水电站主要参数选择
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水电站厂房的设计说明
绪论水电站厂房是水电站主要建筑物之一，是将水能转换为电能的综合工程设施。
厂房中安装水轮机、发电机和各种辅助设备。
通过能量转换，水轮发电机发出的电能，经变压器、开关站等输入电网送往用户。
所以说水电站厂房是水、机、电的综合体，又是运行人员进行生产活动的场所。
其任务是满足主、辅设备及其联络的线、缆和管道布置的要求与安装、运行、维修的需要；为运行人员创造良好的工作条件；以美观的建筑造型协调与美化自然环境。
水电站厂区包括：（1）主厂房。
布置着水电站的主要动力设备（水轮发电机组）和各种辅助设备的主机室（主机间），及组装、检修设备的装配场（安装间），是水电站厂房的主要组成部分。
（2）副厂房。
布置着控制设备、电气设备和辅助设备，是水电站的运行、控制、监视、通讯、试验、管理和运行人员工作的房间。
（3）主变压器场。
装设主变压器的地方。
电能经过主变压器升高到规定的电压后引到开关站。
（4）开关站（户外高压配电装置）。
装设高压开关、高压母线和保护措施等高压电气设备的场所，高压输电线由此将电能输往用户，要求占地面积较大。
由于水电站的开发方式、枢纽布置、水头、流量、装机容量、水轮发电机组形式等因素，及水文、地质、地形等条件的不同，加上政治、经济、生态及国防等因素的影响，厂房的布置方式也各不相同，所以厂房的类型有各种不同的划分，例如按机组工作特点可分为立式机组厂房、卧式机组厂房。
根据厂房在水电站枢纽中的位置及其结构特征，水电站厂房可分为以下三种基本类型：1. 坝后式厂房。
厂房位于拦河坝下游坝趾处，厂房与坝直接相连，发电用水直接穿过坝体引人厂房。
2. 河床式厂房。
厂房位于河床中，本身也起挡水作用，如西津水电站厂房。
若厂房机组段还布置有泄水道，则成为泄水式厂房（或称混合式厂房），。
3. 引水式厂房。
厂房与坝不直接相接，发电用水由引水建筑物引人厂房。
当厂房设在河岸处时称为引水式地面厂房。
水电站厂房是专门的水工建筑物,它具有一般水工建筑物的共性,故其设计有以下的特点:（1）厂房安装水轮机发电机组和辅助设备,以及控制操作和进行量测的设备,主要任务是发电,所以厂房设计必须保证机电设备的安全运行和提供良好的维护条件。
水资源规划第6章 水电站主要参数选择 第1节
（kW）
（6-6）
水电站可在峰荷部分工作的日平均出力为：
则参加峰荷工作的日电能为
相应峰荷工作容量N峰可采用前述相同方法求得（如图6-2）。
水电站的最大工作容量 作容量两部分组成，即
由基荷工作容量与峰荷工
（kW）
（6-7）
如果系统的尖峰负荷已由建成的某水电站担任，则拟建 的日调节水电站只能担任系统的腰荷。
N 水事＝
N "水工 N "水工 N "火工
N 系事
对于调节性能良好和靠近负荷中心的大型水电站，可以 多设置一些事故备用容量。
3．检修备用容量 系统中的各种机组设备，都要进行有计划的短期和长期 停机检修。
计划性停机检修完全可以安排在系统负荷的低落时期， 利用空闲容量进行检修。
短期检修：利用日负荷低落的时间进行养护性检查和预 防性小修理；
水利动能设计规范: 事故备用容量等于10％系统最 大工作容量，且不得小于系统中最大一台机组的容量。
事故备用容量如何在水电站与火电站之间合理分配， 可作下列技术经济分析：
（1）在高温高压机组火电站上设置一部分事故备用容 量是可行的、合理的。
（2）在有调节性能的水电站上设置事故备用容量是十 分理想的。
第六章 水电站及水库的主要参数选择
第六章 水电站及水库的主要参数选择
第一节 水电站装机容量选择 第二节 水电站水库正常蓄水位选择 第三节 水电站水库死水位的选择 第四节 水库防洪特征水位选择 第五节 水电站及水库主要参数选择的程序简介
第一节 水电站装机容量选择
装机容量的选择是一个重要的动能经济问题。 本节重点介绍电力电能平衡法选择装机容量的原理与 方法，在此基础上简要介绍以供水、灌溉为主的综合利用水 库的水电站装机容量选择应注意的问题和水电站群装机容量 选择以及装机容量选择的简化法。
若羌河水电站水轮机主要参数选择
水能经济若羌河水电站水轮机主要参数选择徐富龙【摘要】根据若羌河水电站工程特点，结合国内部分类似电站的水轮机选型设计，通过计算和分析初拟水轮机的主要技术参数，为水电站招标设计奠定良好的基础。
【关键词】水电站；水轮机；参数选择新疆水利水电勘测设计研究院 新疆乌鲁木齐 830000前言若羌河水电站位于新疆巴音郭楞蒙古自治州若羌县境内，距若羌县城约36km。
工程任务为灌溉、防洪、供水，兼顾发电。
主要建筑物包括大坝、泄水建筑物、发电引水系统及电站厂房等。
本电站发电引水系统采用“一洞三机”布置型式。
厂房内安装三台卧轴混流式水轮发电机组。
电站装机容量2.6MW（2×1.0MW+1×0.6MW），年利用小时数3908h，年发电量1016万kW·h，保证出力0.28MW。
最大水头63.0m，加权水头55.25m，额定水头52.0m，最小水头36.0m。
1、水轮机主要参数选择本电站利用水库调节后的下泄水量发电，所以在汛期内水质较好，非汛期内水质较差，泥沙含量较大（多年平均悬移质含沙量4.98kg/ m3）。
因此在水轮机目标参数选择时，应选用空化性能优秀、稳定性能高的转轮，不追求过高的能量指标，适当降低转速的水轮机设计方案，以降低水轮机过流部件中的水流速度，减小泥沙对水轮机过流部件的损害。
1.1比转速及比速系数比转速n s是衡量水轮机综合性能的重要指标，n s直接反映了水轮机的设计制造水平及其能量、空蚀性能的优劣，比速系数K（K=n s×H r0.5）则反映了水轮机的技术发展水平。
一般来说，在水头相同的情况下，选用较高比转速的水轮机，可以提高机组转速、减小机组尺寸以降低机组造价。
但水轮机比转速的提高，往往受到水轮机效率、运行稳定性、空化、磨蚀性能以及强度等许多因素的制约。
通常采用经验或统计公式来表征比转速与水头的关系，并认为比速系数K值是代表比转速的特征参数。
根据国内外制造行业给出的经验公式计算出水轮机比转速为174.73～293.65m·kW，相应比速系数范围为1260～2051.49。
水能计算及水电站主要参数选择
第三章 水能计算及水电站主要参数选择
【例3-1】某水电站正常蓄水位高程为Z正=760m，死水位Z死 =720m 。水库水位与库容关系见表3-1，水库下游水位与流量 关系见表3-2。某年各月平均的天然来水量见表3-3，求水电 站各月平均出力及发电量。
第三章 水能计算及水电站主要参数选择
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
水能计算的方法 ：
时历法
➢ 列表法：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。当方案较多、时间序列较 长时，不适用。
➢ 图解法：计算精度较差、工作量也不比列表法小； ➢ 电算法：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，也可迅速获得精确的计 算结果。
2.电力用户按其重要性可分为一级、二级和三级。
34
第三章 水能计算及水电站主要参数选择
二、电力负荷图
电力负荷：在任何时间内，电力系统中各电站的处理过程和
发电量必须与用户对出力的要求和用电量相适应，这种对电力 系统提出的出力要求，常被称为电力负荷。
电力负荷图：电力系统中所有用户所需出力N（负荷）随时间t 的变化曲线。
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
3. 多年调节水电站保证出力计算
计算方法与上述年调节水电站保证出力的 计算基本相同。简化计算时，可以设计枯水年 组来计算。一般选用实际水文资料中最枯最不 利的连续枯水段作为设计枯水段。
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第三章 水能计算及水电站主要参数选择
二、水电站多年平均发电量的估算
多年平均年发电量：指水电站在多年工作时期
设计平水系列：指某一水文年段(一般由十几年 的水文系列组成)，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。 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。
鱼梁水电站调速器系统调试和调节参数选择
电磁先导 阀 Ｙ Ｖ １ 通电， 主阀 Ｃ Ｖ １ 关闭， 压力 油罐 内 油压上升 ， 当达到工作 油压时压力油泵停泵 ， 电磁先
导阀 Ｙ Ｖ １ 同时失电。相关程序如图 ２ 。
（ ４ ） 操作手柄 ， 使接力器处于开度 ５ ０ ％左右 ， 观察接力器漂移方向及速度。
（ ５ ） 松开下调零杆（ 精调 ） 的锁紧螺母 ， 根据接 力器漂移方向及速度来旋入或旋出调零杆的角度并 观察 接 力器 是否 能停 止 漂移 。 （ ６ ） 反复调整 ， 直至接力器停止漂移或只有微
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李兆胜 ： 鱼梁水 电站调速器系统调试 和调节参数选择
油压值约等于全排油压值减去 ０ ． ２ Ｍ Ｐ ａ 。
调整时按顺时针方向缓慢转动调节螺栓 （ 压力 升高 ） 压力逐步达到整定值 ， 再反复试验几次验证压 力整定值无变化后 ， 将调节螺栓用螺母锁紧。 ３ ． １ ． ２ 调整 卸荷 阀 的卸荷 时 间 通过调整油压装置控制程序 的定时器时间来控
１ 工 程 概 述
鱼梁水电站位于郁江上游右江河段 田东县城下 游约 ７ ｋ ｍ的英和村附近 ， 是郁江综合利用规划 的第 五个梯级 ， 坝址控制集雨面积 ２ ９ ２ ４ ３ ｋ ｍ ２ ， 是一座 以 航运 为主、 结合发 电 ， 兼 顾其他效益的综合 利用工 程。 右岸发 电厂房内安装 ３ 台２ ０ Ｍ Ｗ 灯泡贯流式水 轮发电机组 ， 电站总装机容量 ６ ０ Ｍ Ｗ， 多年平均发 电量 ２ ． ３ 亿ｋ Ｗ・ ｈ 。额定水 头 ７ Ｉ ｎ ， 最 大水头 １ １ ． ４ ９ １ １ ， 最小水头 ２ ． ４ ｌ ｌ ｔ ｌ ， 额定流量为 ３ ２ ３ ． ４ ｍ ３ ／ ｓ 。左岸船 闸级别为 Ⅲ级 ，设计通航标准为通航 ２ ×１ ０ ０ ０ ｔ 级 顶推船队 ，设计代表船型为 ２ ×１ ０ ０ ０ ｔ 级顶推驳船 队及 １ ０ ０ ０ ｔ 货船。
金鸡滩水电站参数确定及机型选择
金鸡滩水电站参数确定及机型选择丁榕【摘要】金鸡滩水电站最大水头14.5m,最小水头3.5m,装机容量72MW.选用三台灯泡贯流式机组,单机容量为24MW,额定水头11m,额定转速107r/min.经过近3年的运行,水轮发电机组运行稳定,电能指标达到设计要求.本文简述金鸡滩水电站水轮发电机组机型、机组台数、额定水头、额定转速等主要参数的选择方法.【期刊名称】《水利规划与设计》【年(卷),期】2010(000)004【总页数】3页(P72-74)【关键词】灯泡贯流式机组;机型;参数;金鸡滩水利枢纽【作者】丁榕【作者单位】广西南宁水利电力设计院,南宁,530001【正文语种】中文【中图分类】TV7471 工程概况广西隆安金鸡滩水利枢纽位于右江中下游段,坝址距隆安县城上游约8km,至南宁市96km。
为右江综合利用规划中的第六座梯级,是一座以发电、航运为主,兼有电灌、供水养殖和旅游等综合效益的水利枢纽工程。
金鸡滩坝址多年平均流量为472m3/s,正常蓄水位88.6m,死水位87.6m,水库调节库容为0.148亿m3,装机容量为72MW,厂内安装3台单机容量为24MW的灯泡贯流式机组,工程于2006年3月第一台机组发电,2007年3月全部建成投产。
2 水轮机台数的选择电站装机台数按二、三、四台分别进行论证。
当装机四台时,虽然调节特性较为灵活,但厂房长度较长,受枢纽坝址地形的限制,致使溢流前缘缩短,影响洪水泄流、增加上游淹没,且枢纽布置较困难,若溢流前缘不缩短,则增加开挖量及施工的难度,增加投资。
因此,厂房不宜装机四台;当装机两台时,厂房长度短,有利于枢纽布置,但单机容量大,相对低水头电站,转轮直径大,单机设备贵,制造工艺及安装相对困难,且厂房较宽,厂房土建及机组设备投资与装机三台相当;当装机三台时,机组运行工况较装机两台为优,尤其电站在低出力状况下单机容量小的机型运行稳定,有利于利用枯水期的水能,运行方式较装机两台灵活,且与上游鱼梁水电站 (三台灯泡贯流式机组)运行匹配合理;根据枢纽布置、投资及运行工况综合考虑,确定装机三台,电站装机规模为3×24.0MW,总装机规模为72.0MW。
大唐观音岩水电站励磁系统主要参数计算与选择
大唐观音岩水电站励磁系统主要参数计算与选择首先，我们需要计算出励磁系统的主要参数。
励磁系统主要包括励磁电流、励磁电压、励磁损耗等参数。
其中，励磁电流是通过励磁线圈的电流值，励磁电压是通过励磁变压器的输出电压，励磁损耗则是电路中的能量损耗。
励磁电流的计算比较简单，可以根据水轮发电机的额定容量和功率因素来确定。
一般来说，励磁电流是发电机容量的2%-4%之间。
例如，如果水轮发电机的额定容量为100MW，那么励磁电流就在2MW至4MW之间。
励磁电压的计算需要考虑励磁发电机的额定电压和励磁变压器的变比。
励磁变压器将系统电压调整到合适的励磁电压，一般取值在150V至300V之间。
根据励磁电流和励磁电压，可以计算出励磁损耗。
励磁损耗一般在2kW至5kW之间。
励磁系统参数计算完成后，接下来就是选择合适的励磁设备。
励磁系统的核心设备是励磁变压器和励磁线圈。
励磁变压器需要具备较高的耐压能力和良好的调节性能。
根据励磁电压和变压器的变比，可以确定励磁变压器的级数和容量。
励磁线圈的选取要考虑到励磁电流和线圈的耐压能力。
除了励磁变压器和励磁线圈外，励磁系统还需要配备自动调节装置和保护装置。
自动调节装置能够根据发电机的负荷变化自动调节励磁电流和电压，保持发电机的稳定工作。
保护装置主要是为了保护励磁设备不受损坏，当发生故障时及时切断电路。
总之，大唐观音岩水电站的励磁系统主要参数计算和选择需要考虑发电机的额定容量、功率因素，以及励磁电压、电流和损耗等因素。
根据这些参数，可以选择合适的励磁设备，并配备自动调节装置和保护装置，以确保水电站的稳定运行。
第六章水电站及水库的主要参数选择
E系 、 保 ＝E水 、 保 ＋E火 、 保
E水，保——该时段水电站能保证的出力与相应时段小时数的乘积 该时段水电站能保证的出力与相应时段小时数的乘积 E火、保——火电站有燃料保证的工作容量与相应时段小时数乘积 火电站有燃料保证的工作容量与相应时段小时数乘积
设计枯水年的来水过程 一般选择符合设计保证率要求的设计枯水年的来水过程， 一般选择符合设计保证率要求的设计枯水年的来水过程， 作为电力系统进行电量平衡的基础。 作为电力系统进行电量平衡的基础。
三、水电站重复容量的选定
无调节水电站及调节性能差的水电站，在汛期内会产生大量弃水。 无调节水电站及调节性能差的水电站，在汛期内会产生大量弃水。为 此，可额外加大水电站的容量，使其在丰水期内多发电。 可额外加大水电站的容量，使其在丰水期内多发电。 A. 重复容量的设置的动能经济分析。 重复容量的设置的动能经济分析。 N重的年费用： 重的年费用： 重的年费用 C= ∆ N重k水[(A/P,is,n)+p水] 的有利条件为： 经济上设置 ∆ N重的有利条件为： a ∆N重h经济f≧∆ N重k水[(A/P,is,n)+p水] ≧ （1） ） 即： h经济≧k水[(A/P,is,n)+p水]/(af) 其中： 水 其中： k水——水电站补充千瓦造价 水电站补充千瓦造价 [A/P,is,n]——年资金回收因子（年本利摊还因子） 年资金回收因子（ 年资金回收因子 年本利摊还因子） is——额定资金年收益率 额定资金年收益率 n——重复容量设备经济寿命 n=25年 重复容量设备经济寿命, 重复容量设备经济寿命 年 P水——水电站补充千万容量的年运行费用率，p水＝2～3％ 水电站补充千万容量的年运行费用率， 水电站补充千万容量的年运行费用率 ～ ％ a——水火替代系数，a=1.05 水火替代系数， 水火替代系数 f——火电厂发 火电厂发1kw.h电量所需燃料费 火电厂发 电量所需燃料费
水轮机组 水电站 设计标准
水轮机组水电站设计标准一、电站规模与选址1. 根据当地水能资源情况、电力市场需求、建设条件等因素，确定电站的规模及发电量。
2. 根据地理位置、地形地貌、河流水文特征，选择适合建设水电站的站址，综合考虑工程地质条件、水库淹没影响等因素。
二、水轮机特性与选型1. 根据电站的水头、流量、转速等参数，选择适合的水轮机型号及参数。
2. 考虑水轮机的稳定性、效率、噪声等问题，确保水轮机运行安全可靠，满足电站运行要求。
3. 针对不同的水轮机型号，进行技术经济比较，选择最优方案。
三、水电站总体布局1. 根据电站规模、地形地貌、建筑物类型等因素，进行总体布局设计。
2. 确定主要建筑物的位置、形状、尺寸等，包括厂房、大坝、溢洪道、进水口等。
3. 考虑建筑物的结构安全、施工条件、运行管理等因素，确保总体布局合理、安全可靠。
四、水工建筑物设计1. 根据总体布局及水工建筑物的类型，进行结构设计。
2. 考虑建筑物的结构安全性、稳定性及耐久性，选用合适的建筑材料和结构形式。
3. 对关键部位进行详细设计，如大坝的坝肩、溢洪道的消能设施等。
4. 针对可能出现的自然灾害和突发事件，采取相应的防护措施和应急预案。
五、电气系统设计1. 根据电站的规模和运行需求，进行电气系统设计。
2. 确定电气主接线方案、变压器容量、发电机组台数等。
3. 考虑电气设备的选型和布置，包括断路器、隔离开关、互感器等。
4. 设计电站的自动化控制系统和监控系统，确保电站安全可靠运行。
5. 对电缆进行选型和布置，确保电缆安全可靠运行。
6. 针对可能出现的电气故障和安全事故，采取相应的应对措施和应急预案。
六、水库调度与运行管理1. 根据水库的水文特征、发电需求等因素，制定合理的水库调度方案。
2. 考虑水库的蓄水、泄洪、排沙等问题，确保水库运行安全可靠。
3. 设计水库的运行管理制度，包括水位控制、水位预报、调度决策等。
4. 对水库的运行数据进行监测和分析，及时调整调度方案，确保水库运行效益最大化。
水电站(问答题答案版)
水电站复习思考题（1）复习思考题（水轮机部分）（一）1.水电站的功能是什么，有哪些主要类型？2.水电站的装机容量如何计算？3.水电站的主要参数有哪些（H、Q、N、N装、P设、N保），说明它们的含义？4.我国水能资源的特点是什么？5.水力发电有什么优越性？复习思考题（水轮机部分）（二）1.水轮机是如何分为两大类的？组成反击式水轮机的四大部件是什么？水轮机根据转轮内的水流运动和转轮转换水能形式的不同可分为反击式和冲击式水轮机两大类。
组成反击式水轮机的四大部件是：引水部件、导水部件、工作部件、泄水部件2.反击式和冲击式水轮机各是如何调节流量的？反击式水轮机：水流在转轮空间曲面形叶片的约束下，连续不断地改变流速的大小和方向。
冲击式水轮机：轮叶的约束下发生流速的大小和方向的改变，将其大部分的动能传递给轮叶，驱动转轮旋转。
3.什么是同步转速，同步转速与发电机的磁极对数有什么关系？尾水管的作用是什么？同步转速：电机转子转速与定子的旋转磁场转速相同(同步)。
同步转速与发电机的磁极对数无关。
尾水管的作用：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4.水轮机的型号如何规定？效率怎样计算？根据我国“水轮机型号编制规则”规定，水轮机的型号由三部分组成，每一部分用短横线“—”隔开。
第一部分由汉语拼音字母与阿拉伯数字组成，其中拼音字母表示水轮机型式。
第二部分由两个汉语拼音字母组成，分别表示水轮机主轴布置形式和引水室的特征；第三部分为水轮机转轮的标称直径以及其它必要的数据。
水轮机的效率：水轮机出力（输出功率）与水流出力（输入功率）之比。
Ƞ=P/Pw5.什么是比转速？54H s n表示当工作水头H=1m 、发出功率N=1kw 时，水轮机所具有的转速n 称为水轮机的比转速。
复习思考题（水轮机部分）（三）1.解释水轮机效率的组成，三种效率之间的关系如何？什么是水轮机的最优工况？水力效率ηs、容积效率ηv、机械效率ηj。
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水电站主要参数选择第11章水能计算及水电站主要参数选择46．什么是水能计算，它的目的和任务是什么？水能开发的主要方式是水力发电。
水电是一种清洁的能源。
我国水能资源十分丰富，水能资源理论蕴藏量为6.8亿千瓦，可开发水能资源为3.8亿千瓦，居世界第1位。
但目前我国水能资源开发利用程度还比较低，水能资源总开发利用率不足20%。
从全国看，我国待开发的水能资源主要集中在西南和西北地区，同时小水电的开发也具有广阔的前景。
水电站的装机容量、出力和发电量等是水电站重要的指标。
有关水电站出力、发电量和其他参数的计算称为水能计算。
在规划设计阶段，进行水能计算的目的主要是选择和水电站及其水库有关的参数，如水电站装机容量、正常蓄水位、死水位等。
在运行阶段，水电站的规模已经确定，进行水能计算的目的主要是为了确定水电站在电力系统中最有利的运行方案。
47．什么是电力系统，什么是电力系统负荷图？在一个区域中，将各种发电站用输电线路联系起来统一向用电户供电称为电力系统。
电力系统的容量和发电量应满足国民经济各个部门的需要。
电力系统的负荷是随时变化的。
目前，电力还不能大规模地储存，故系统中各种电站的发电出力需按照负荷的变化而变化。
电力系统负荷图即为反映电力系统负荷随时间变化的图线。
（1）电力系统日负荷图文字教材中的图11.14为电力系统日负荷图及电能累计曲线。
该图左边为日负荷图，其纵轴表示电力负荷（单位为万千瓦或者兆瓦），横轴表示时间（单位为小时）。
电力系统日负荷图表示在一天之内负荷随时间变化的情况。
按照负荷变化的情形，日负荷图可分为峰荷、腰荷、基荷三个区（如文字教材图11.13所示）。
图11.14的右边为日电能累计曲线，它表示电力负荷与其相应的日电能的关系。
不同负荷在日负荷图中对应的面积即为日电能，在图中以横坐标表示。
（2）电力系统年负荷图电力系统年负荷图又分为年最大负荷图和年平均负荷图。
年最大负荷图表示系统每天的最大负荷在一年中的变化情况。
年平均负荷图表示系统每日的平均负荷在一年内的变化情况。
图11.15即为电力系统的年最大负荷图，图11.16为电力系统的平均负荷图。
这两幅图实际上都进行了简化，即认为在一个月内日最大负荷和日平均负荷是不变的，故两种年负荷图都呈阶梯形。
需注意，日负荷图和年负荷图存在着对应关系。
48．什么是水电站保证出力？水电站利用水能生产电能。
如前述，河川径流具有不均匀性和随机性，因水电站水库的调节能力是有限的，故使水电站能够提供的电能具有随机性。
在电力系统中，电力负荷是由火电站、水电站以及核电站共同承担的（目前我国核电站装机容量和发电量所占比率均很小），为使电力系统安全、可靠地满足国民经济各部门的需要，要求水电站能够按照一定保证率，比较有把握地承担电能和负荷。
保证出力是水电站在长时期工作中，相应于设计保证率的控制时段（比如供水期或枯水期）的平均出力。
保证出力的概念十分重要。
首先应明确，保证出力具有统计意义，它相应于设计保证率。
另外，保证出力虽然是“出力”，其单位是千瓦或者兆瓦，但它是一个时段的平均出力，故实际上保证出力表示的是水电站提供电能的能力，而不是承担电力系统瞬时负荷的能力。
可以说，保证出力是表示水电站能够有把握地承担多少电能的指标（水能计算中，又将符合设计保证率的水电站在控制时段内提供的电能称为保证电能。
实际上，保证电能和保证出力的意义相同，只是表达方式不同）。
再有，保证出力的控制时段是指水电站发电受到限制的时段。
一般情况下，水电站发电受水量限制，控制时段就是枯水期或供水期，但也可能有其他情况。
如低水头径流式电站，丰水期可能因水头减小，发电受到限制。
又如有的水利枢纽可能因为综合利用的其他要求，使发电受到限制。
对于类似这样的情况，保证出力的控制时段需另作具体分析。
还应当明确，保证出力实际上是水电站正常工作的最小平均出力。
文字教材中介绍了不同调节能力的水电站进行保证出力计算的具体方法，同时提供了例题。
49．电力系统的容量如何组成，各部分容量有何意义？从不同角度进行分析，电力系统的容量组成情况不同。
进行规划设计时，对于电力系统的容量应按照需要分别考虑，此时可将电力系统的装机容量看为由以下几部分组成：（1）最大工作容量。
满足系统最大负荷要求的容量称为最大工作容量。
系统的最大工作容量应等于电力系统的年最大负荷值。
（2）备用容量。
备用容量又包括：1）负荷备用容量。
即为平衡系统的跳动负荷（突荷）而设置的备用容量。
系统负荷的变化是不平缓的，有时（如大型机电设备启动、大量用户同时开始用电等）可能出现集中增加的负荷，此时需由负荷备用容量来平衡。
2）事故备用容量。
当系统中机组突然出现故障时，需要替补机组投入运行，为此设置的备用容量为事故备用容量。
3）检修备用容量。
为保证正常工作，系统中的机组要定期检修。
检修是有计划进行的，可尽量安排在用电负荷低落时进行。
但如负荷低落时不能安排全部机组建修，则需设置专门的备用容量，称为检修备用容量。
上述最大工作容量与备用容量之和又称为系统的必需容量。
系统除设置必需容量外，还要设置重复容量。
重复容量设置在水电站上。
因河流洪水和枯水的水量相差很大，而水电站的调节能力是有限的。
枯水期或者供水期水电站只能提供保证出力（保证电能）。
对于承担电力系统负荷来说，水电站所能承担的最大工作容量只能按照保证出力来考虑。
但如在水电站上仅仅设置必需容量（包括最大工作容量和备用容量），则水量较大时，会有相当一部分水能，由于水电站装机容量的限制无法被利用，造成水能的浪费。
为了充分利用水能，在水电电站必需容量以外再设置一部分容量，在丰水期工作，代替火电站发电，减少煤耗。
而这部分容量在枯水期由于水量限制，不能用于平衡系统负荷，称为重复容量。
电力系统设置的重复容量对于平衡系统负荷来讲似乎是多余的（与火电站的装机重复），但应当看到，从充分利用水能的角度出发，重复容量是应当设置的。
按照电力系统实际运行时的工作状况，系统装机容量又可分为工作容量、备用容量、空闲容量和受阻容量。
其中工作容量和备用容量是正处于工作状态或备用状态的容量。
空闲容量是可以投入运转，但由于系统负荷较小，不需要投入工作的容量。
受阻容量是由于机组检修或出现故障等原因，不能投入运行的容量。
显然，在实际运行中以上各部分容量是随时变化和相互转换的。
50．如何按照电力电能平衡原则选择水电站装机容量？目前我国电力系统的电站主要包括火电站和水电站两类。
电力系统的各部分容量主要由火电站和水电站承担。
电力电能平衡法按照电力电能平衡原则确定水电站的装机容量。
电力平衡原则为：电力系统某时刻所有电站工作容量之和应等于该时刻电力系统最大负荷。
电能平衡原则为：电力系统任意时段所需的电能等于该时段各类电站能够提供的电能之和。
采用电力电能平衡法确定水电站的装机容量，对于水电站的最大工作容量主要按照电能平衡原则确定。
如前述，水电站在电力系统中能够提供的电能只能按照水电站的保证出力（保证电能）来考虑。
从电力系统日负荷图可见，当水电站提供的日电能相同时，电站的工作位置不同，所能承担的最大工作容量是不同的。
提供同样的日电能，水电站在峰荷位置工作比在基荷位置工作能够承担的最大负荷要大。
从水电站的工作特性出发，应当使水电站尽可能承担变动负荷。
即应使水电站在负荷图中的工作位置尽可能靠上。
但同时需考虑充分利用水能，减少弃水，以及综合利用其他部门的要求。
不同调节能力的水电站，在电力系统负荷图中的工作位置不同。
同时，因调节周期不同，计算水电站保证出力（保证电能）的计算时段不同，计算水电站最大工作容量的具体方法也不同。
1）无调节水电站的最大工作容量等于保证出力。
因无调节水电站无蓄水能力，不能调节径流，如承担变动负荷势必造成弃水。
故无调节水电站只能担任基荷。
因一般日内的径流变化不大，故可按照枯水日来水计算保证电能。
可以推出，无调节水电站的最大工作容量等于保证出力。
2）日调节水电站一般需按照日电能累计曲线用图解的方法求出最大工作容量。
日调节水电站具有日内调节径流的能力，在枯水日可担任系统的峰荷或者腰荷，其计算保证电能的时段是枯水日。
又因在日负荷图里中，负荷变化过程线是一条曲线，故需借助图解方法推求日调节水电站的最大工作容量。
文字教材中还介绍了有航运或者其他综合利用要求时，计算日调节水电站最大工作容量的方法，并提供了例题。
3）按照电能平衡原则，年调节水电站的最大工作容量是按照电力系统负荷图工作，在整个供水期提供的电能恰恰等于保证电能的最大工作容量。
年调节水电站有较强的调节能力，在年内的枯水期或供水期，年调节水电站可以担任系统峰荷或腰荷，同时可按照等流量发电，或按照一定的出力要求发电。
所以，计算年调节水电站保证电能的计算时段是供水期。
年调节水电站最大工作容量实际上需用试算法求出。
文字教材中介绍了推求年调节水电站最大工作容量的方法，同时提供了例题。
4）推求多年调节水电站最大工作容量的方法与年调节水电站类似（此部分内容不作为本课程必需掌握的内容）。
在确定了水电站的最大工作容量后，可进一步确定水电站的备用容量。
确定备用容量的基本方法，是先按照电力平衡原则确定整个电力系统的各项备用容量，再分配到适合承担各种备用容量的各个电站上去。
对于水电站还需设置重复容量。
确定重复容量要进行经济分析和计算。
51．如何运用装机利用小时数法确定水电站的装机容量？采用电力电能平衡法确定水电站的装机容量需要较多相关资料，计算工作量也较大。
对于中小型水电站，特别进行初步规划或方案初步比较时，可采用比较简单的方法初步选择水电站装机容量。
装机利用小时数法就是选择水电站装机容量的一种简化方法。
装机利用小时数是水电站多年平均发电量与装机容量的比值。
它既表示了水电站机组的利用程度，又表示了水能利用的程度，是水电站的一项动能指标。
一座水电站的装机利用小时数过高或过低都是不合理的。
装机利用小时数过高表明虽然水电站机组利用程度比较高，但水能利用的程度过低。
装机利用小时数过低，表明虽然水电站水能利用比较充分，但机组利用程度过低。
文字教材的第11章第5节提供了水电站装机利用小时数的经验合理值，亦即在长期生产实践中总结出的各类水电站装机容量利用小时数的合理取值范围。
按照装机利用小时数的经验合理值，可简便地求出水电站的装机容量。
因水电站的发电量与装机容量有关，故用装机容量小时数法确定水电站装机容量时需进行试算。
装机利用小时数法是实际工作里中经常用到的，望注意掌握。