研究小型无调节水电站设计装机容量

2017-09-15

福建质量管理 2017年13期

关键词：桂东县小时数装机容量

(桂东县水利局湖南桂东 423500)

研究小型无调节水电站设计装机容量

郭永平

(桂东县水利局湖南桂东423500)

针对小型无调节水电站设计装机容量，做了简单的论述。装机容量作为衡量水电站的重要参数，是小型无调节水电站设计的重点内容。若装机容量过大，则会增加投资成本，降低资源利用率。若过小，则难以充分利用水资源。基于此，加强此课题的研究，有着必要性。

小型；无调节；水电站；装机容量

近年来，桂东县水电装机容量不断增加，但水库调节性能较差，水电站地理位置相对分散，加之降水时空分布不均，增加了电站调度管理的难度。基于此，湖南电网不断优化调度，使得水电站运行的效益得以明显提升。

一、小型无调节水电站的特点

小型无调节水电站主要分布在山沟里，由于交通与通讯不便等，加之缺少水文资料，使得水电站设计面临着极大的挑战。受到流量和地形地质条件等的影响，小型无调节水电站装机容量通常在200-3000kW范围内。拦水坝高通常处于5-15m范围内，设计水头处于5-300m，无调节库容。

二、小型无调节水电站设计装机容量的最优方法

(一)控制影响水电站效益的因素

在进行小型无调节水电站设计装机容量时，要做好以下因素的把控：1)建设投资。对于水电站建设来说，资金投入多少，直接影响着电站经济效益。其与装机容量，有着紧密的关系。通常装机容量越大，电量也就越大，则项目投资就越大。在基本条件相同的河床上，比如地形与地质相同，或者选择不同的装机容量方案时，随着装机容量的增加，单位千瓦投资会随之降低。总体来说，装机容量和建筑投资呈正比关系，非直线关系。2)年电费收入。通常情况下，无调节水电站装机容量越大，年发电量越多，年利用小时减少。当电站装机容量增加时，年均电费收入增量减少。3)运行费用。此因素构成包括固定资产折旧与大修费用、水电站运维管理费用等。除此之外，税收与水资源成本是小型无调节水电站运行效益的重要影响因素。

(二)合理选择装机容量

因为小型水电站受到自然供水的影响较大，因此需要充分考虑自然因素，来选择电站装机容量。若装机容量小，则投资回收期较短，其前提是有可充分利用的自然水，否则难以确保水电站运行的经济效益。若装机容量大，过分消耗自然水，即使水资源利用率较高，但水电站建设投资成本较大，资金回收期稍长，经济效益不高。基于此，为获得最高的经济效益，要从装机容量与年净收入关系曲线进行分析，对应最大平均净收入值的装机数，为电站装机容量的最优化。

三、小型无调节水电站设计要点

(一)工程概述

湖南省桂东县水能资源丰富，理论蕴藏量为230MW。建设多处小型无调节水电站，大部分为径流引水式，利用水头处于5-300m范围内。早期建设的水电站，存在着装机容量偏小问题与励磁系统不适用问题等。水能资源利用率较低，使得小型无调节水电站运行效益，受到不利的影响。基于此，该地区不断开展增效扩容工作，以满足发电需求。现对此地区小型无调节水电站装机容量设计，进行简单的论述。

(二)装机容量的确定

1.确定方法

通常情况下，装机容量的确定，需要结合水能计算成果，并且经过动能经济计算。考虑到小型无调节水电站地理位置的复杂性特点，通常电站的装机容量偏小。在进行确定时，可运用装机容量年利用小时法，也就是预选装机容量年利用小时，对电站装机容量的合理性进行控制。其中电站装机容量年利用小时数，即h年，其指的是水电站以满载运行状态，所发出的平均年发电量小时数，即E年。

2.确定流程

在确定小型无调节水电站装机容量时，要严格按照以下步骤执行：(1)计算谁能。主要计算保证出力和保证电能，即Np与Ep。(2)确定电站装机容量年利用小时数，设定为目标值。通常情况下，小型无调节电站的装机容量，其年利用小时数，通常在3500-5000h范围内。一般来说，调节能力低的小型无调节电站或者日调节水电站，其h年值选择可偏大。具有年调节能力的水电站，其h年值选择可偏小。(3)保证出力倍比系数C。利用公式N装=C×Np，来初定装机容量范围。为确保系数确定的合理性，可以结合电站实际情况，参考表1数据选择。(4)装机容量范围。基于出力倍比系数C，利用上述公式，计算装机容量范围。(5)确定装机容量方案。(6)计算发电量与年利用小时数。(7)确定电站装机容量。