》有 关 章 节 规 结 果的质量 和精度 ，而精确 的计算结果 又直接关 系到电站 的经 定 ，在 进行 频率 分析 计算 时 ，根据 实测 洪水 资料 直接 推求 设 济效益 。所 以说基本 资料的可靠是 至关 重要 的 ，是 发电量计算 计 洪水 。当站址 或 其上下 游 附近实 测洪 水 资料 短缺 时 ，主要 的依据 。基本资料 的收集分为两个 步骤 ，一 ，降水 、蒸发 、水 应 根 据经 审定 的全 国和各 省 （自治 区 、市 ）暴 雨和 产流 汇 流 暴雨 洪水 位 、流量 、冰情 、泥沙等基本水文 ，气象资料 的收集和处理 ； 区域 综合 研究 成果 及其 配套查 算 图表 （以下简 称 “ 二 ，气 温 、 日照、气压和霜雪等数 据的收集 。在计算结果 中应 查算 图表 ”或 《图表 》 ），由设 计暴 雨 间接推 求设 计洪 水 。 说 明水 文资料 的收集 、测验 、整编等情况 ，重点说 明还原 算法 由设计暴雨推求设 计洪水时 ，设计雨 量应根据暴雨洪 水查 算 图表 确定 ；设计雨型 、产流汇流参数 和设计 洪水过程线 ，除 和精 度 分 析 。 １ ． ２ 水文资料 的分 析与处理 应用暴 雨洪水查算 图表 的区域综合成果外 ，凡有条件 的 ，都应 当缺乏实测 资料时 ，应该 首先考虑 附近流域 、上下游和 附 根 据参 证测 站 实测暴 雨洪 水 资料分 析综 合选 定 。小水 电设 计 近水 文气 象类 似 区域 的资 料情 况 。此后 ，可 以采用 集水 面积 成洪暴雨 历时一 般可取 为２ ４ ｈ ；但 应根据 站址 流域集水 面积 的 比、降水 径流相关 系数 、水位流量 相关系数 、径 流相关等检验 大小和参证测 站实测暴雨洪水资 料的分析综合成果 ，合理确定 论证方 法。另外 ，需 要特别说 明的是参考站 与设 计参考站 的相 设计雨型 中同频 率控制 的短历 时成峰暴雨 时段 。为方便和 准确 应参数 的关系是 否达 到设计标 准 ，实测 和插 补延长后 的年径 流 确定各设计 短历时暴雨量 ，可根据全 国和各省 （ 市 、 自治 区 ） 长 、短历 时暴雨等值线 图的查算数据 ，在 双对数格纸上作 出设 量是 否符合规范 的要求 ，所选 的两个流域 是否在 同一气候 区 ， 此法也是检验计算结果 的简便方法 。 计流 域 的 “ 暴雨 历时 ～频率 ～雨量 关系 ”线 。 当站址或 其上 根据 国 家规 范对 确定 下 来 的年径 流 量应该 进 行代 表性 分 下游 附近实测暴雨洪水 资料短缺 、又无法 确定设计流域暴 雨洪 析 ，做代 表性 分 析时 我们 采用 的方 法是 ：直接 做 出选定 流域 水 参数 时 ，也可 在 双对数 格 纸上 ，作 出本 区域各 参证 测 站 的 内的或者气 候一致 区域 的长系列雨 量站的年降水周 期变化规律 “ 实测 和调查 大洪水 洪峰 流量模 数 （ Ｍ）～集 水面 积 （ Ｆ）～ 表 ，然后 与长系列对应 的年径流 系列同步 的短 系列 统计参数进 重现期 （ Ｎ）”关 系线 ，用 区域综合 法估算小 水 电设计 洪水 。 行对 比。下面我们采 用另一种方法 ：径流 系列 的差积 曲线分 析 小水电设计洪水 ，必须考虑调查 的历史洪水 。可靠或 较为 法 ，来举 例分析 ：该 系列资料包 括了丰水 、平 水 、枯水 三个 时 可靠 的特 大或较大 的历史洪 水 ，除应 当用来参 与频率计算 、或 期 的完整周期 ，具有较好 的系列代表性 。 验证 南区域综合成果确定 的设计洪水 、或辅 助推求水位流量关 ２年径 流量 的综合性 分析 系 曲线 外 ，当资 料条 件 十分 困难 时 ，可 直接 作为 设计 洪水 。 年 径 流 量 的分 析 包 括 的项 目为 洪 峰 、 洪 峰 的变 差 系 数 、洪 当选定 的站址 或其上下游 附近已有调查 洪水成果时 ，可 以直接 量 、洪量 的变差系数 。洪 水调差值来验证 和分析 ，即根据调差 从省 自治 区、市 刊布的有关资料引用 ，否则应 当在站 址河 段进 到的洪峰流 量与相应 的计 算流量对 照 ，如果两者接 近说 明计算 行 洪水调查 ；对影 响较大 的电站 ，即使 已有刊布 的河 段洪水调 结果可靠 。洪峰流量 在地貌 、地形 、气候形似 区域 ，一般 随着 查 成果 ，仍必须 进行调查复核 。估算 调查洪水 的洪峰流量一般 流域面 积的增加而增 加 ，地形较 陡的地 区一般坡 度较陡 ，反 之 可采用 比降法公式 。在条件允许 时，应在距站址上下游各为 ｌ Ｏ ０ 较平 ，小面积 的坡 度一般大 于大 面积 的坡度 ，所 以据此 可以绘 ３ ０ ０ ｍ的河段 内 ，查证两 个以上洪痕 ，布设两个计算 断面 ，采 制 出Ｑ ～ Ｆ 折线 。 用两断面算术平均或两 断面比降法公式估算洪峰流量。 对 于植被覆 盖率低 、土壤渗 透效率差 的地 区，洪 峰流量要 ５ 结 语 比植被覆盖率 大的多 。洪峰 流量 的大小还 与河 网密度有 密切关 本文通 过对年径流量分析 计算方法进行 了深入 的探讨 ，以 系 ，一般来说 ，河道 越密 ，洪 峰流量越 大。 及 给出了计算精度 的检 验与分析论证方 法。随着人们对 网格模 ３设计年径流计算结果的可靠性分析 型研 究的深入 ，许 多效率更高 的网络模 型会不断涌现 ，使得本 在进行 可靠 性分析 时只要抓住两 点即可 ：一 ，年径流量和 方法具有较高 的可行 性 。但是此方 面的研究还是需要 进一步 的 特枯年 份的实测成果 和调差成果应 进行仔细分 析 、复核 ，从而 研 究 。 确定成 果的合理性 与代表性 ；二 ，确保典 型年 的代表性和真 实 参考文献 性 ，在进行完频率 分析后 ，应该 选择与设计频 率相近 的年份 ， ［ １ ］ 何宏诔 关于水资源可持续利用时空阶段划分 的研究 【 Ｊ ］ ． 人民黄河． ２ ０ ０ ９ ．（ ６ ） 此处说 明一点 ，应 该选择对 工程最不利 的年份作为设计径 流量 【 ２ ］ 索胜军， 孙光伟． 几种改进水文分析算法的性 能比较 ［ Ｊ 】 ． 哈 尔滨建筑 大学学报 的典 型 年 。 ２ ０１ ０ ，１ ． ４ 水 文 分 析 计 算 设 计 规 范 水 文 分 析 计 算 要 按 照 相 关 规 范 进 行 ，然 后 结 合 本 地 情 【 ３ ］ 闻新， 周露等． Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ ￣ ： 网络应用设 计 ． 北京：科学出版社 ， ２ ０

（财务知识）小型水电站装机容量选择的经济计算方法探讨小型水电站装机容量选择的经济计算方法探讨壹、前言装机容量是水电站的壹项重要功能经济指标。

装机容量的确定涉及到许多自然条件和技术条件，如河流的水力资源、站址的地质和地形条件、设计保证率，水库调节性能和综合利用特性，用电情况和电力系统对水电站的要求等。

但更为重要的应该是经济条件，必须用经济效益来决定小水电是否值得开发及装机应该多大。

欧美及日本等国都很重视小水电的经济论证工作。

在可行性研究阶段，经济分析和财务分析占据着重要的地位。

小水电的经济计算方法主要有俩种，壹种是分别计算小水电和小火电在建成后第壹年及前十年的效益比，要求它们达到规定的数值；第二种是和替代的小火电厂或小柴油发电厂比较，根据使用年限内的支出和收入，计算其经济的单位千瓦投资值。

我国在选定小水电的装机容量时，常用的选择方法有保证出力倍比法、年利用小时数法，规定单位千瓦投资法等，这些方法显然考虑了壹些经济因素，但都十分粗略，尤其是壹些系数的变化范围很大，甚至相差好几倍，难以精确掌握。

有的小水电在规划设计时，采用投资回收年限法来衡量其经济性，这是较好的，但由于没有进壹步和替代电站作比较仍然不能说明它是最优方案。

为了合理地开发小水电，且使我国当前有限的资金发挥最大的效益，应该不断完善小水电装机容量选择的经济计算方法。

二、经济计算公式小水电装机容量的经济计算应在技术比较的基础上进行。

根据天然条件及用电条件选出几个装机容量方案，首先用投资回收年限法选出壹个最经济方案，然后和替代电站作比较。

我国大中型水电站在和替代电站比较时大都采用抵偿年限法。

这种方法概念是清楚的，但由于规定的抵偿年限在理论上难以确定，所以用起来比较困难。

本文采用单位千瓦投资效益法进行小水电和小火电之间的经济比较。

这种方法以效益和利润率为基础，更为符合实际。

我国当前小水电的投资是贷款加补助的方式，贷款占主要部分，补助约占四分之壹左右。

１ 水 能计算
（ ） 算 流 程 。水 电 站 的 装 机 容 量 、 １计 出力 和 发 电 量 等是 水 电站 重要 的 指标 。有关 水 电站 出力 、 电量 发
和其他 参 数 的计算 称 为 水 能计 算 ， 简 化 的 计 算 过 程 其
ｅ ａ ｅ ｐｏ ｒ ｇ ｎ ｒｔｏ ｎ ｔｌｅ ｒ ｇ ｗｅ ｅ ｅ ａ ｉｎ ｉ ｓａｌｄ
我 国小 水 电资 源 十分 丰 富 ， 术 可 开 发 量达 １２ 技 ．８ 亿 ｋ 。 目前 ， 陆地 区 已建 成 小水 电站 ４ ０ Ｗ 大 ５０ ０多座 ，
装 机容 量 ５ １０多 万 ｋ ０ Ｗ。小 水 电 遍 及 全 国 １２的地 ／
图 １ 水 能 计 算 流 程
缺 乏 实测 资料 地 区 的小 水 电站 可引 用邻 近流 域实 澳 资料 或 经审查 的水文 图表 资料 ， 取 丰水 年 、 水 年 ０ 选 平 和枯水 年 ３个 或 ３个 以上代 表年 的 系列 资料 。 某 小 水 电站 坝址 控 制 集水 面 积 ５ ． ｍ ， ５ １ｋ 由于 流
过实例 ， 对无资料或资料短 缺的 ５ Ｍ 以下的水 电站 ， Ｗ 介绍一种水能规划计 算方法 ， 同行 讨论和参考 。 供
关键 词 ： 水能计算 ； 无调节性能 ； 水电站出力 ； 装机容量； 多年平均发电量
中图分 类 号 ： Ｋ １ Ｔ ７２
文献标 志 码 ： Ａ
Ｗ ａ ｅ ｅ ｇ ｌｕ ａ ｉ ｎ Ｍ ｅ ｈ ｄ ｆ ｒ Ｓ ｌ— ｉｅ ｔ ｒ Ｅｎ ｒ ｙ Ｃａ ｃ ｌｔｏ ｔ ｏ ｏ ｍａ ｌＳ ｚ ｄ
２ １ 年 第 ５期 ０１
２ １１ ０ Ｎｕ ｅ ｍｂ ｒ５
水
电 与 新
能 源

浅谈引水式小型水电站的水能设计摘要：本文从水能计算与电能利用、水电站水能参数选择两个方面对引水式小型水电站的水能设计进行了分析。

1水能计算与电能利用水能计算是针对枢纽设计的不同水能参数的运用规划，计算各种水文情况下水电站的能量指标，即水电站的保证出力和多年平均发电量等。

由于河川径流在年际之间和年内分布存在着季节性差异，它需要通过水库进行径流调节，把丰水时段的多余水量重新分配到枯水季节里去利用，也就是说，旨在加大水电站的保证出力和年发电量。

通常水利计算和水能计算是同时进行的，时历法是应用最为普遍的方法。

所谓水利计算系指运用水库调节径流，确定枢纽下游流量的全部计算工作，解决每一计算时段内的水量平衡方程，具有一般调节性能(季调节)的水电站，计算时段汛期按旬、枯水期按月较为适宜;只是对具有年和多年调节能力的水电站，计算时段才全部按月可取得较好的结果;对仅有日调节水库的水电站，也就是径流利用率低的水电站，才有必要将计算时段按日进行。

水能计算旨在求得:(l)在枢纽不同参数条件下水电站各项水能指标;(2)经过技术经济计算最终参数条件，反映水电站的多年运行特性。

1.1水电站的基本水能指标1.1.1保证出力水电站的保证出力是指相应于设计保证率(可靠性)枯水时段的最小日、旬、月平均或年平均的出力(按不同调节性能采用)。

采用多年径流系列进行水利水能计算，确定保证出力是最普遍应用的方法。

水电站的保证出力计算:N保二AQ保H净式中N保——水电站保证出力;A——出力系数，一般大中型水电站可以取8.0-8.5；Q保——设计保证流量；H净——净水头。

保证出力的大小决定于河川天然流量、正常蓄水位、死水位，以及相应的水头变化，并且与设计保证率有关。

取决于这一出力按年数或时间的保证率一般采用80%一95%，同时也取决于保证率以外的时间，即允许这一出力的降低程度。

时间，即允许这一出力的降低程度。

1.1.2多年平均发电量水电站多年平均发电量是指选用的径流系列历年发电量的平均值。

山区日调节小水电站水能计算分析摘要：在小型水电站的运行过程中，必须要能够通过水能计算工作，可以全面分析当前该系统建设过程中和后续运行过程中的每天发电量，并且为该水电站的后续调整和分析工作提供帮助。

基于对山区日调节小水电站水能计算方法的分析，本文研究了当前计算方法中的缺陷，并分析这类缺陷的调整方法，以提高计算精度。

关键词；山区日调节；小水电站；水能计算引言：山区日调节小水电站水能计算过程中，需要根据各个用水部门的运行参数，并以特定的时间段为研究对象，分析该过程的径流信息，通常情况下，该过程中的分析时间为一天，之后根据相关的流量参数以及已经记录的各类资料，对于水电站丰年、平年和枯年参数进行核算，以了解水电站是否能够处于高质量的运行状态。

1.山区日调节小水电站水能计算方法与缺陷1.计算方法当前的自调节量的计算过程中，采用的方法是，分析过程中实现对特定时间段内相关参数的了解，并且相关信息的具体调整过程，具体的分析时间为一天，同时要根据各个部门的用水需求，根据当前已经记录的资料以及其他各类数据的处理方法取得信息[1]。

对于水电站水能的具体计算中，通常要以当前已经记录的相关水量参数进行核算，并且以当前的日平均流量相关资料为基础，将所有区域的建筑材料，按照从小到大的顺序进行排列，并且将其分成不同的流量等级。

1.方法缺陷在原有的计算过程中，主要存在三个缺陷，首先是无法完成日间和夜间相关信息的确定，同时考虑到在每年的不同时间段内，各个径流的具体工作时间和水流参数本身就存在一定的数据不对接问题，当此时，很可能会导致已经构造的管理制度本身，无法综合实现对各类数据和相关资源的使用。

另外在每年的不同时间段内，水库的工作方法自身也存在差别，比如会通过蓄水工作方法对发电量进行调整，采用原有的方法核算，实际上只是一种对于均匀性参数的协调，对于各种突发性参数的协调工作本身就具有缺陷，显然不利于管理精度的保持。

其次对于管理方案的相关参数调节计算问题，原有的处理方法落实过程，会完全参照无调节的径流式水电站进行计算，而在目前的各类水电站具体运行过程中，会通过对于径流的调节实现对于发电总量的合理控制，当此时就可以认为，如果是采用原有的工作方案，则很容易导致产生的库容调节工作利用率对发电量所造成的影响存在差别。

水电站引水渠道的水力计算探讨王少勇摘要：水电站渠道可当作引水渠，为无压引水式水电站集中落差，形成水头，并向机组输水；也用作尾水渠，将发电用过的水排入下游河道。

文章将从功用、要求和类型入手，对水电站引水渠道的水力计算特点进行探讨。

关键词：引水渠道；自动调节渠道；恒定流水电站渠道可当作引水渠，为无压引水式水电站集中落差，形成水头，并向机组输水；也用作尾水渠，将发电用过的水排入下游河道。

由于尾水渠道通常很短，本文将主要讨论引水渠道。

1 水电站引水渠道的功用及要求1.1 足够的输水能力渠道应能随时向机组输送所需的流量，并有适应流量变化的能力。

1.2 水质符合要求为防止有害的污物及泥沙经渠首或由渠道沿线进入渠道，在渠末水电站压力管道进口处还要再次采取拦污排冰、防沙等措施。

1.3 经济合理的构造结构经济合理，便于施工运行。

1.4 运行安全可靠渠道中既要防冲又要防淤，为此渠内流速要小于不冲流速而大于不淤流速；渠道的渗漏要限制在一定范围内，过大的渗漏不仅造成水量损失，而且会危及渠道的安全；渠道中长草会增大水头损失，降低过水能力，在气温较高易于长草的季节，维持渠中水深大于1.5m及流速大于0.6m/s可抑制水草生长；在渠道中加设护面既可减小糙率，又可防冲、防渗、防草，还有利于维护边坡稳定，但造价较贵；严寒季节，水流中的冰凌会堵塞进水口拦污栅，用暂时降低水电站出力，使渠中流速小于0.45～0.60m/s，以迅速形成冰盖的方法可防止冰凌的生成，为了保护冰盖，渠内流速应限制在1.25m/s以下，并防止过大的水位变动。

2 引水渠道的类型水电站渠道按其水力特性分为非自动调节渠道和自动调节渠道。

非自动调节渠道末端压力前池处（或接近渠末处）设有泄水建筑物，如溢流堰或虹吸泄水道。

当渠中通过最大流量时，压力前池水位低于堰顶；当流量减小到一定程度时，水位超过堰顶，溢流堰开始溢流。

当水电站引用流量为零时，通过渠道的全部流量由溢流堰溢走。

。
算难 易程度 理解 等方面 弊
,
成果 表达方 式
,
以 及是 否 易 于
因此
有不少 值得 探讨 的 问题
,
,
不 同的计 算方法 之 间 又各有 利
。
笔 者 总 结 了 几个 小型水 电 站的 经 济 计 算 经 认 为 选择 合适 的计 算方法
,
这一 点实 际 工作 中是 不 容 忽视 的
,
笔者
适 当 统一 计
效 益 费 用 比法
。
、
内部 回收 率
,
而 财 务分析 更要 求简
以 能 说明
。
、
投资 回 收 年 限 法 等等
, ,
一 般 来说
;
对于
明
,
仅需 用现金 流列 出 逐 年收支
、
同 一 给定 的 资料
如 能 正确 地 使 用 上 述各 种
还贷
投 资 回收 和 盈 利情 况 即 可
,
但 不 同规
方法
都 可 以反 映 工 程 的 经 济 效果
、
江 西 水利 科 技
总第
期
小 型 水 电站 经 济计 算 的 探讨
吉安 地 区 水 电 规 划 设 计 院
曹延 生
经 济计 算是小 型水 电 站设计 工 作 中 的 一 项重要 内容 涉及 面广 验
最
, , ,
情 况下
,
选 出 的 最优 方案相 同
、
。
但是
,
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由 于计 算方 法 多 样
,
、
计 算参数
义
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第一节小水电站计算一、水力发电的一般公式1・水电站的保证出力尸=9. 81Q/fy = AQH式中』——保证出力(kW)；Q——通过水电姑的流量(m[/s))"―作用于水电站的水头(设计水头)(m)；A——水电站的出力系数,4 = 9・8叨,大中型水电站取8, 0〜& 5,小型水电站当单机容量大于500kW以上的时取8.0；小于500kW,按表17—1选取；7 电站机组效率，7 =7/一一发电机效率*7 ------ 水轮机姣率。

17-1 出力系数人值水轮机与发电机间传动方式系.牧同轴连接7. 0 〜8. 0皮帯传动 6. 5 〜7. 5倚轮传动6,3两次传动6,02 •调节池容量V = 3600(Qz — Qi )7'・ _ 36O(M_ = 3600(几二匕)=9. 8177? _ 9. 81W?式中山—调节池容诫(mJ；Q2——高峰负荷时的流M(Tn：7s)；Qi 平均负荷时的流T——高峰员荷持绩吋fn](lOiA用调节池的有效贮水址发岀的电量(kWh)；P.一一高峰负荷时的输出功率(kW)$匕—平均负荷时的输出功^<kW), 其它符号同前。

3・扬水发电站汁算"丿扬水泵用电动机所需功率：9.81QZ7.,一矿一式中/・电动机功率(kW)；Q扬水fi(m3/s)；...... f j效扬程(m)・H— = H + h ：H—实际落差h损失水头(m〉；7——综合效率，7 = %% ?%—扬水泵效率；久扬水电动机效率。

(2)扬水电能：9. 81V"“3600?•・一■式中：月——扬水电能(kWh)； V —总扬水址(川)；其它符号同前。

4.压力水管内径式中皿——水管内径(m)；Q ----- 涼星(m$/s)：V •- •-流速(m/'s).5.压力水管厚度式中M——水管厚度《m)；P“——最大设计水压(N/m2)；d——水筒内径(m)$k-安全系数；J——管壁最大抗拉强度(N /m^)q—联轴节效牟。

小型水电站水务计算内容与方法2009年3月水电厂水务计算是了解水电厂的日运行情况、检查运行完成情况的依据，也是制定、调整水电厂短期运行计划、分析运行情况提高经济调度水平和工作效率的需要。

要求计算结果的正确性、可靠性、计算过程规范。

1、计算原理计算原理与方法：入库水量-出库水量＝水库蓄水量的变化计算得到某一时段的出库水量（后面细讲）、时段始末水库蓄水量之差，就可以根据此公式W入＝△V＋W出得到该时段的入库水量。

相应地：入库流量-出库流量＝水库蓄流量的变化蓄水量变化＝（上一日0时水位对应的库容-当日0时水位对应的库容）要计算入库流量时，可将其计算成蓄流量：蓄流量＝蓄水量变化/（24小时×3600秒）蓄水量单位为万立方米时，这样计算的蓄流量单位为立方米/秒（m3/s）出库流量＝发电流量+闸门溢弃流量发电流量＝各机组日平均发电流量之和单机日平均发电流量是根据时段平均出力（时段电量/运行小时数）查相应机组的水头～出力～发电流量曲线得到，然后根据运行时间计算日平均发电流量：Q×t/24，全天连续运行没有开停机的，其查得的发电流量就是日平均流量。

水量＝流量×时段秒数如：日水量＝日平均流量×24×3600，这样算得的水量单位为立方米，一般换算成万立方米（数值小数位往前挪4位）。

月水量＝逐日流量累计值×24×3600/10000，单位是万立方米。

入库、出库、发电、溢弃流量等换算成水量都是这样。

日发电耗水率＝日发电水量/日发电量意即每发1KWH 电量所耗用的水量，单位：立方米/千瓦时（m 3/kwh ）。

月发电耗水率＝月发电水量/月发电量。

单位不变。

日平均上游水位：为24小时上游水位的算术平均值，从0和24时水位取1平均值，然后此值与1时至23时的逐时水位数据累加除以24，单位米。

日平均下游水位同理计算。

附教材上的算法：多点水位按记录时段长的加权算术平均计算公式为：()()()()()()2412221123321221⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯+++-⨯++-⨯+=--n n n n T T H H T T H H T T H H H注1：H 为当日0时至24时平均水位；注2：i H 为i T 时刻对应的水位，1H 为当日0时水位，n H 为当日24时水位。

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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（m3/s）
解：(1)由表 1 可假设供水期为 10 月份到次年 5 月份，所以供水期 8 个月的调节流量为 Qp 供= W供+V兴 10+5+5+5+5+5+5+10+110 = =20 m3/s T供 8
此流量与天然来水量比较发现和九月份天然流量一样， 所以九月份也 属于供水期。 所以从新计算供水期的调节流量得到 Qp 供为 20 m3/s 因为供水期为 9 到次年 5 月份所以蓄水期为 6 到 8 月份 8
W蓄-V兴 70+80+80-110 3 Qp 蓄= = =40 m /s 3 T蓄 （2）因为供水期上下游平均水位分别为 40m 和 20m 所以净水头 Hp=40-20=20（m） 水电站保证出力 Np=A·Qp·Hp=7×20×20=2800 kw （3）N 装=C·Np=3.0×2800=8400 kw 因为装机容量为 100kw 的倍数且考虑到套用定型机组所以选择装机 容量为 8500kw ，可安装 3 台 2000kw 的和 1 台 2500kw 的机组。 （4）3 月份的发电量 E 月=30.4×24×2800=204.4 万 kw·h。
小型水电站水能计算案例分析
某以发电为主的年调节水电站，其设计枯水年各月来水量如表 1 所 示，该水库的兴利库容为 110（m3/s）·月，供水期上游平均水位为 40m， 下游平均水位 20m， A=7， 出力倍比系数 C=3.0。 每月可按 30.4d 计算。 （1） 推求水库供水期和蓄水期的调节流量（不计损失）。 （2） 该水电站保证出力是多少？ （3） 水电站得装机容量是多少（100kw 的倍数）？ （4） 3 月份的发电量是多少？ 表1 月份 流 6 量 70 7 80 8 80 9 20 10 10 11 5 12 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 10