等流量与等出力法计算电站效益的差异性研究

罗志远，尹智力，杨全明

（贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550002）

对具有调节性能的水电站水能计算，常有等流量法和等出力法。等流量法［1］视供水期的流量相等，而等出力法［2］视调节期出力相等；等流量法计算简单快捷，等出力法要试算，相对烦琐。本文以蒙江流域上的龙头水库蛮酱水电站为例，用上述两种方法分别计算其水能指标，分析其差异，初步研究了在电力系统许可的前提下，使水电站的效益最大化。

1 基本原理

1.1 等流量法

等流量法是在已知调节库容前提下，使水库在供水期初蓄满，到供水期末放空，蓄、供水期的调节流量按时段入库径流和调节库容确定。在蓄水期的调节流量小于来水流量，为充分利用水能，调节流量不一定为定值；在供水期，调节流量为一固定值，且大于各月来水量。

等流量法水能计算原理按照水量差积曲线法进行［4］，即：

式中 W为差积水量（m3/s·月）；Qi为月平均流量（m3/s）；Qo为多年平均流量（m3/s）；Δt为时段长（月）。

调节流量计算式：

式中 Q调为调节流量（m3/s）；W入为调节期入库水量（m3/s·月）；V有为有效库容（m3/s·月）；T供为调节期（月）。

根据差积曲线，计算出调节期和调节流量，按调节期内各月的来水、调节流量，计算水库当月的蓄水库容，依据蓄水库容按库容曲线查算水库水位，以调节流量按厂房尾水水位流量关系曲线查算厂房尾水位，从而得发电水头，计算月平均出力：

式中 N为月平均出力（kW）；A为发电机组综合出力系数；Q调为调节流量（m3/s）；H为发电净水头（m）。

多年平均发电量：

式中 E为多年平均发电量（亿kW·h）；n为年数；Δt为时段内小时数（h）；Ni为时段平均出力（kW）；a为时段数（8760n/Δt）。

选定装机Ny，当时段出力大于装机容量直接采用装机容量，小于装机容量采用计算值，按上式可统计出多年平均发电量。

1.2 等出力法

等出力法是固定出力调节方式的水能计算方法，等出力调节法水能计算常有试错法、半图解法［6］。其蓄、供水期的判定与等流量调节法判定方法一致。

1.2.1 等出力的试错计算

供水期的固定出力应尽可能符合实际，并应结合系统需求。一般而言，该固定出力应在供水期平均出力附近浮动，供水期平均出力：

式中N为供水期平均出力（kW）；A为发电机组综合出力系数；Q调为调节流量（m3/s），Q调=（W入+V有）/T供；H为发电净水头（m）。

先计算供水期平均库容V均＝V调/2+V死，据此库容查库容曲线即得平均库水位，再用Q调查水库下游水位～流量关系曲线得下游水位，H＝平均库水位-下游水位-水头损失。

若用供水期平均出力调算至供水期末水位不为死水位时，表示库内蓄水没有用完或不足，假定的出力偏小或偏大，要重新假定出力值直至消落水位接近死水位为止。

1.2.2 电量统计

等出力调节法水能计算的发电量统计与等流量调节方法一致。

2 算例分析

蛮酱水电站为红水河水系蒙江一级支流涟江上的第1个梯级［7］，在涟江以及汇口以下各梯级的联合运行中起着龙头水库的作用，可增加下游各梯级电站效益。控制集水面积1934km2，多年平均流量38.9m3/s，来水主要集中在汛期5～10月，占年来水的80.3%。水电站正常蓄水位950m，正常蓄水位对应库容2.164亿m3，死水位925m，调节库容1.992亿m3，水库具有年调节性能。

以蛮酱水电站为例，选择丰P=10%、平P=50%、枯P=90%代表年分别用等流量和等出力调节法进行水能计算［8］，分析成果见表1。

表1 发电效益指标差异分析表

拟定装机容量为30MW，计算成果表明，等流量与等出力法计算多年平均电量相差0.36%，保证出力相差0.21%，各项指标差异甚微［9］。

3 结语

等流量法、等出力法是水电站水能计算中常用的方法。等流量法使整个供水期流量为定值［10］，是一种理想的调节方式，计算过程清晰明了；等出力调节法可以使整个供水期出力相等，常进行试算，计算较为复杂，但其计算结果更为理想。在电站运行工作中，等出力运行可减轻发电机组震动，便于电站调度运用，同时有利于电力系统安全稳定要求。

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