年水能约为6万亿kw.h，居世界首位。
•
水能资源蕴藏量计算示例
四川大学水利水电学院 7
水电站优化调度基本概念
四川大学水利水电学院 8
水电站优化调度基本概念
水利电力系统中水电站及其水库优化课题或问 题可概括为：
在已知系统结构类型、水电站及其水库、系统 其它组成单元的功能、任务、参数、特性等原始依据 和各种信息及约束条件下，为满足国民经济各有关部 门和社会的要求，按前述运行调度基本原则，利用一 定优化理论方法和技术，制定和实现对水能、水资源 的最优利用和控制方式，即寻求系统和水电站及其水 库的最优运行调度方式、最优策略和最优决策。
16
水电站优化调度基本概念
二、火电站的特点 1 只要保证燃料供应，火电厂可以全年按额定出力工 作，不像水电站那样受天然径流的制约。正常工作保 证程度高。 2 火电厂机组启动比较费时，机组由冷却状态过渡到 热状态，出力上升值不能增加过快，因此，机组从冷 状态启动到满负荷运行约需2~3h。一般来说，火电厂 适宜担任电力系统的基荷，以节省单位煤耗。
• E1-2=rQtH1-2=9807QtH1-2
• 其中，r为水的单位重量，通常取9807N/m3 • 采用kw.h（度）为单位时，T小时内河段消耗水能为：
• E1-2=9.81H1-2QT(kw.h)
• 出力：电站发出的电力功率。 • 可用河川水流出力表示水能资源。 • 河流的水能资源蕴藏量计算：
1 水电站及其水库的运行调度方式不但会受到整个电力系 统的制约，而且也影响其它电站的运行方式；
2 由于水资源是水能的载体，水电站及其水库是开发利用 水资源的主要工具和单元，其运行调度方式不但会受到水利系 统的制约，而且也影响其它水利单元的运行调度方式。
11
水电站优化调度基本概念
水电站及其水库运行调度具有如下特点： 1 目标的综合性与效益的整体性 2 水资源及其它信息的随机性和水电站及其水库工作的风险性 3 运行的经济性 4 调度的机动灵活性 5 运行调度的复杂性和多学科性
9
水电站优化调度基本概念
1.1、水电站及其水库的地位、作用和运行调度的特点
水库和水电站既是水利系统的重要组成单元，又是电 力系统的主要动力单元。
水电站的主要作用：利用水能发电。 其水库的主要作用：汇集和调节径流，抬高水位、集 中落差形成水头。
10
水电站优化调度基本概念
电力系统中各电站之间、电站与用户及其它动力单元之间 有着密切的联系。因此：
电力系统中有各类发电厂在系统统一调度下共 同工作，它们之间密切联系，相互影响。 一、水电站的特点 1 水电站的入库径流随季节和年际而变化，决定了水 电站运行情况的多变性和随机性。在丰水年份发电量 较多，遇到特枯水年份，发电量不足，甚至正常工作 遭到破坏。
14
水电站优化调度基本概念
2 水电站机组开停灵便、迅速，从停机状态到满负荷运 行仅需1~2min时间，并能迅速改变出力的大小，以适应 负荷的剧烈变化，从而保证系统频率的稳定。因此，水 电站适宜担任系统的调峰、调频和事故备用等任务。 3 水能是再生性能源，水电站的年运行费用与所产生的 电能无关。因此，在丰水期应尽量多发电，以节省系统 燃料消耗。故单位电能成本比火电厂低。
p1 p2 γ
α1v12
α2v22 2g
•其中，大气压强p1与p2近似相等，流速水头差值
α1v12
α
2
v
2 2
2g
也相对微
•小，可忽略不计。
•于是，单位重量水体的水能
•可近似地用落差H1-2表示。
•
e1-2 = H1-2 =z1-z2
四川大学水利水电学院 5
水电站优化调度基本概念
• t秒内河段上消耗的水能为：
15
水电站优化调度基本概念
4 一般水电站水库常具有综合利用任务。对于下游有航 运、城市供水任务的水库，水电站需承担电力系统部分 基荷，以便向下游经常泄放一定流量。兼有防洪和灌溉 任务的水库，汛期和灌溉期内水电站发电量较多，但冬 季发电受到限制。 5 水电站建设地点要受到水资源、地形、地质等条件的 限制。水库淹没损失一般较大，移民安置工作比较复杂。
17
水电站优化调度基本概念
3 火力发电必须消耗大宗燃料，故单位发电成本比水 电站高，火电厂的年运行费用与生产的电能成正比。 4 火电厂高温高压机组的技术最小出力约为额定出力 的75%，如果连续不断地在接近满负荷的情况下运行， 则可获得最高的热效率和最小的煤耗。
• N1-2=E1-2/T=9.81QH1-2(kw)
四川大学水利水电学院 6
水电站优化调度基本概念
• 河川水能资源蕴藏量的估算
• a.估算：沿河长分段计算水流出力，逐段累加求出全河总水流出力。 • （分段时，应将流量以及河流纵比降有较大变化处划分为单独的计算
河段。计算中，流量取首尾断面流量的平均值） • 根据多年平均流量计算所得的水流出力，称为水能资源蕴藏量。 • b.我国水能资源概况：我国河川水能资源蕴藏量为6.76亿kw，相应的
过程中，将水能转变为电能。
• 水体所含机械能：
• 1.河川径流相对海平面（或某基准面）具有一定的势能。 • 2.径流有一定的流速，因此具有一定的动能。
四川大学水利水电学院 4
水电站优化调度基本概念
•取0-0为基准面，按伯努利方程，流经1－1断面至2－2断面的单位重
•量水体所消耗的水能为
e
(z1
z2)
12
水电站优化调度基本概念
1.2、各用水部门对水电站及其水库的要求
①防洪要求 ②电力部门的发电要求：
可靠性要求→发电设计保证率 经济性要求→充分利用水能多发电
③其它部门和方面的要求：农业、水运、工业与生活 用水以及渔业、生态环境、排冲砂、旅游等。
13
水电站优化调度基本概念
1.3、各类型电站的运行特点
四川大学水电学院
水库优化调度及应用
目录
1
水电站优化调度基本概念
2
水电站径流预测
3
水电站长期优化调度
4
水电站短期优化调度
5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
水电站厂内经济运行
1. 水电站优化调度基本概念
3
水电站优化调度基本概念
• 水力发电的基本原理
• 水力发电是利用天然水能生产电能的水利部门。 • 将河段所蕴藏的分散的水能资源，集中起来，并尽量减少无益消 • 耗。引取集中了水能的水流去转动水轮发电机组，在机组转动的