【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 線以上時(shí)，使時(shí)段水位盡可能向防破壞線上靠，同時(shí)要考慮裝機(jī)容量的限制。 4．當(dāng)滿裝機(jī)發(fā)電，且水位超過 Z 防限 或 Z 正 時(shí)，才允許棄水。 現(xiàn)以方案一計(jì)算重復(fù)容量的選擇及多年平均電能計(jì)算。假設(shè)重復(fù)容量 N 重 等于 0、 1 20 萬 kw 時(shí)，分別計(jì)算新系列多年平均發(fā)電量 E 及重復(fù)容量年利用小時(shí)數(shù) h，計(jì)算結(jié)果見表 。因重復(fù)容量年利用小時(shí)數(shù) h 均小于 h 經(jīng)濟(jì) =2500h，故方案一重復(fù)容量為 0。 表 重復(fù)容量計(jì)算表（方案一） 必需容量 (萬 kw) 重復(fù)容量 (萬 kw) 裝機(jī)容量 (萬 kw) 多年平均發(fā)電量 (億 ) 年發(fā)電量差值 (億 ) △ E 利用小時(shí)數(shù) (h) 0 5 20xx 10 2020 15 2120 20 1800 其余三個(gè)方案的 多年平均發(fā)電量 E及重復(fù)容量年利用小時(shí)數(shù) h計(jì)算結(jié)果見表 ~表 。 從表 可以看出，方案四的 重復(fù)容量年利用小時(shí)數(shù) h 均小于 h 經(jīng)濟(jì)=2500h，故方案四重復(fù)容量為 0。 根據(jù)表 和表 中計(jì)算結(jié)果，點(diǎn)繪 N 重 ～ h 利 曲線，再根據(jù) h 經(jīng)濟(jì)=2500h 確定方案二 N 重 =6 萬 kw；方案三 N 重 = 萬 kw。 沅水五強(qiáng)溪水庫水利計(jì)算 22 表 重復(fù)容量計(jì)算表（方案二） 必需容量 (萬 kw) 重復(fù)容量 (萬 kw) 裝機(jī)容量 (萬 kw) 多年平均發(fā)電量 (億 ) 年發(fā)電量差值 (億 ) △ E 利用小時(shí)數(shù) (h) 0 2 122. 05 2300 4 2550 6 2500 8 2100 表 重復(fù)容量計(jì)算表（方案三） 必需容量 (萬 kw) 重復(fù)容量 (萬 kw) 裝機(jī)容量 (萬 kw) 多年平均發(fā)電量 (億 ) 年發(fā)電量差值 (億 ) △ E 利用小時(shí)數(shù) (h) 0 10 3400 20 4280 30 2280 40 20xx 表 重復(fù)容量計(jì)算表（方案四） 必需容量 (萬 kw) 重復(fù)容量 (萬 kw) 裝機(jī)容量 (萬 kw) 多年平均發(fā)電量 (億 ) 年發(fā)電量差值 (億 ) △ E 利用小時(shí)數(shù) (h) 0 2 2200 4 2100 6 20xx 8 1900 沅水五強(qiáng)溪水庫水利計(jì)算 23 裝機(jī)容量的確定 裝機(jī)容量由必須容量和重復(fù)容量確定，但由于回水對(duì)上游風(fēng)灘電站的影響，應(yīng)在方案一和方案二中扣除風(fēng)灘電站的多年平均減少電能。 各方案的裝機(jī)容量分別為： 方案一： Ny=N 必 +N 重 =+0= 萬 kw； 方案二： Ny=N 必 +N 重 =+6= 萬 kw； 方案三： Ny=N 必 +N 重 =+= 萬 kw； 方案四： Ny=N 必 +N 重 =+0= 萬 kw。 多年平均電能計(jì)算 利用上述計(jì)算結(jié)果點(diǎn)繪 Ny（ Ny=N 必 +N 重 ）～ E 的 關(guān)系圖，查得各方案多年平均發(fā)電量。 方案一： E=－ = 億 ； 方案二： E=－ 0= 億 ； 方案三： E= 億 ； 方案四： E= 億 ； 沅水五強(qiáng)溪水庫水利計(jì)算 24 3 防洪計(jì)算 水庫調(diào)洪計(jì)算 五強(qiáng)溪水庫工程等別為一等，按 P=%洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、 P=%洪水標(biāo)準(zhǔn)校核。水庫下游防洪標(biāo)準(zhǔn)為 P=5%，安全泄洪量 q 安 =20xx0m3/s。本次設(shè)計(jì)防洪計(jì)算的任務(wù)包括上述三種洪水標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)洪計(jì)算。 利用五強(qiáng)溪水庫入庫典型洪水，調(diào)洪計(jì)算采用多級(jí) 調(diào)節(jié)方法，具體的調(diào)洪規(guī)則如下： 1．起調(diào)水位為汛前限制水位。 2．當(dāng)水庫洪水流量小于汛前限制水位相應(yīng)的下泄能力，且小于安全泄量時(shí)，控制閘門，讓泄流量等于來水量水庫水位維持在汛期水位不變。 3．當(dāng)水庫入流量超過汛前限制水位相應(yīng)的下泄能力，而小于下游安全泄量時(shí)，打開閘門自由泄流，水庫水位上升，下泄量隨之增大。 4．當(dāng)自由泄流量超過安全泄量時(shí)，控制 qt=q 安 ，直至調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)束，所得最高水位為防洪高水位。 5．當(dāng)水庫水位不及防洪高水位時(shí)，控制 qt=q 安 ，當(dāng)水庫水位升高至防洪高水位時(shí)，閘門全開，自由泄流，得調(diào)洪后的最 高水位。 溢洪設(shè)備的選擇本身是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題，它是權(quán)衡上下游洪災(zāi)損失的重要參數(shù)，而且泄洪設(shè)備還受材料最大應(yīng)力強(qiáng)度及閘門結(jié)構(gòu)限制、下游巖基狀況及消能設(shè)備情況的影響。 自由泄流時(shí)采用公式： Q=； 沅水五強(qiáng)溪水庫水利計(jì)算 25 孔口出流是采用公式： Q=nωμ (2gH)1/2； μ =－ 對(duì)于千年一遇洪水調(diào)節(jié)計(jì)算得設(shè)計(jì)洪水水位及相應(yīng)最大下泄流量，對(duì)萬年一遇洪水進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算得校核水位及相應(yīng)最大下泄流量，并根據(jù)求得的校核洪水位，確定總庫容。 在調(diào)洪計(jì)算過程中，對(duì)閘門控制泄流情形，利用水量平衡方程式推求求得，但 對(duì)于自由泄流情形則需求解隱式方程組。 Vt=Vt－ 1+[(Qt+Qt－ 1)/2－ (qt+qt－ 1)/2]Δ t q=f(v) 本次設(shè)計(jì)按如下步驟試算求解： ①、假定 qt=q(0)； ②、 Vt=Vt－ 1+[(Qt+Qt－ 1)/2－ (qt+qt－ 1)/2]Δ t； ③、由 Vt 查 q=f(v) 曲線得相應(yīng)下泄流量 q(1) ； ④、若 |q(0)－ q(1)| ε，轉(zhuǎn)下時(shí)段，否則假定 q(0)=q(1)重新進(jìn)行計(jì)算。 ⑤、確定防洪高水位、設(shè)計(jì)洪水位及校核洪水位，確定相應(yīng)庫容。 各方案水庫調(diào)洪計(jì)算結(jié)果見表 。 各方案水庫調(diào)洪計(jì)算詳細(xì)結(jié)果見附表。 沅水五強(qiáng)溪水庫水利計(jì)算 26 表 水庫各方案調(diào)洪計(jì)算成果表 項(xiàng) 目 單位 方案一 方案二 方案三 方案四 正常蓄水位 m 120 115 108 100 正常庫容 億 m3 汛限水位 m 120 115 汛限庫容 億 m3 死水位 m 死庫容 億 m3 防洪高水位 m 防洪庫容 億 m3 設(shè)計(jì)洪水位 m 校核洪水位 m 調(diào)洪庫容 億 m3 總庫容 億 m3 壩頂高程的確定 壩頂高程計(jì) 算公式如下： 壩頂高程 1=設(shè)計(jì)洪水 +風(fēng)浪高 +安全超高 1 壩頂高程 2=校核洪水 +風(fēng)浪高 2+安全超高 2 壩頂高程 =max｛壩頂高程 1，壩頂高程 2｝ 風(fēng)浪高的計(jì)算公式； Δ h=式中 V 為風(fēng)速，以 m/s 計(jì)，設(shè)計(jì)風(fēng)速 12m/s，校核洪水時(shí)風(fēng)速乘以； D 為吹程，為 15km 計(jì)。安全超高由規(guī)范據(jù)壩質(zhì)、壩型而規(guī)定（ ～）。設(shè)計(jì)洪水時(shí)取 ，校核洪水時(shí)取 。 沅水五強(qiáng)溪水庫水利計(jì)算 27 經(jīng)計(jì)算：Δ h 設(shè)計(jì) =；Δ h 校核 =。則各方案壩頂高程為： 方案一：壩頂高程 1=；壩頂高 程 2=。壩頂高程 =max｛壩頂高程 1，壩頂高程 2｝ =。 方案二：壩頂高程 1=；壩頂高程 2=。壩頂高程 =max｛壩頂高程 1，壩頂高程 2｝ =。 方案三：壩頂高程 1=；壩頂高程 2=。壩頂高程 =max｛壩頂高程 1，壩頂高程 2｝ =。 方案四：壩頂高程 1=；壩頂高程 2=。壩頂高程 =max｛壩頂高程 1，壩頂高程 2｝ =。 五強(qiáng)溪水電站各項(xiàng)水利指標(biāo)見表 。 沅水五強(qiáng)溪水庫水利計(jì)算 28 表 水利指標(biāo)成果統(tǒng)計(jì)表 序號(hào) 項(xiàng) 目 單位 指 標(biāo) 方案一 方案二 方案三 方案四 1 正常高水位 m 120 115 108 100 2 設(shè)計(jì)洪水位 m 3 校核洪水位 m 4 死水位 m 5 防洪限制水位 m 120 115 6 防洪高水位 m 7 總庫容 108m3 8 興利庫容 108m3 9 防洪庫容 108m3 10 結(jié)合庫容 108m3 0 0 11 設(shè)計(jì)洪水最大泄流量 m3/s 35574 40732 43993 49205 12 校核洪水最大泄流量 m3/s 42940 50267 53290 59004 13 保證出力 104kw 14 工作容量 104kw 15 備用容量 104kw 30 25 20 15 16 重復(fù)容量 104kw 0 6 0 17 重復(fù)容量年利用小時(shí) h 0 2500 2500 0 18 徑流利用系數(shù) 19 裝機(jī)容量 104kw 20 多年平均發(fā)電量 21 庫容系數(shù) 22 調(diào)節(jié)系數(shù) 沅水五強(qiáng)溪水庫水利計(jì)算 29 4 經(jīng)濟(jì)計(jì)算 投資、運(yùn)行費(fèi)、效益是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析的三大主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)建設(shè)追求的目標(biāo)是凈經(jīng)濟(jì)效益最大化。當(dāng)不同工程方案的效益相同時(shí)，該目標(biāo)等價(jià)于費(fèi)用最小。根據(jù)“電力工程經(jīng)濟(jì)分析條例”規(guī)定，水電工程的經(jīng)濟(jì)比較采用年費(fèi)用最小法，即在同時(shí)滿足向電網(wǎng)提供的電力、電量要求和其它綜合效益的前提下，所選最優(yōu)方案的投資、運(yùn)行費(fèi)的總費(fèi)用為最小。 由于不同工程規(guī)模生產(chǎn)電力、電量是不同的，為滿 足方案的可行性，必需選擇最優(yōu)等效代替方案，本設(shè)計(jì)選用火電站作為代替措施。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求考慮資金的時(shí)間價(jià)值，采用折現(xiàn)率 r0=；對(duì)代替火電站使用壽命與水電站不一樣長(zhǎng)，采用等額重置處理。 本工程計(jì)算資金流程是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析的主要內(nèi)容，以年費(fèi)用最小為經(jīng)濟(jì)比較準(zhǔn)則，通常以效益最大方案為基準(zhǔn)，效益最大的方案只需計(jì)算本方案本身的投資與運(yùn)行費(fèi)；而對(duì)其它效益較小的方案，不僅要計(jì)算本方案本身的投資與運(yùn)行費(fèi)，而且要計(jì)算等效代替措施的投資和運(yùn)行費(fèi)。 方案一工程費(fèi)用 工程投資 本工程最大壩高 ，永久建筑物投資估算 63388 萬元；裝機(jī)容量 萬 kw，機(jī)電設(shè)備投資估算 27628 萬元；臨時(shí)工程、其它工程和費(fèi)用（包括施工機(jī)械、其它費(fèi)用）、預(yù)備費(fèi)用 71333 萬元，合計(jì) 162349萬元。 沅水五強(qiáng)溪水庫水利計(jì)算 30 永久性建筑物、機(jī)電及臨時(shí)工程、預(yù)備費(fèi)用等的總和稱為總投資，總投資的逐年分配比例見表 。 表 總投資的逐年分配表（方案一） 年份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 合計(jì) 投資比例 100% 投資額 （萬元） 162349 設(shè)備回收額（萬元） 小計(jì)（萬元） 工程投資為每年年初支出，設(shè)備回收殘值為年末收回。 水庫補(bǔ)償投資 水庫淹沒及移民補(bǔ)償投資 80000 萬元。水庫補(bǔ)償投資于第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電前一年結(jié)束，施工第二年開始移民，補(bǔ)償投資總值逐年分配見表。補(bǔ)償投資為每年年初支出。 表 補(bǔ)償投資總值逐年分配表（方案一） 年份 2 3 4 5 6 7 8 合計(jì) 分配比例 100% 補(bǔ)償投資額（萬元） 10000 10000 13360 13040 13040 10320 10240 80000 工程年運(yùn)行費(fèi) 工程正常年運(yùn)行費(fèi)包括電站運(yùn)行費(fèi)、大修費(fèi)、水庫補(bǔ)償提成三個(gè)部分。運(yùn)行費(fèi)為年末投入。 1．水電站運(yùn)行費(fèi) u1 u1=運(yùn)行費(fèi)定額裝機(jī)容量 =2 元 /kw 104kw=287 萬元。 沅水五強(qiáng)溪水庫水利計(jì)算 31 2．大修費(fèi) u2 大修費(fèi)包括水工建筑物、房屋交通工程和機(jī)電設(shè)備三部分組成。 ①水工建筑物大 修費(fèi) u21 查畢業(yè)設(shè)計(jì)提供的基礎(chǔ)資料得 u21=362 萬元。 ②房屋、交通工程大修費(fèi) u22 查畢業(yè)設(shè)計(jì)提供的基礎(chǔ)資料得 u22= 萬元。 ③機(jī)電設(shè)備大修費(fèi) u23 查畢業(yè)設(shè)計(jì)提供的基礎(chǔ)資料得 u23= 萬元。 u2= u21+ u22+ u23=362++= 萬元。 3．水庫補(bǔ)償提成費(fèi) u3 查畢業(yè)設(shè)計(jì)提供的基礎(chǔ)資料得 u3=1328 萬元。 則工程年運(yùn)行費(fèi) u= u1+ u2+ u3=287++1328= 萬元。 水電站初期運(yùn)行費(fèi) 本工程初始運(yùn)行期為 三年，在第十一年末進(jìn)入正常運(yùn)行期，初期運(yùn)行階段各年的發(fā)電量為正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電量的比例及初期運(yùn)行費(fèi)見表。 表 初期運(yùn)行階段各年運(yùn)行費(fèi)表 年 份 9 10 11 12 Et/E0 20% 70% 90% 100%