水能计算的任务和基本公式 -> 水能计算的目的和基本公式

1.水能计算的任务

由于河川径流的多变性，水电站出力和发电量也是多变的，通常从中选出某些特征值作为衡量其生产能力和效益的主要动能指标。我国水电站目前采用的主要动能指标为保证出力和多年平均年发电量。

水电站的保证出力，是指在设计保证率范围内，能够保证提供的最小平均出力。它决定着水电站能够承担电力系统负荷的保证工作能力，是选择水电站装机容量的重要依据。

水电站多年平均年发电量，则是反映水电站效益的指标，是选择装机容量的另一依据。

因此，水能计算的目的，就是确定水电站的保证出力和多年平均年发电量这两个主要动能指标，以及确定水电站承担负荷的情况。

无论规划设计或运行管理，为寻求各参数之间的关系或最优运行方式，均需进行出力、发电量及其有关参数（如流量、水头等）的计算，这种计算称为水能计算。

水能计算的任务，对于运行的水电站和正在设计的水电站来说是各有侧重的。对于运行中的水电站，其装机容量和水库正常蓄水位等主要参数都是已知的定值，这时水能计算的任务是确定水库各种运行方案的动能指标，以供选择水电站的最优运行方式。对于新设计的水电站，由于各个参数尚待选择，在这种情况下，水能计算的主要任务是确定各比较方案的动能指标，以供选择水电站的最优参数提供能量依据。在作方案选择的水能计算中要进行某些简化，如机组效率取为常数，水电站的工作方式按等出力或等流量考虑等。待水电站主要参数选定后，必要时再作进一步的修正计算。

2.水能计算的基本公式

水电站的实际出力N 和发电量E 的计算公式分别为

式中 Q——水电站的引用流量，m3/s；(www.xing528.com)

H——水轮机的净水头，m；

η——水轮机和发电机的总效率；

A——出力系数，A=9.81η；

t——水电站机组运行时间，h。

η值的大小与设备类型、性能、机组传动方式、机组工作状态等因数有关，同时也受设备制造和安装质量的影响。对小型水电站，η值约为0.65～0.8；对中型水电站，η值约为0.80～0.85；对大型水电站，η值可达0.9。

水电站在时段t小时内所发的电量，称为该时段的发电量，可按下式计算

式中N——Δt时段内的平均出力；

Δt——时段t划分成的很小时段。

可采用式（8-3）计算，但其中的Q和H 应采用相应Δt时段的平均值。若分别令t代表水电站的一日、一月、一年的小时数，则由式（8-5）求出的E将分别表示水电站的日、月、年发电量。