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32.26
70.00
16.45
100.00
6.14
由表查出频率为20%、50%、80%的丰、平、枯年份的年径流量,即为设计年径流量。
有如下结果:
当P=20%时,得丰水年年径流量为23.619m3/s;
当P=50%时,得平水年年径流量为19.034m3/s;
当P=80%时,得枯水年年径流量为15.264m3/s。
图1年径流频率曲线
2、设计年内分配
①典型年的选择:
根据典型年的选择原则可选择典型年。
选择过程如下:
图2枯水年选择
图3丰水年选择
图4平水年选择
由上可以选择出典型枯水年为1979年,典型丰水年为1993年,典型平水年为1984年。
对丰、平、枯年份个月份按流量进行缩放可得设计年各月分配表(见表)。
表2设计年径流各月分配单位(m3/s)
月份
设计枯水年(1979)
设计丰水年(1993)
设计丰水年(1984)
典型年Q
设计年Q
5
20.501
20.111
26.622
26.755
25.285
24.122
6
52.131
51.141
26.083
26.213
44.051
42.025
7
29.015
28.464
65.527
65.855
39.008
37.214
8
8.918
8.749
65.171
65.497
26.112
24.911
9
33.462
32.826
20.314
20.416
13.422
12.805
10
4.316
4.234
11.544
11.602
28.077
26.785
11
2.226
2.184
19.385
19.482
6.839
6.524
12
2.148
2.107
7.96
8.000
11.643
11.107
1
3.161
3.101
6.628
6.661
3.084
2.942
2
3.058
3.000
9.841
9.890
2.197
2.096
3
6.561
6.436
5.011
5.036
16.01
15.274
4
19.173
18.809
19.703
19.802
23.515
22.433
三、水库死水位与正常蓄水位的选择
1、死水位的选择
①有泥沙淤积计算
计算公式:
表3泥沙淤积确定死水位计算表
年均年径流量
泥沙沉积率
孔隙率
泥沙颗粒干容重
比值
总淤沙容积
淤积水位
最终水位
水库死水位
W。
(106m3)
γ(kg/m3)
V(m3)
H(m)
H死(m)
617.93
90%
0.3
1650
0.13
13.12
62.56
64.56
②由水轮机运行允许最低水头计算死库容(见表4)
表4由水轮机运行允许最低水头计算死库容
流量(m3/s)
流量水位(m)
最终水位(m)
7.5
46.61
63.21
在泥沙淤积确定的死水位及水轮机运行允许最低水头确定的死水位中选择较大者,定为最终死水位,即泥沙淤积确定的死水位:
64.56m。
2、兴利库容计算
兴利库容计算见表4
表4兴利库容确定(m3/s)
来水量
用水量
余水(+)缺水(-)
12.611
43.641
20.964
1.249
25.326
-3.266
-5.316
-5.393
-4.399
-4.500
-1.064
11.309
兴利用水
23.938
兴利库容
64.96m6
3、正常蓄水位的选择
(1)设计保证率为80%,选取枯水年对应的年内分配为来水量;
(2)兴利要求调节流量不低于7.5m³
/s,则将用水量定为7.5m³
/s;
(3)来水量减去用水量得余水量或缺水量;
(4)求得总缺水量,其绝对值即为兴利用水量,即23.938m³
(5)根据(4)中求得的结果可计算得兴利库容为64.96百万m³
;
(6)根据水位库容曲线查得死库容为17.12百万m³
(7)死库容加上兴利库容得正常蓄水位所对应的库容:
80.08百万m³
(8)根据(8)中求得的结果及水位库容曲线查得正常蓄水位为77.9m。
四、装机容量及多年平均发电量.
1、代表年的水能计算
(1)选取丰水年对应的年内分配进行水能计算(见表5)
①根据来水量及兴利用水量,对发电用水进行调试,确定12~3月为供水期,7~8月为蓄水期;
②根据天然来水量及发电用水量求得各月份余水量及不足水量;
③根据水库死库容、各月天然来水入库量及水库放水量确定月末水库蓄水量,并求得月平均蓄水量;
④根据月平均蓄水量及水位容积曲线求得月平均水位;
⑤根据发电用水量及水位流量曲线求得下游水位;
⑥月平均水位减去下游水位及预留水头损失(0.5m)即得到水头差;
⑦出力系数为7.5,则根据水电站出力公式计算出各月的水流出力。
(2)用同样的方法对平水年和枯水年进行出力计算(见表6、7)
(3)取设计枯水年供水期的平均出力为保证出力:
保证出力为1374kW.
(4)装机利用小时数法计算装机容量
①将丰、平、枯三年(36个月)的出力列入表中,进行经验频率计算,并将其视作一年的出力情况进行持续时间的计算(见表8);
②绘制年平均出力频率曲线及年平均出力历时曲线(见图5—9);
③计算出力增量,即每行的出力减去下一行出力,最后行出力为本行出力值;
④计算平均持续时间,即每行的持续时间与下一行持续时间的均值,最后一行持续时间即为本行平均持续时间;
⑤计算电量增量,即出力增量乘以平均持续时间;
⑥计算累计电量,最后一行出力即为本行累计电量,然后将本行累计电量加上上一行的电量增量即为本行的累计电量(本列数据由下向上计算);
⑦将累计电量除以出力即得年利用小时数;
⑧利用调试法求得当年利用小时数为3440h时,装机容量为6119kW,由于单机容量为1250kW,则装机台数为5,总装装机容量为6250kW,多年平均发电量2150万kW·
h。
表5丰水年水能计算表
天然来水
发电用水
余水(+)或缺水(-)
月末相对蓄水
弃水
月平均相对蓄水
月平均相对蓄水(106m3)
月平均蓄水(106m3)
月平均水位(m)
下游水位(m)
水头(m)
净水头(m)
出力(kW)
0.000
26.755
17.120
47.30
17.26
16.76
3363
26.213
3295
65.855
53.707
12.148
6.074
15.974
33.094
69.26
47.40
21.86
21.36
8604
65.497
11.790
23.937
18.043
47.452
64.572
86.63
39.23
38.73
15601
20.416
62.956
80.076
77.90
47.20
30.70
30.20
4624
11.602
46.79
31.11
30.61
2663
19.482
4413
8.000
13.381
-5.381
18.556
21.247
55.879
72.999
76.86
46.87
29.99
29.49
2960
6.661
-6.720
11.836
15.196
39.966
57.086
74.35
27.48
26.98
2708
9.890
-3.492
8.345
10.091
26.538
43.658
71.62
24.75
24.25
2434
5.036
-8.345
4.172
10.973
28.093
17.69
17.19
1725
19.802
17.36
16.86
2504
兴利库容23.938m3/s.月
m3/s.月
设供水期为12~4月
供水期来水总量
49.389
供水期调节流量
14.665
设供水期为12~3月
29.587
设蓄水期为5~11月
蓄水期来水总量
253.819
蓄水期调节流量
32.840
设蓄水期为5~9月
204.736
36.160
设蓄水期为7~8月
131.351
确定供水期为12~3月,蓄水期为7~8月
表6枯水年水能计算表
发电用水
20.111
2543
51.141
27.833
23.308
11.654
30.649
47.769
72.45
25.15
24.65
5146
28.464
0.631
23.623
62.128
79.248
77.78
30.48
29.98
6258
8.749
62.957
80.077
46.66
31.24
30.74
2017
32.826
7435
4.234
-3.266
20.672
22.305
58.662
75.782
77.27
46.60
30.67
30.17
1697
2.184
-5.316
15.356
18.014
47.376
64.496
75.62
29.02
28.52
1604
2.107
-5.393
9.963
12.659
33.294
50.414
73.59
26.99
26.49
1490
3.101
-4.399
5.564
7.763
20.418
37.538
70.37
23.77
23.27
1309
3.000
-4.500
1.064
3.314
8.715
25.835
67.21
20.61
20.11
1131
6.436
-1.064
0.532
1.399
18.519
65.15
18.55
18.05
1015
18.8
47.13
17.43
16.93
2388
设供水期为9~4月
72.697
12.079
设供水期为10~4月
39.871
9.116
设供水期为10~3月
21.062
7.500
141.290
28.152
设蓄水期为6~9月
121.179
24.310
设蓄水期为6~7月
79.604
确定枯水年供水期为10~3月,蓄水期为6~7月。
表7平水年水能计算表
24.122
3032
42.025
27.650
14.375
7.187
18.903
36.023
70.07
22.77
22.27
4618
37.214
9.564
19.156
50.382
67.502
76.06
28.76
28.26
5860
24.911
62.958
80.078
30.60
30.10
5624
12.805
46.84
31.06
30.56
2935
26.785
6047
6.524
11.652
-5.128
18.811
21.374
56.215
73.335
76.91
30.12
29.62
2588
11.107
-0.545
18.266
18.538
48.756
65.876
75.82
29.03
28.53
2493
2.942
-8.710
9.556
13.911
36.586
53.706
73.66
26.87
26.37
2304
2.096
-9.556
4.778
12.567
29.687
68.30
21.51
21.01
1836
15.274
46.96
17.60
17.10
1959
22.433
2837
64.927
14.811
设供水期为11~2月
22.670
设蓄水期为5~10月
167.861
23.987
79.238
确定供水期为11~2月,蓄水期为6~7月
表8出力计算表
序号
频率
持续时间(h)
出力增量(kW)
持续时间增量
电量增量(万kW·
h)
电量累积(万kW·
装机容量(kW)
多年平均发电量(万kW·
年利用小时数(h)
m
N
P(%)
T=P*8760
∆N
[T(m)+T(m+1)]/2(h)
∆E
∑∆E
出力
电量累积
2.70
237
6997
355
248.48
3275.61
2099.68
5.41
474
1169
592
69.18
3027.13
3518.34
8.11
710
1177
829
97.52
2957.95
3978.37
10.81
947
211
1065
22.53
2860.44
4570.66
13.51
1184
186
1302
24.27
2837.91
4693.23
16.22
1421
1539
36.44
2813.64
4801.09
18.92
1657
478
1776
84.88
2777.20
4938.45
21.62
1894
521
2012
104.95
2692.32
5232.25
24.32
2131
2249
1.32
2587.37
5595.37
27.03
2368
206
2486
51.11
2586.05
5599.64
29.73
2604
1050
2723
285.76
2534.94
5744.70
32.43
2841
68
2959
20.15
2249.18
6687.79
13
35.14
3078
263
3196
84.03
2229.03
6764.83
14
37.84
3315
73
3433
24.92
2145.00
7074.26
15
40.54
3551
25
3670
9.08
2120.08
7163.55
16
43.24
3788
98
3906
38.33
2111.01
7193.00
17
45.95
4025
129
4143
53
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