水電站裝機(jī)容量范文
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1基本資料
1．1流域概況
沁河發(fā)源于山西省沁源，流經(jīng)山西省安澤、沁水、陽城、晉城至河南濟(jì)源市五龍口出太行山峽谷進(jìn)入平原，下行90km于武陟縣匯入黃河，總流域面積13532km2，河道全長485km，落差1048m，平均比降2．16‰，水力資源十分豐富。
沁河的水利建設(shè)始于秦漢時代，下游廣利灌區(qū)為我國最古老的灌區(qū)之一。自50年代后期，沁河流域開始了大規(guī)模開發(fā)建設(shè)，修建了不少水利水電工程，主要有山西境內(nèi)的拴驢泉水電站，河南境內(nèi)的引沁濟(jì)漭灌區(qū)、廣利灌區(qū)及支流丹河上的青天河水庫及梯級電站。根據(jù)黃委會1990年提出的《沁河水資源利用規(guī)劃報告》，除干、支流中小型工程外，干流上規(guī)劃有山西境內(nèi)的馬蓮圪塔、張峰，河南境內(nèi)的河口村3座大型水庫，根據(jù)黃河防洪和兩省國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，分期實(shí)施。
1．2氣象與水文
1．2．1氣象
電站所在區(qū)域?qū)俑睙釒Ъ撅L(fēng)區(qū)大陸氣候，蒸發(fā)量較大，降雨量不多。實(shí)測多年平均降雨量692mm，多年平均蒸發(fā)量1843mm。降雨量主要集中在7月、8月、9月3個月，占全年降雨的56．7％，暴雨和洪水多發(fā)生在7月、8月2個月。
1．2．2徑流
沁河的徑流主要由降雨形成，電站渠首以上有部分泉水。沁河水文觀測始于1933年，但1949年以前資料斷續(xù)不全。距離總干渠渠首較近的測站是五龍口水文站，該站與總干渠渠首相距38km，控制流域面積9245km2，與渠首流域面積8750km2僅相差5．35％，五龍口站具有1953年以來實(shí)測日平均流量等資料。由于五龍口水文站至引沁總干渠渠首間有引沁總干渠、新利渠、廣惠渠等引水工程，因而需將區(qū)間引水流量還原至五龍口水文站，得出五龍口水文站1953年～1990年徑流系列，多年平均徑流量12．39億m3，多年平均流量39．3m3／s，與其它系列得出的結(jié)果（41．9m3／s～51．1m3／s）相差較大。經(jīng)分析系80年代以來徑流減少及上游山西境內(nèi)用水逐年增加所致。因此采用本徑流系列進(jìn)行河口水電站水能計(jì)算是比較切合實(shí)際的。五龍口水文站年平均流量頻率計(jì)算成果表（見表1）。
1．3河口水電站與其它工程的關(guān)系
1）拴驢泉水電站。位于山西省晉城市境內(nèi)，渠首控制流域面積8750km2，現(xiàn)裝機(jī)2×8750kW，設(shè)計(jì)為日調(diào)節(jié)水電站，1991年建成。
根據(jù)國務(wù)院（85）國函字59號文規(guī)定：為保證引沁灌區(qū)按設(shè)計(jì)流量引水，電站尾水后修建反調(diào)節(jié)工程。電站采用分期實(shí)施方案，首期建成拴驢泉徑流電站，發(fā)電尾水利用倒虹吸引至引沁總干渠，二期建成反調(diào)節(jié)工程，電站運(yùn)行方式由徑流變?yōu)檎{(diào)峰。由此可見，無論近期遠(yuǎn)期，拴驢泉電站均不影響河口電站發(fā)電效益。
2）引沁灌區(qū)。引沁灌區(qū)范圍包括濟(jì)源市、孟州市的各6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以及洛陽市吉利區(qū)，設(shè)計(jì)灌溉面積40萬畝，由于灌區(qū)內(nèi)蓄水工程少，渠道及建筑物年久失修，灌區(qū)效益不能充分發(fā)揮，目前保灌面積26萬畝，年灌溉用水總量1．4億m3。1992年，引沁局提出了《引沁灌區(qū)配套改造工程設(shè)計(jì)任務(wù)書》，工程完工后，引沁灌區(qū)總需水量3．47億m3。河口電站系利用引沁灌區(qū)灌溉余水和引沁總干渠向下游廣利灌區(qū)分水發(fā)電，遵循結(jié)合灌溉，不影響灌溉的原則。
3）其它。根據(jù)1988年黃委會提出的《沁河水資源利用規(guī)劃報告》，沁河干流規(guī)劃有山西境內(nèi)的馬蓮圪塔、張峰水庫，河南境內(nèi)的河口村水庫。馬蓮圪塔水庫控制流域面積2727km2，總庫容4．78億m3，由于靠近上游，且水庫多年調(diào)節(jié)，對河口電站沒有大的不利影響，而張峰、河口村水庫由于工期長、投資大，近期難以上馬，即使上馬，不會減少河口電站的年發(fā)電量，電站仍具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
2發(fā)電用水計(jì)算
2．1設(shè)計(jì)代表年選擇
根據(jù)五龍口水文站1953年～1990年共38年日平均流量資料，依據(jù)徑流年內(nèi)分配不利和年平均流量接近的原則，選擇相應(yīng)于頻率25％、50％、75％的豐、平、枯三個代表年及修正后的設(shè)計(jì)年平均流量如下：
頻率設(shè)計(jì)年平均流量代表年P(guān)＝25％（豐水年）48．6m3／s82．7～83．6P＝50％（平水年）34．5m3／s85．7～86．6P＝75％（枯水年）24．9m3／s60．7～61．6將五龍口水文站設(shè)計(jì)代表年日平均流量以引沁總干渠渠首流域面積（8750km2）與五龍口站流域面積（9245km2）之比0．946進(jìn)行修正，得出引沁渠首三個代表年的日平均流量資料（略）。
2．2發(fā)電用水計(jì)算
河口水電站系利用引沁總干渠向下游灌區(qū)分水和引沁灌區(qū)灌溉余水發(fā)電，其發(fā)電用水必須遵循以下原則和條件。
1）發(fā)電用水必須保證灌溉，結(jié)合灌溉；
2）引沁灌區(qū)與下游廣利等灌區(qū)的分水比例為6：4；
3）山西省拴驢泉電站在配套的反調(diào)節(jié)工程建成前為徑流發(fā)電；
4）引沁灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉水量為頻率75％年份的灌溉用水量，年總需水量3．47億m3；
5）引沁總干渠在電站取水口處的最大流量23m3／s，取水口以上渠道滲漏損失7％。
由公式Q＝Q1－Q2計(jì)算逐日發(fā)電用水流量。式中：Q—發(fā)電用水流量。Q1—引沁總干渠引水流量，為渠首天然來水流量×0．93。Q2—引沁灌區(qū)灌溉用水流量，即灌區(qū)頻率75％年份的灌溉需水流量。
根據(jù)以上原則和公式，可求得三個代表年逐日發(fā)電用水流量。
3．1保證出力
3．1．1設(shè)計(jì)保證率
根據(jù)《小型水電站設(shè)計(jì)規(guī)范》，河口水電站系結(jié)合灌溉的電站，取電站設(shè)計(jì)保證率為75％。
3．1．2保證流量
根據(jù)所選三個代表年逐日發(fā)電流量繪制發(fā)電日平均流量歷時曲線，在曲線求查得到相應(yīng)于設(shè)計(jì)保證率P＝75％的保證流量Q保＝5．07m3／s。
3．1．3保證出力
由公式N得＝A·Q保H平均計(jì)算電站保證出力為3802．5kW。式中：A—出力系數(shù)，根據(jù)機(jī)組綜合效率求得A＝7．5。Q保—電站保證流量5．07m3／s。H平均—電站平均水頭（H平均＝100m）。
3．2裝機(jī)方案比較
河口電站系結(jié)合灌溉發(fā)電的無調(diào)節(jié)水電站，不承擔(dān)系統(tǒng)事故備用和負(fù)荷備用，機(jī)組檢修可有計(jì)劃地安排在灌溉期，因此電站裝機(jī)容量由最大工作容量（即保證出力3802．5kW）和季節(jié)容量兩部分組成，現(xiàn)根據(jù)不同的季節(jié)容量初選以下幾個裝機(jī)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，即：1）2×2500kW；2）3×2500kW；3）3×3200kW；4）4×3200kW4個方案。各裝機(jī)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較（見表2）。
從比較可以看出，裝機(jī)3×3200kW方案，單位千瓦投資和單位電能投資均較低，結(jié)合引沁灌區(qū)現(xiàn)狀和灌區(qū)改造工程工期長、投資大的實(shí)際，綜合分析確定引沁河口水電站裝機(jī)9600kW。
4結(jié)論
通過對沁河徑流、灌溉用水、發(fā)電用水分析計(jì)算，確定河口電站裝機(jī)9600kW。此方案與以前規(guī)劃設(shè)計(jì)方案提出2000kW、4000kW、6000kW及18900kW等比，均相差較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自河口電站1994年9月投產(chǎn)運(yùn)行以來，累計(jì)發(fā)電量已達(dá)3．6億kW·h。而1995年～2001年7年合計(jì)發(fā)電量3．2億kW·h，年平均達(dá)到4525萬kW·h，接近設(shè)計(jì)多年平均發(fā)電量4680萬kW·h，最多的2001年達(dá)5160萬kW·h，最少的1997年達(dá)到3721萬kW·h，充分說明河口水電站裝機(jī)容量確定是合適的。
