梯級電站聯(lián)合發(fā)電模型(上)——水能發(fā)電量計算方法探討

吳杰康,辛保江,李杰科

(廣西大學電氣工程學院,廣西南寧 530004)

梯級電站聯(lián)合發(fā)電模型(上)
——水能發(fā)電量計算方法探討

吳杰康,辛保江,李杰科

(廣西大學電氣工程學院,廣西南寧 530004)

根據(jù)水庫的特性將水體按高程劃分為3層水體,建立二次曲線型三層水體模型。考慮水體質(zhì)量和水體重心,分析水庫水體壓力和分層水體微元在壓力管道軸線方向的重力分量,對引水管入口處水體進行力學分析。最后通過計算3層水體的重力對水體微元在管道軸線方向的壓力做功、壓力管道進水管和出水管處的水體微元壓力做功、重力做功及其動能和勢能構建水電能源形成模型。結果表明,采用微元法對水庫水體分層建模,能夠比較準確地描述水電能源的形成過程。

梯級水電站;水能發(fā)電量;水庫分層水體;力學分析

我國河流眾多,水能資源蘊藏量和可開發(fā)利用量均居世界首位,但其開發(fā)利用率較低,僅為24%左右[1],人均裝機容量也只有美國的1/7。因此,要在堅持節(jié)約用電的同時,加強各級電站間的最優(yōu)化調(diào)度,提高水能利用效率,減少棄水電量損失。由于大型水力發(fā)電是一個具有約束條件的大型、動態(tài)、有時滯的復雜非線性優(yōu)化過程[2],涉及水能和電能的相互轉化,建立一個能夠簡單、直觀地將水能和電能聯(lián)系起來的數(shù)學模型有重要的現(xiàn)實意義。

水能計算是指針對樞紐設計的不同水能參數(shù)的運用規(guī)劃,計算各種水文情況下水電站的能量指標,即水電站的保證出力和年發(fā)電量[3]。……