设计水电站预先选定的应当达到的工作保证率,为设计保证率P设。P设的确定为水电站主要参数(如正常蓄水位、消落深度、装机容量)的选择提供了依据,可见它的选择是非常重要的。
因为水电站的工作状况通常是由河川径流的水文特征所决定的。显然在同一水文条件下,P设选定的越小,所得的保证出力、多年平均年发电量等动能指标就越大,水能资源利用率就越高,但是由于设计流量偏大而水文条件的不利,导致正常工作遭到破坏的可能性也较大,随之而来造成的经济损失也较大。相反,P设选定的越大,正常运行被破坏的几率是小了,由于采用设计流量偏低又带来动能指标和水能资源利用率的降低,如采用筑坝兴库的措施来解决枯水期流量小的矛盾,经济上又不一定合算。可见,P设的选择实质上是个经济技术比较的问题,即要在供电的可靠程度、电站效益、水能利用程度、正常工作遭受破坏的不利影响以及电站造价之间权衡其得失。这不仅需要进行许多复杂的水利动能经济计算和分析,还涉及到众多的其他因素,其中有些因素难以确定,像供电中断所造成的具体损失等。为此,水电站一般是根据以下一些原则,参照规范中推荐的数据以及实践经验确定P设。这些原则介绍如下。
(1)水电站的装机容量在电力系统中所占的比重愈大,P设应选的较大。因为一旦水电站的正常工作遭到破坏,其他形式的电站的备用容量是难以替代其不足出力的。GBJ71—84 《小型水力发电站设计规范》中的规定,如表8-1。
表8-1 小型水电站设计保证率参考表
(2)水电站装机容量的大小,将决定其正常工作遭受破坏时所产生后果的严重程度,所以小水电网中装机容量较大的水电站,P设应选的较大些。(www.xing528.com)
(3)对小水电网的骨干电站,因其正常工作遭受破坏时所产生的后果较严重 (如担负常年连续生产的化肥厂、水泥厂负荷的水电站),其设计保证率应高些,一般可取85%~90%。
(4)在上述条件相同时,考虑河川天然径流条件、水库调节性能及其在综合利用枢纽中所处的地位等因素,一般径流变化剧烈,而水库调节性能好的选用P设较大。
(5)对担负一般地方工业或农村负荷、装机容量1000~12000kW 的小型水电站,设计保证率一般可取80%~85%;装机容量100~1000kW 的小型水电站,设计保证率一般可取75%~80%。至于那些容量很小的微型水电站,一般只负担附近农村的用电负荷或电量就地销售,其设计保证率是允许相当低的。
(6)在水能资源丰富的地区,设计保证率可选取较高些,以提高供电的可靠性;而在水能资源缺乏或季节性用电户较多的地区,则可选设计保证率较低些,以提高水能利用程度。
(7)在电力系统中,枯水期可得到网内大电站或其他电站补偿的小型水电站,其设计保证率可适当选低些。
(8)水利枢纽不是以发电为主,而是以其他目标的效益为主时,则水电站的设计保证率应服从主要目标要求而适当降低。
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