水电的基本知识

【专家解说】：1．水力发电的基本原理 水力发电是利用水体作为传递能量的介质来发电的，其基本原理是：利用水位落差形成的势能推动水轮机转动，将水能转变为水轮机的旋转机械能，水轮机转子带动发电机转子旋转，由于磁场切割导体，从而在发电机的定子绕组上产生感应电动势，当发电机与外电路接通时，发电机就向外供电了，此时，水轮机的旋转机械能又通过发电机转变为电能，形成了水力发电的过程。 2．水力资源的开发方式和水电站的基本类型 水力资源的开发方式是按照集中落差而选定，大致有三种基本方式：即堤坝式、引水式和混合式等。但这三种开发方式还要各适用一定的河段自然条件。按不同的开发方式修建起来的水电站，其枢纽布置、建筑物组成等也截然不同，故水电站也随之而分为堤坝式、引水式和混合式三种基本类型。 3．径流式水电站及其特点 无调节水库的电站称为径流式水电站。此种水电站按照河道多年平均流量及所可能获得的水头进行装机容量选择。全年不能满负荷运行，保证率为80％，一般仅达到180天左右的正常运行；枯水期发电量急剧下降，小于50％，有时甚至发不出电。即受河道天然流量的制约，而丰水期又有大量的弃水。 4．何谓出力？怎样估算水电站的出力和计算水电站的发电量？ 在水电站（厂）中，水轮发电机组发出的电力功率称为出力，河川中某断面水流的出力则表示该段水能资源。所谓水流的出力就是单位时间内的水能。 N=9．81QH 式中，Q为流量（m3/s）；H为水头（m）；N为水电站出力（kW）。 年发电量公式为:E=N?T 式中，N为平均出力（kW）；T为年利用小时数（h）；E为年发电量（kW?h）。 5．保证出力及其作用 水电站在较长时段工作中，该供水期所能发出的相应于设计保证率的平均出力，称作该水电站的保证出力。水电站的保证出力是规划设计阶段确定水电站装机的重要依据。 6．装机年利用小时 装机年利用小时指水轮发电机组在年内平均满负荷运行的时间，是衡量水电站经济效益的重要指标。 7．日调节、周调节、年调节和多年调节 日调节是指一昼夜内进行的径流重新分配。周调节：调节周期为一周。年调节：对径流在一年内重新分配，当汛期洪水到来发生弃水，仅能存蓄洪水期部分多余水量的径流调节，称不完全年调节；能将年内来水完全按用水要求重新分配，又不需要弃水的径流调节称完全年调节。多年调节：当水库容积足够大，可把多年期间的多余水量存在水库中分配在若干枯水年才用的年调节，称多年调节。 8．水电站设计保证率与年保证率 水电站的设计保证率是指在多年运行期间正常工作的时段数与总运行时段之比的百分率；年保证率指多年期间正常发电工作年数占运行总年数的百分比。 9．水电站主要经济指标 单位千瓦投资，是每千瓦装机需要的投资。单位电能投资，是每千瓦时电量需要的投资。电能成本，是每千瓦时电量支付的费用。装机年利用小时数，是衡量水电站设备利用程度的指标。 电能售价，是每千瓦时电量售给电网的价格。 10．水电站主要经济指标的计算 水电站主要经济指标按下列公式计算： 单位千瓦投资=水电站建设总投资/水电站总装机容量 单位电能投资=水电站建设总投资/水电站多年平均发电量 装机年利用小时数=多年平均发电量/总装机容量