SL 76-1994(条文说明) 小水电水能设计规程.pdf
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1、中华人民共和国行业标准小水电水能设计规程SL 76-94 条文说明36 目次1 ,总贝。. ( 38 ) 2 中小河流的水能规划. . ( 40 ) 3 水能指标计算.( 42 ) 4 负荷预测.( 45 ) 5 装机容量选择及电力电量平衡.( 46 ) 6 抽水蓄能.( 50 ) 7 综合利用.( 52 ) 8 参数选择计算.( 53 ) 养附录A河流水能理论蕴藏量计算(补充件)祷附录B无调节或日调节水电站水能计算(参考件保附录C年调节水库等流量调节水能计算(参考件)铃附录D年调节水库已知水电站出力过程或已知兴利库容时的水能计算(参考件)附录E多年调节水库水能简化计算(参考件(54 ) 快附
2、录F梯级水库电站群水能计算(参考件祷附录G各种电量划分办法(参考件曾表示该附录无条文说明。37 1 总则1. 1 本条是对制订(小水电水能设计规程)(以下简称规程) 目的之说明。我国小水电资源丰富,到1992年底已开发1440余万kW,遍布1500多个县,由于小水电从数千瓦到25000kW,容量相差较大,水能设计的要求不同,不能统一以大水电的水能设计的内容与方法进行计算,而且小水电多结合小流域开发,各电站水文水能条件各有特点,为了使小水电水能设计规范化、正规化,满足基层设计部门和工程管理部门的需要,特制订本规程。1. 2 本条是对规程适用范围的说明。本规程的主要应用对象是装机25000kW以下
3、的小水电站的可行性研究,初步设计(扩大初步设计)中的水能设计。对于一些以小水电为主体开发的中小流域中小河流、河段水电开发规划中的水能设计以及水电为主的地区电网规划中的水能设计部分也可根据本规程进行计算。由于小水电幅度较大,水能设计要求相差悬殊,所以对于容量较小的电站及小河流可以适当简化,以适应各层次的要求。鉴于水利系统近来兴建了部分25000 50000kW的水电站,这部分电站属容量较小的中型水电站。故也可参照本规程进行水能计算。1. 3 本条是对小水电水能设计基本任务的说明。小水电水能设计一般应在河流规划确定各枢纽位置、开发要求的基础上进行,应根据河流规划所确定的目标、准则进行具体水能参数的
4、计算,提供工程规模如装机容量,水能参数如保证出力,保证电量、多年平均发电量等指标。对于一些有较高调节性能的骨干水电站,由于投产后要经过一段时间才能达到设计水平,为了充分发挥工程的效益,应对投产初期水库蓄水情况,应用方式等进行分析论证。而且还应对水库的调度原则,调度方式等进38 行分析以校核水能设计指标。1. 4 本条规定了规程所必须遵循国家政策法令,贯彻执行水法).执行有关专业规程规范,如小水电建设项目经济评价规程SL16一92、小型水力发电站水文设计规范)SL77-94、农村水电供电区电力发展规划导则)SL22-92等,搞好与这些规范之间的衔接。1.5 本条是对小水电水能设计中所应收集的资料
5、的具体要求,其资料应包括z1. 5.1 当地自然、社会、经济方面的资料,用以说明社会经济发展情况以及自然资源、水利建设、工农业生产布局等方面的情况。1.5.2 负荷资料,用以进行负荷预测、负荷图编制以及用以说明电力系统对本电站的要求等。1.5.3 电力资源资料,包括水能、煤炭等能源资料,电力系统构成,主要河流的水文、地质及水电开发潜力及现状等情况,本电站的地质、水文等较为详细的资料。1. 5. 电网有关资料,包括电力系统发展规模,电网主要接线及分布、季节性电能利用以及目前存在的问题等。1. 5. 5 其它有关的资料q资料的收集应满足精度,广度方面的要求。39 2 中小河流的水能规划2.2本条是
6、对河流水能理论蕴藏量参数表示和计算方法的规定。我国以往在统计计算河流水能理论蕴藏量和可开发量时往往以出力或装机容量表示,用出力或装机容量表示有直观的优点,可以将资源与工程开发规模联系起来,但不足的方面是未能考虑装机年利用小时的影响,有些电站调节能力较强,在负荷图的尖峰部分工作,年利用小时数较低,以致某些站址会出现水能理论蕴藏量千瓦数小于装机容量(可开发量)的情况。国外发达国家则以年平均发电量表示水能理论蕴藏量和可开发容量,谈化装机容量的概念。所以考虑到如上情况,本条规定河流水能理论蕴藏量以年平均发电量和出力两个指标表示。具体进行河流水能蕴藏量估算则通过绘制河流水能理论蕴藏量图完成。2.3 本条
7、是对河流水能资源可开发量表示和估算的规定。基于2.2条中说明的原因,河流水能资源可开发量亦以年平均发电量和出力两个指标表示。水能资源可开发量的估算应结合河流开发条件、系统要求、经济指标、地质地理、环境保护等方面的因素确定。2.5 本条是对水能规划中应考虑的基本原则的规定。针对小水电大多位于山区,流域面积较小,水利开发多以发电为主,为提高开发效益,借鉴国外发达国家的经验,根据实际情况,不局限于流域本身的考虑,而是在更高的层次上考虑跨流域引水的可能性和可行性。以增加水源,实现水系统合理规划,水量水头合理利用,例如湖南省慈利县赵家埋跨流域引水开发,广西桂林地区天湖水系统开发等。对于一些工程通过跨流域
8、引水、积水网道式开40 发,可以极大地提高开发效益。在考虑跨流域引水,集水网道式开发时,应对流域水量平衡中所带来的不利影响作出充分论证。41 3 水能指标计算3.1 本条是对水能指标计算应提供成果的规定。按照规定,水能指标计算应提供电站的发电出力保证率曲线,同一曲线如横坐标以8760小时代替保证率P时则为发电出力历时曲线,以及保证出力、保证电能和多年平均发电量等指标。对于无调节和日调节水电站,其发电历时曲线或发电保证率曲线可以通过多年日平均流量资料根据水头实际变化情况计算得出,计算操作性强,理论上亦较完备。但对于年调节水电站其发电保证率曲线或发电历时曲线的求取则比较困难。目前采用长系列来水过程
9、按等流量调节或按一定的出力变化过程调节列表计算,在资料有限的情况下也可采用丰、平、枯三个典型代表年的来水过程进行等流量调节或按一定的出力变化过程调节列表计算,将计算的出力值排频率曲线近似代替概率曲线。这种方法缺乏严密的理论依据,因为调节后的出力严格来讲不是随机事件,且在具体计算中为减少工作量,采用月平均出力计算,丰、平、枯三个年份共有36个资料样本,扣除调节供水期按其平均出力计算的月份,其资料样本较少,绘制出力保证率曲线困难较大,但因为目前这一领域研究尚无实质性的突破,为了提供水能参数计算的依据,也只能采用这种办法,而且在规划设计阶段也可得到满足精度要求的解答。3.3 本条是对无调节和日调节水
10、电站水能指标计算的规定。因为日调节水电站只将一日之内的来水量进行分配,所以也是一种广义上的无调节电站,故按无调节电站的水能计算方法进行计算,在具体计算时对于日调节电站应考虑水头变化的影响。有些电站取得日平均流量系列比较困难而采用旬平均流量或月平均流量进行计算,在此情况下应对流量序列进行适当的修正。3.4 本条是对年调节水电站水能指标计算的规定,年调节(含不42 完全年调节)水能指标计算采用等流量调节办法或巳知出力变化过程的调节计算办法。严格说,等流量调节有比较大的缺陷,由此计算的出力过程与实际情况也有较大的差异,但该方法却有计算工作量小、简便易行的优点。按照已知出力变化过程的调节计算办法较等流
11、量调节有所改进,但计算工作量要大一些。具体方法可参见附录C和附录D。一般情况下,对于小型水电站可用丰、平、枯三个代表年的来水过程进行操作计算以确定其水能指标,但对一些重要工程或骨干水电站则为了计算精确,也可采用长系列法利用长系列来水过程进行操作计算。3.5 本条是对多年调节水库电站水能指标计算的规定。多年调节水库电站的水能调节计算非常复杂,目前国内、外比较普遍采用的方法是时历法和数理统计法。但这两种方法都比较繁琐,计算工作量大,不便于基层掌握,所以本规程推荐采用基于克里茨基、明凯里第二法和萨瓦林斯基方法基本原理的数理统计法,通过查线解图进行水能计算。将几.普列什坷夫线解图中有关参数进行多元逐步
12、回归分析,得出满足精度要求的简化计算模型,进行多年调节水库水能指标的计算。具体参见本规程附录E及条文说明的附录E的说明。3.7 本条是对梯级开发水电站水能计算中有关问题的规定。梯级开发水电站水能指标的计算应按照自上而下的顺序进行。在具体计算中充分考虑各梯级之间的流量关系影响,包括区间来水、上下游水库补偿调节作用等;流程影响如河道的槽蓄作用等;水位关系如上下游水库电站在各种运行方式情况下的水位衔接影响等。具体计算方法可参见附录F。3.8 本条是对小水电站设计保证率选择的规定。小水电站的设计保证率应根据电站占当地地方电力系统的比重,系统中有调节能力的水电站所占比重等因素进行选择。由于小水电站横跨幅
13、度较大且各地情况差异较大,所以不便统一规定小水电站设计保证率的选择,但对于小水电站在当地地方电网中所占比重超过20%, 43 且电网又以水电为主时可按表3.8所示的标准选择水电站的设计保证率。容量较大的水电站因其在电网中处于骨干地位宜取较高的设计保证率。容量较小的水电站可视情况允许取较小的设计保证率。上述各种水能计算方法,各省、市均有现成的计算机软件,可供各单位交流并使用。44 4 负荷预测4.2 本条是对负荷预测应提供的成果的规定。负荷预测应提供三个方面的成果。这些成果是进行电力电量平衡、选择电站装机方案、确定供电方式的主要依据。通过负荷预测应提供的成果有z设计水平年的负荷和用电量水平,并用
14、一些特征指标表示z确定设计水平年24个具有代表性的典型日负荷曲线和按月编制的综合年最大负荷曲线和用电量曲线,24个具有代表性的典型日负荷曲线,其代表日的选择可以根据当地的实际情况,选择供、需矛盾比较突出的24个月份的代表日作为典型负荷日,容量较小的系统可取2个典型日,编制典型日负荷曲线;以及有关参数,如日负荷率,月不均衡率等。4.4 本条是对负荷预测方法的规定。由于负荷预测涉及因素多,随机干扰大,因此不能只采用一种方法的预测结果,而应采用几种预测方法进行预测,各种预测方法的预测结果互相校验。一般情况下综合需用系数法和单耗法可作为主要预测方法,这两种方法是本专业应用较多且效果较好、使用简便的方法
15、。4.6 本条规定了用电指标和供电指标之间的换算关系。经大量统计资料分析结果表明,小水电站厂用电率平均在o.5%1. 0%之间,县级电网网损率应取10%1l%。45 5 装机容量选择及电力电量平衡5.2 本条是对小水电装机容量选择方法与原则的规定。小水电装机容量选择分四种情况进行。5.2.1 并入孤立运行小水电网内的小水电站,由于网内以小水电为主,季节性影响明显,网内消耗小水电季节性电能的能力弱。考虑到小水电目前存在的调节能力普遍偏低,电力电量平衡困难等诸多因素,当电站容量所占系统容量的2%以上时应在全网电力电量平衡的基础上选择装机容量。对于一些占系统容量比重大的骨干电站,则还应在机组部分投产
16、达到设计水平年之间再选择几年进行电力电量平衡,以核定其装机选择的合理性。5.2.2 并入与国家电网联网运行的小水电网的小水电站,比如南方一些省、区具有自供区的县级小水电网的情况。一方面因其小网内以小水电为主要电源,另一方面小网又与国家电网联网,所以其小水电装机容量应在小水电网电力电量平衡的基础上,结合国家电网吸收电力、电量的能力和经济比较后确定。5.2.3 与水电为主的国家电网并联运行的小水电站,比如南方一些省区国家电网供电区内的水电站,因其与大水电具有类似的丰、枯矛盾,所以,小水电站装机容量的选择应在采用方案比较经济评价确定合理规模的基础上,结合小区域电力电量平衡进行。5.2.4 并入火电为
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- SL 76 1994 条文 说明 小水电 水能 设计 规程
