日調節水電站發電量計算準確度方法分析

韓元元

【摘 要】日調節水電站是我國重要的民生工程，在各個地區均有應用，且經濟性良好，滿足人們的生產及生活需求。本文主要探討日調節水電站工作現狀，并明確其電量計算法方法，從而利用實例分析，明確該計算方式的準確性。

【關鍵詞】日調節水電站;計算;準確度;調峰

中圖分類號： TV737 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）01-0145-002

日調節水電站通過日或者周調節方式，根據每日及每周需求電量設定負荷過程，常規情況下江河等水源較為穩定，電力系統負荷量較大，日調節水電站在應用過程中利用水庫及水池將電力系統負荷變化進行分類，從而實現調峰。該類型水電站，一天能夠發出的電量一般不會超過水量的負荷電能，但高峰時段會肩負超負荷電力，在運營過程中安全性較高，具有一定經濟價值。本文主要探討日調節水電站發電量計算方法，從而有效計算經濟性指標。

1 日調節水電站現狀

日調節水電站受到水庫調節能力限制，發電量計算方式與大型水電站存在區別，受到部分影響因素導致在計算過程中采取與大型水電站同等的計算方式，比如將月作為單位進行計算，使得水電站電力調節能力被進一步夸大，從而出現發電量過大問題。我國黃河區域建設的水電站，調節能力一般，在電力計算過程中將月作為單位，從而使年平均發電量大幅超過本身發電量。日調節水電站在初步建設結束后，來水量同比設計增長5%，發電量則比設計指標降低21%。受到此因素影響，導致電站無法完成設計目標，在農業生產計劃的影響下，導致電站自身利益損失，需采取有效的水電站發電量計算方法，保障電站利益，改善數據的真實性。

2 日調節水電站發電量計算方法

日調節水電站發電量計算準確性需根據自身徑流調節能力，從而對影響因素進行分析，比如入庫流量時段單位，使單位降至日，與水電站自身調節能力相吻合。分析水電站能否實現調峰，若能夠調峰，需根據峰值運行計算發電量。且受到多種因素影響，計算過程中變得較為復雜，在實際計算過程中，還需做到具體問題具體分析。

2.1 入庫日流量分析

設計入庫流量在設定過程中，需根據現階段某一年度的工業或者農業的水電用量情況進行分析，此問題具有一定復雜性，且不穩定因素較多，因此時段單位選擇較為困難，將月作為單位也是我國的常規擬定方式，以月為單位的流量統計方式并不適合日為單位的調節計算。日調節水電站將流量時段需不斷濃縮，從而單位越小，所得出的結果準確度更高。將日作為時段單位，特殊情況下，可根據日來水情況，構建概化過程。

大水庫反調節輸電站及同步調峰電站，自身調節能力較差，受到上游庫存量的影響，將大庫月平均泄流量作為下游庫的入庫量進行分析，從而將其擬定為入庫日流量。若日調節水電站條件較為特殊，需要將入庫流量自月變為日，在具體的實踐過程中，根據隨機水文形成日流量流程圖，利用實際檢測到的數據，從而設計計算流程，可利用以下公式：

a■Q■=NQ■

在此公式中，a表示某個月份的放縮系數;Qj表示j個月時的檢測流量;N表示每個月的天數，Q月表示某月平均入庫流量。利用上述公式，將入庫流量設計方法由月更換為日。

2.2 電網峰值調整方法

日調節水電站能否有效調峰，將對發電量造成較大影響。水電調峰電源較多的電網，為保障電站功能，常規不開展調峰。水電調峰電源不多的電網，電網整體利益角度進行分析，能夠對這種電站安排調峰。若肩負調峰任務，需要根據電網調峰需求，從而自電站一年不同時間中抽取較為典型的電力發送過程作為依據。

2.3 發電量簡要算法

日調節電站在發電量計算過程中，需自兩個方面開展，首先為代表時段及代表年段代替來水，將規劃的來水時段由月更替為日，根據實測流量資料，完成工農用水的計算。針對不同實測資料內容，設計來水系列，需選擇調節符合標準的部分，自其中選擇具有代表性的系列作為依據，從而計算設計入庫日流量。其次為簡化計算方式，擔任調峰任務的水電站，需根據小時計算發電站發電量，利用代表數據計算，過程較為復雜。入庫流量過程線變化處于平緩期，可利用簡化算法。此情況下，不同時間的水量相互補償量較小，能夠利用日平均流量Q日及日發電量E日進行關系曲線計算。在此計算過程中，假設不同時間的Q日，從而獲取Q日-E日的曲線，通過這種曲線結構，獲取Q日中E日。一年范圍內，不同月份的水電站水位及電機組開機數量存在差異，在調峰出力線方面存在差異，因此Q日-E日關系曲線存在差異。因此應當根據上述組合條件，計算Q日-E日關系曲線。計算每年的發電量過程中，不同時段的入庫日流量，需根據Q日-E日關系曲線進行計算。

3 實例計算

3.1 電站預計發電量指標無法滿足發電量因素分析

將XX水電站作為案例，該水電站中裝機4臺，總容量為12.8萬kw。在原本的預計過程中，需根據工業及農業入庫水量計算容量。該水電站調節能力較小，庫容調節量為0.28億m3。調節計算過程中根據不同月份的平均入庫量Q月計算發電量。若Q月發電量指標在引流量指標以下，Q月發電量可作為總發電流量。若Q月發電量指標在引流量指標以上時，不同月份的庫水位根據最高水位進行計算。從而計算得出多年平均發電量，將停機泄洪量等指標剔除。在電站發電機完成開展作業后，可對水電站電量進行調峰，若假設水量設計在設計用水量之上，電站則無法達到預期的發電量。比如2015年-2016年，平均入庫年水量為254.1億m3，在設計來水量指標之上，平均發電量則是為8.55億kw·h，從而低于設計發電量10.24億kw·h。這種原因與輸電能力配套設施存在聯系，來水量較大，則發電量較小。根據上述分析能夠觀察到預計發電量與實際發電量存在不匹配的原因，與水庫調節能力小及電站調峰任務等原因具有聯系，且閘門漏水量在較大，也對發電量產生影響，因此應當根據這些情況從而復核發電量。

3.2 設計入庫日流量

XX水電站每年發電量在計算過程中，通過2016年水平擬定上游農業用水及水庫調蓄因素對徑流的影響進行分析，對比原設計成果，將5個年度設定為計算發電量，不同年度水量豐平枯保證率與原設計一致，年均水量為254.1億m3。對年入庫流量以月為單位計算時，工業及農業水庫調節能力及設計來水量基本一致，將月轉換為日。根據以上標準，選擇另一地區水庫應用后的資料，提取同等豐平枯頻率典型指標，利用各自對應的方式，設計5個代表年入庫流量時段。

XX水電站在電網中擔任調峰任務，電網中火電站數量較多，水電調峰電源較為缺乏，在二十一世紀前，只有個別水電站能夠投入運行，XX水電站主要任務便是調峰。電網將XX水電站作為第四級調峰電源，每日在作業過程中，調節早晚電網高峰負荷，在夜晚的電網低負荷情況下，水電站控制出力為2萬kw，其余平峰負荷時間，電站出力7-8萬kw。

3.3 發電量計算

XX水電站在調峰任務下，調節能力與日調節能力相似，水源經過長期疏導，入庫量較為緩和，可利用Q日-E日關系曲線計算發電量。據XX水電站不同月份的控制庫位及發電量進行檢修，根據不同的方式劃分Q日-E日關系曲線。根據電網調峰需求，計算Q日-E日關系曲線時，應當取Q日最小值，保障高峰負荷發電，若Q日為最大值時，將調峰水量設定為棄水。

將5個代表年入庫流量及7個Q日-E日關系曲線計算不同時段的發電量，不同年度發電量自5.54億kw·h至4.08億kw·h，提取的平均數為4.87億kw·h，在不同年度發電量計算過程中，將14d停機及泄洪電量損失扣除，在每天的入庫流量中，將10m3/s當做閘門水量水量損失。經過計算后，能觀察到2013-2018年代表年水量為202.8億m3，發電量為4.87億kw·h，與設定的原計劃結果相差不多，年水量差異較小。通過符合計算發電量方式，能夠有效計算日調節水利發電站電量。

4 結束語

在本次實踐過程中，XX水電站在高低調節過程中，通過計算發電量，可以得知，受到相關影響因素，在計算入庫日流量過程中，容易面對一定的問題，因此應當根據實際情況進行簡化，從而使問題難度降低。日調節水電站是否肩負調峰任務對發電量具有較大影響，因此在計算過程中應當對電網電源進行分析，從而確定調峰發電量。并根據簡化計算方法，滿足日調節水電站的計算需求，從而保障電站收益。

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