水电站设计论文(6篇)

水电站设计论文篇1

地下厂房按2级建筑物设计，厂区地震基本烈度为6度，按规范规定，建筑物不进行地震设防。

1地下厂房位置选择

在选择地下厂房位置时，考虑了下面几个因素。

(1)厂房上游侧靠近水库处有F1断层，与厂房轴线基本平行。厂房应尽量远离F1，以确保厂房围岩稳定和减少渗水量。

(2)厂房靠山体侧的F3断层沿冲沟发育，F3影响范围内的不透水层埋藏很深，透水量较大。因此厂房应尽可能远离F3影响带。

(3)通过厂房的F7、F28、F29断层，与厂房轴线有较大的夹角，对厂房围岩稳定影响不大。而F12、F2断层与厂房轴线基本平行，F2断层靠河床侧正与厂房顶拱相切，对厂房围岩稳定不利，厂房应尽可能地避开。

综合以上因素，同时考虑主变室、尾水调压室及输水系统的布置，确定了主厂房位置。根据实际开挖揭露的地质情况来看，地下厂房位置选择是合理的。

2厂房纵轴线方向确定

2.1确定原则

(1)厂房纵轴线应尽可能垂直于岩体主要节理裂隙的走向或与其成较大的夹角，避免上下游边墙承受较大的侧向压力，以利于围岩稳定。

(2)轴线尽可能平行于初始地应力的最大主应力方向或与其成较小夹角。

2.2轴线方向确定

根据厂区节理玫瑰图及实测的三维地应力成果，在满足洞室稳定和输水发电系统总布置要求的前提下，厂房轴线方向确定为N40°E。理由如下。

(1)根据厂区节理玫瑰图分析，主要节理组方向为N15～30°W，次要节理组方向为N70～85°E。厂房纵轴线与主要节理组方向夹角为55～70°，与次要节理组方向夹角为30～45°。

(2)从实测的三维地应力成果看，最大主应力方向为N68.9°E，与厂房纵轴线方向夹角为28.9°，虽然夹角稍偏大，但其应力值为6.80MPa，属中低应力区，对厂房纵轴线方向选择影响不大。

3地下洞室群布置

除了开关站出线场和控制楼布置于地面外，主厂房、主变室、尾水调压室及其他洞室均布置于地下，形成了一个错综复杂的地下洞室群。

厂区枢纽布置采用主厂房、主变室、尾水调压室三大洞室平行布置的形式，因此，三大洞室的纵轴线方向与主要节理的夹角方向均较大，对顶拱和边墙稳定有利。主厂房与主变室间净距22m(1倍大洞室跨度)，主变室与尾水调压室间净距19.6m。主变室靠近主厂房布置，母线长度较短，可降低造价，提高运行的可靠性。

主厂房与主变室间布置有4条母线洞，每台机组母线通过各自的母线洞至主变室。主变室中布置有电缆电梯竖井，与高程180m的地面开关站和控制楼相连接，由于主变室与主厂房安装场高程相同，故布置了一条进厂交通洞，担负主厂房和主变室的交通运输。在主厂房和主变室四周设上下两层排水廊道，排水廊道内设D76＠3m排水孔形成排水帷幕，组成厂区排水系统，以减少主厂房和主变室的渗水量。

地下厂房安全通道除靠山体侧的进厂交通洞和电缆电梯竖井直接与地面相通外，靠河床侧还利用下层排水廊道经过2号排风竖井和调压室运输洞与左岸厂坝公路相接。

4厂房内部布置

主厂房洞室开挖尺寸为129.50m×21.90m×52.08m(长×宽×高)，布置有4台单机容量150MW的竖轴水轮发电机组，机组间距21m。水轮机安装高程为65.60m。廊道层、水轮机层、发电机层及厂房洞顶高程分别为59.00、69.80、76.60、100.58m,尾水管底板高程50.00m。廊道层布置有盘形阀、滤水设备等；水轮机层上游侧布置调速器、油压装置等水力机械设备及管路，下游侧布置母线出线、电缆等电器设备。发电机层下游侧布置有励磁盘、机旁盘等设备。每一个机组段设楼梯一部，作为连接发电机层和廊道层的垂直交通道。安装场布置在靠山体一侧，长39m,按1台机组大修时主要部件堆放的实际需要，同时考虑施工期的安装及卸车等要求确定。检修集水井和渗漏集水井布置于主厂房靠河床侧，为避免机组检修时下游水位倒灌，检修集水井顶部高程为76.60m，与发电机层高程相同。由于山体内渗透水量难以准确计算，为保证厂房安全运行，厂房内渗漏集水井仅考虑厂房围岩及机组渗漏水量；排水廊道内的山体渗水量流入排水廊道单独设置的集水井内。在主厂房两端各布置1个空调机室。

主厂房吊车梁采用岩壁吊车梁，省去了钢筋混凝土吊车柱，缩小了厂房跨度，同时厂房桥机可以提前安装运行，方便施工。主厂房顶部采用轻钢屋架，上设轻质防水屋面，下设轻质吊顶，中间布置通风管道等。

为了改善地下厂房的运行条件，副厂房采用分散布置方式，将中控室和电气辅助生产用房及办公用房布置于主变室顶部高程180m的地面控制楼内，其余房间分别布置于主厂房和主变室内。

主变室开挖尺寸为97.35m×16.00m×14.80m(长×宽×高)，内设两台220kV三相360MV·A双卷主变压器，底高程76.60m，与发电机层相同，主变压器可经进厂交通洞入安装场进行检修。主变室下部为高压电缆道和事故油池。主变室靠近进厂交通洞布置，电缆电梯竖井通向高程180m地面开关站和控制楼。在主变室两端各布置1个空调机室。

母线洞与主厂房纵轴线相垂直，开挖断面为8.00m×8.40m(宽×高)，底板高程69.80m，与主厂房水轮机层高程相同。母线洞内布置有电压互感器柜、发电机断路器、励磁变压器、电气制动柜等设备。地下厂房横剖面见图1。

5地下厂房支护设计

5.1支护设计原则

(1)根据厂房部位的地质条件，主厂房、主变室、母线洞、尾水调压室和进厂交通洞等均采用喷锚支护作为永久支护形式，对尾水管、输水隧洞及局部洞室交岔口采用钢筋混凝土衬砌作为永久支护。

(2)喷锚支护设计按招标设计阶段地勘报告提供的岩体参数进行，即按维持Ⅱ类围岩稳定所需的支护强度设计。

(3)喷锚支护设计按照新奥法原理，采用“设计施工监测修正设计”的方法，在施工中加强监测和观察，根据实际情况随时调整支护参数。

5.2系统喷锚支护设计

初期喷锚支护参数的选择主要采用围岩分类法、工程类比法、理论验算法，并辅以有限单元法计算成果进行验证。

围岩分类法采用N·Barton,Q系统分类法、Bieniawski地质力学分类法（RMR）、《GBJ86-85锚杆喷射混凝土支护技术规范》和《SD335-89水电站厂房设计规范》等；工程类比法采用国内外已建地下厂房的实例进行类比；理论验算法采用喷、锚、网联合支护的设计方法验算支护效果；有限单元法采用平面有限元和三维有限元法对地下洞室群的围岩稳定性、初选支护参数的合理性、地质参数的敏感性等进行分析、论证，选择了较为合理的支护参数。

6主厂房结构设计

主厂房主要结构有尾水管、蜗壳、机墩、风罩、发电机层楼板和岩壁吊车梁等。

6.1尾水管

尾水管为单孔钢筋混凝土结构，出口为8m×8m的方形断面，轴线与机组纵轴线垂直。尾水管结构由锥管段、弯管段和扩散段三部分组成。由于锥管段和弯管上段四周为大体积混凝土，并设有钢衬，所以设计中只对弯管下段和扩散段进行了结构计算，锥管段及弯管上段参照已建电站经验配置构造钢筋。

弯管下段结构计算中，在垂直水流方向切取一代表性剖面，按弹性地基上的箱形结构进行内力计算，由于尾水管杆件截面尺寸较大，跨高比小，故计算中考虑剪切变形和刚性节点影响。扩散段结构计算中，在垂直水流方向切取两个代表性剖面，按钢筋混凝土衬砌结构采用边值法进行结构分析、配筋，按有限元法进行校核。

6.2蜗壳

蜗壳采用金属蜗壳，进口直径为5.40m，顶板最小厚度1.50m。蜗壳上半部与钢筋混凝土之间铺设弹性垫层隔开，使蜗壳混凝土不承受内水压力作用。弹性垫层材料采用聚苯乙烯泡沫板，厚度为3cm。蜗壳钢筋混凝土结构为一空间整体结构，计算中简化为平面问题考虑，即沿蜗壳中心线0°、90°、180°径向切取3个计算断面，形成一变截面Γ形框架，不考虑各Γ形框架之间的约束作用。采用结构力学和平面有限元方法进行内力分析。考虑到弹性垫层材料具有一定的弹模，正常运行时蜗壳内水压力有可能部分传至混凝土结构，为安全计，结构计算中对上述情况进行了校核。

6.3机墩、风罩

机墩是水轮发电机组的支承结构，承受着巨大的动荷载和静荷载。本电站机墩形式为圆筒式，内径5.93m，下部最大壁厚4.035m，高3.145m，它具有刚度大、抗扭和抗振性能好的特点。机墩结构计算包括动力计算和静力计算两部分。动力计算中忽略机墩自重，用一个作用于圆筒顶的集中质量代替原有圆筒的质量，使在此集中质量作用下的单自由度体系的振动频率与原来的多自由度体系的最小频率接近；机墩的振动作为单自由度体系计算，在计算动力系数及自振频率中不计阻尼影响；机墩的振动为弹性限幅内的微幅振动，力和变位之间的关系服从虎克定律；结构振动时的弹性曲线与在静质量荷载作用下的弹性曲线形式相似，从而可用“动静法”进行动力计算。在静力计算中假定荷载沿圆周均匀分布，正应力取单宽直条按矩形截面偏心受压构件计算；扭矩产生的剪应力假定按两端自由的圆筒受扭公式计算；有人孔部位的扭矩剪应力假定按开口圆筒受扭公式计算；孔边应力集中（正应力）按圆筒展开后的无限大平板开孔公式计算。计算结果除进人孔部位因主拉应力超过混凝土允许拉应力需按计算配筋外，其余部位按构造配筋。

发电机风罩为一钢筋混凝土薄壁圆筒结构，内径13m，壁厚0.50m，高3.655m，其底部固结于机墩上，顶部与发电机层楼板整体连接。风罩内力按薄壁圆筒公式进行计算，计算时考虑温度应力的影响，外壁温度取20℃（冬天）、30℃（夏天）；内壁温度取40℃；混凝土浇筑温度根据当地的气温资料取12℃。计算结果表明，混凝土浇筑温度对风罩内力影响很大，因此在施工中要求严格控制混凝土的浇筑温度。

6.4楼板

发电机层楼板采用薄板、次梁、主梁和柱组成的常规板、梁、柱结构系统。设计活荷载发电机层为50kN/m2，安装场为160kN/m2。

6.5岩壁吊车梁

岩壁吊车梁是通过长锚杆将钢筋混凝土吊车梁固定在岩壁上的结构，吊车的全部荷载通过锚杆和钢筋混凝土吊车梁与岩石接触面上的摩擦力传到岩体上。岩壁吊车梁计算取纵向单米宽度，按刚体极限平衡计算，不考虑吊车梁纵向的影响。桥机设计最大轮压450kN，计算中对岩壁吊车梁的断面尺寸、岩壁壁座角和上排锚杆倾角进行了多种组合，最终确定的岩壁吊车梁岩壁壁座角α=20°，上排受拉锚杆(A、B锚杆)倾角分别为βA=25°、βB=20°，锚杆直径和间距均为φ36＠0.75m，锚杆计算安全系数K=2.24（设计），K′=2.11（校核）。

受拉锚杆锚入岩石的深度，一方面是为了吊车梁受力的需要，另一方面是加强岩壁支护和控制围岩变形，根据挪威专家推荐的经验公式L=0.15H+2(H为厂房边墙高度m)进行计算，受拉锚杆锚入岩石的深度为8m。受压锚杆主要起加固围岩和保证吊车梁混凝土与岩壁良好粘结的作用，其直径、间距及锚入岩石的深度，参照已建工程的经验选用φ32＠0.75m，L=6m。设计中要求锚杆靠岩壁表面2m范围涂上沥青，将拉力传至岩体深部以减小锚杆的初始应力(但由于种种原因施工中未被采用)。

水电站设计论文篇2

关键词：水电站动态汛限水位运行

一、电站概况

丰海水电站位于永安市曹远镇丰海村境内的九龙溪上，坝址距永安市区28km，电站上游接安砂水电站16km，下游接鸭姆潭电站12km，该电站是以发电为主的径流水电站，电站装机容量为30MW，共装二台灯泡贯流式水轮发电机组，多年平均发电量为10861万kwh。由华东勘测设计研究院设计。工程经过近2年9个月的施工，于2005年5月27日下闸蓄水至187米，同年9月5日蓄水至190.5米正常高水位，1#机2005年6月8日正式并网发电，2#机于2005年11月6日正式并网发电。

丰海水电站，控制流域面积5518km2，至安砂水电站区间集雨面积334km2，仅为丰海坝址以上流域面积的6%。多年平均降水量1563，降水量年内分配不均匀4～6月份占全年47.8%，多年平均降水日数5的75.5天；50的3.9天；4～7月份5的37.8天。设计正常高水位190.5米，4～7月份汛期限制水位188.5米。九龙溪为闽江沙溪上源河名,它发源于杉岭山脉南麓,流经宁化、清流后右纳罗口溪、文川溪等主要支流，至永安后始称沙溪，再流经三明、沙县等县市，于沙溪口村与富屯溪汇合后注入闽江。干流全长328km，河道平均坡降为0.8‰，总集水面积11793km2。

沙溪流域最早于1938年7月在永安和沙县设站观测水位和施测流量；1939年相继在上游宁化、清流设立水文站；建国后在干支流陆续布设鱼潭、姚坊、洪田等基本控制站十二处，截至目前这些站已经有了30年以上资料系列，并有较可靠的历史洪水调查成果。

丰海电站坝区各项气象要素特征值表

二、提出动态限制水位的概念的理由

丰海水电站经过近四年的运行，对水库洪水调度积累的一定的经验。从几年来水库洪水调度实际数据分析，对设计单位在汛期（4～7月）提出限制水位，可改为动态限制水位。动态限制水位的概念是在没有下雨时，水库水位按正常水位运行；在有洪水时，按限制水位运行。我们提出动态限制水位的概念的理由有如下几个：

一是，4～7月份按限制水位运行，每年将至少损失1000万千瓦时电量。按设计发电量计算发电量损失10861万kwh×47.8%×（11.9（抬高水位）／9.9（设计水位）-1）＝1048.8万千瓦时电量。按实际发电量计算发电量损失（06~08年）12750万kwh×47.8%×（11.9（抬高水位）／9.9（设计水位）-1）＝1231.2万千瓦时电量。

二是，水能属于一次能源，不可再生能源。每年按少发1000万千瓦时电量，可节约煤炭2.67万吨。

三是，水能属于清洁能源。按国际计算，每年少排8.56万吨二氧化碳，减少烟尘排放3万吨。

四是，众所周知水电站的运行成本，无论发电量多少，还是丰水年或枯水年成本基本不变。因此，每年可为企业增加利润1000×0.3300万元。

三、动态限制水位运行情况

4～7月丰海电站水情特征值表

丰海水电站在汛期（4～7月）水库洪水调度方案是来水大于500m3/s或降雨大于5mm时降至限制水位（188.5米）运行，这样库区的水位远远低于二年一遇洪水位，对上没有产生任何影响。假设突降暴雨水库水位应降至限制水位，这时出库流量按2000m3/s（小于二年一遇2540m3/s），只需19分钟即可降至188.5米，对下游也没有产生任何影响。正常安砂电厂泄洪要一个小时左右才能到达丰海水电站坝头，且现代水情测报适时准确，正常安砂电厂泄洪均会提前一个小时通知。因此，这种动态限制水位运行方式安全可靠。特别是丰海水电站，有安砂水库的调节，在安砂水库未达到汛限水位263米时，根本不会泄洪，这样就有二个月在正常高水位运行。

四、结论

水电站设计论文篇3

【关键词】变电站；设计阶段；造价控制

当前全社会范围内的用电量不断增长，电力工程项目建设任务也越来越多。变电站作为电力工程中非常重要的一项内容，投资规模也显著扩大。但当前在变电站建设过程中仍然频繁出现投资浪费的问题，严重影响了变电站工程建设综合效益目标的实现。加之工期紧张，工作任务繁重，在变电站建设前期设计阶段中或多或少存在着忽视工程造价管控的问题，设计环节造价控制存在大量不尽如人意的部分。因此，作为造价控制人员，必须从变电站设计阶段的特殊性入手，对造价控制方式进行科学改进，以提高设计阶段工程造价的可控性。

一、变电站设计阶段造价控制现状

首先，变电站建设项目设计阶段中对可行性研究报告的分析不够全面，资源浪费问题严重。在变电站建设项目设计过程中，大量施工企业均缺乏对拟建现场情况的深入调查，缺乏对市场经济条件以及周边环境条件的调查，导致部分变电站项目建设出现“盲目上马”的问题。除此以外，项目建设前未安排专人对各类设备进行试验等，导致施工时资源浪费问题严重，直接对造价管控带来极为不利的影响。

其次，变电站项目设计阶段中对地质条件的勘察不够深入，存在较多设计差错。近年来，变电站建设项目发展速度与发展规模均非常明显，但同时也开始呈现出勘察调研不够深入的问题。各地区的电力系统尤其是内部设计单位，这些单位同一时间有时要完成多个设计项目，工作任务量极大，所以在设计过程中常常出现漏洞，使得设计质量降低，造成设计成果粗糙的现象。但是为了满足变电站建设需要，这些设计单位不得不照搬设计方案，不能结合周围实际状况，严格按照周边环境进行设计，导致工程资源遭到大量浪费，造价管控效果也因此无法得到保障。

二、变电站设计阶段造价控制措施

首先，应针对变电站项目投资前期环境进行深入调查，编制详细可行性报告，对项目建议书进行全面论证。变电站项目建设前期必须编制的一套完整有效的可行性研究报告，全面调查并对项目可行性进行论证，落实包括项目建议书以及工程设计方案等在内的一系列规划文件。在此环节中，应当着重分析如下几个方面的措施：第一，对变电站建设项目所处地区的能源情况以及电力布局进行全面分析，着重论述变电站项目建设的重要意义。前期调查过程中应当针对候选建址的具体情况进行研究，从周边环境条件、经济条件等多个方面入手进行全面分析，以选择最优建址方案，确定方案后还应由专人负责编制安全评估工作报告；第二，对变电站建设项目工程技术方案进行研究设计。工程技术方案在选择时必须充分考虑变电站建设项目选址方案以及电力调度的具体情况，以优化工艺设计标准；第三，对变电站项目建设的设备材料以及供应厂商进行合理选择。根据变电站项目的建设需求，详细列出建设过程中所需设备、材料的采购清单，并落实材料设备采购标准；第四，根据变电站建设项目的选址方案，详细编制变电站项目建设的环境影响评估报告，职业安全卫生报告等文件；第五，针对变电站项目建设的工程投资进行初步估算，初步提出资金需求以及筹集方式，分析变电站工程项目建设的预期经济效益，以论证变电站建设经济层面可行性。

其次，在设计阶段引入竞争工作机制，探索招投标模式与勘测设计工作的结合。在变电站建设项目前期设计阶段中通过应用招投标工作机制的方式，将竞争意识引入设计阶段中，提高设计单位危机意识，以不断改进设计方案，提高设计质量。同时，相关职能部门应重视对设计领域招投标市场持续的规范化管理，杜绝设计单位投标混乱等问题的产生，以确保建设方能够选择到真正优质的设计方案。与此同时，设计环节中还应进一步强化勘察工作力度，力求设计方案兼顾投资低、工期短、以及质量优的特点，以保障项目建设的综合效益。

最后，在变电站建设项目设计阶段中完善限额设计方案，体现动态化管理理念。限额设计模式的应用是变电站建设项目设计阶段中工程造价控制的有效方式之一，应通过对方案进行综合比选以及优化设计的方式，使变电站项目管理力度不断提升。在完善限额设计，引入动态化管理理念的过程中，必须着重关注如下几个方面的内容：第一，应构建资料累计制度，促进造价管控工作的标准化发展；第二，应将计算机网络技术与设计阶段造价管控相结合，实现信息市场化发展，为造价控制提供可靠且实时的数据支持。

三、结束语

本文针对变电站建设项目设计阶段中的造价控制问题进行分析与论述，指出当前变电站项目在设计阶段中仍然存在项目可行性报告分析部全面，勘测内容不完善等等问题，直接影响了造价管控的工作水平。针对上述问题，在设计过程中必须针对变电站项目投资前期环境进行深入调查，编制详细可行性报告，对项目建议书进行全面论证，同时将招投标竞争机制引入设计环节中，并通过完善限额设计方案，体现动态化管理理念等相关措施，以促进设计阶段造价管控工作水平的进一步提升。

参考文献：

[1]张业平.电厂及变电站电气设备安装质量与造价控制[J].黑龙江科技信息，2016，（20）：53.

[2]李世超.浅谈电网建设中变电站电力工程造价[J].中国高新技术企业（中旬刊），2014，（11）：160-161.

水电站设计论文篇4

[关键词]水电站；水库；优化调度

对水电站水库进行优化调度有助于促进水电站以及电力系统的管理水平的实现，不需要外力作用的加入就可以获得一定的经济利益，挖掘水电站的潜力的方式中，水库优化调度是十分有效地。水库优化调度其实是在常见的系统工程调度中实现的，能够处理好各个用水部门之间的关系，促进水资源的高效合理利用，实现良好的经济效益，因此加强水电站水库的优化调度是十分必要的。

一、水电站水库优化调度的影响因素

水电站水库的优化调度会受到机组振动、冲击输电线路和站内电气设备、水泵性能差异以及水锤和负压导致引水钢管安全隐患、正常停机情况下水力振动与关阀水锤等因素的影响[1]。

机组振动：将水泵安装在梁板上，泵壳是在外面的，且比较自由，在运行时，会出现振动，进而使梁板也出现振动。如果停泵，水力的冲击也逐渐加大，水泵的振动会更加严重，对泵组的运行产生影响，造成泵组出现移位的现象，会出现一定的安全隐患。冲击输电线路和站内电气设备：日常工作中机组的开以及停的比较频繁的负荷变化会对电网以及站内电气设备的安全造成严重的影响。水泵性能差异：水泵运行时，相应的参数会存在一定的差异，当水库的水位比较低时，水泵的运行流量比较小，叶片上会出现失速、回流、空化等现象，造成水力的噪声比较大，压力出现高频的脉动，使水泵的振动增加，当水库的水位比较高时，水泵的运行流量比较大，叶片的正面会出现脱硫和空化的现象[2]。水锤和负压导致引水钢管安全隐患：机组的开、停工作会使得水锤、负压的产生，发生事故时，会对引水钢管的安全产生影响。正常停机情况下水力振动与关阀水锤：机组停下时，转轮的出口位置会出现比较大的振动现象，阀门调整到小的开度是，振动会更加剧烈。

二、水电站水库优化调度的特性

1、一般的优化调度方法

一般的水电站水库优化调度方法是国际上广泛应用的方法，是利用历史上的水文统计资料，选择比较典型的来水作为代表年，然后进行水能的调节计算，利用包络线绘制的水库调度图对水电站的运行进行指导。这种优化调度方法比较简单，能够将水库运行的相关因素直接明确的进行处理，但是这种调度方法的灵活性不够，存在比较大的盲目性，并没有得到理想的效果。

2、新编的优化调度图

新编的水库优化调度图是利用现代化的控制论、系统工程以及决策理论等，在数学规划论基础上的动态规划、随机规划法，进行优秀的计算，从而编制出的水库优化调度图。这种调度图能够实现三维坐标的调度线，使水电站水库的调度决策的灵活性更好，也更加实用。这种新编的优化调度图综合考虑了水电站各种来水以及水位的情况，并利用计算机对各种方案进行选择从而决定的，这种新编的优化调度图中有效解决了一般优化调度法中存在的缺点，经济效益要更高。

3、水电站水库优化调度的计算方法

动态规划理论的求解方法对于水库的运行的优化是比较是适合的，动态规划理论就是将一步多维转变为多步一维进行计算，按照阶段、状态以及策略对调节周期进行划分，保证状态的最优转移。要根据水电站水库的水位，以及时段径流的条件、水库的来水情况等，依据新编水库调度图以及优化的运行方式进行水电站的发电出力，使调度更加到位，更加充分的对水库的潜力进行挖掘，促进水电站水库的安全、可靠运行，促进经济效益的实现。

三、水电站水库优化调度的分布状况

1、单一的水电站水库优化调度

单一的水电站水库优化调度是利用优化理论进行编制的，对全年各时段的运行方式进行明确，并以此对库群进行优化调度。优化准则的目标是以水电站的电能价值最大或一年内发电量最多。将两个相邻时段的径流作为依赖关系，利用马尔科夫链对入库的径流进行分析，利用随机的模型进行规划求解，以年为周期，以旬、月作为计算的时段，根据相关的文件明确水库的水位、流量以及发电情况，利用动态规划的方法进行调节计算，根据具体的实际情况对水库的变量进行等级划分，根据相关的部门的规定确定决策的变量，保证水电站水库调度的优化进行。

2、梯级水电站群优化调度

梯级水电站的优化调度运行方式是在满足电力系统的总负荷的前提，在其他条件的约束下进行的。需要对各级梯级水电站的水头、流量进行密切联系，对上下级电站区间的径流情况进行计入，并且对两个相邻梯级电站之间的水头衔接情况，下一级对上一级电站水头变化的影响进行细致的分析，优化准则的目标是以水电站的电能价值最大或一年内发电量最多。利用好各种水文以及天气预报，将性能好、库容量大的水电站作为补偿水库，并作为优化计算的目标，并将同一电网、河流以及梯级水电站作为纯水电系统，利用合并水头或者将目标简化进行处理，利用随机、增量、多目标的动态规划方法对利用径流时间、空间关系所建立的调度数学模型进行求解[3]，从而计算出各时段梯级电站的优化运行形式。梯级水电站群优化调度是在库群联调的基础上进行，发电量会得到增加。

3、跨流域水库群联合优化调度

对水电站群在全年各时段的运行情况进行明确，明确各水电站间的水力与电力联系，补偿调节库容和电力主要是利用各水库调节性能的差异以及水文的不同步性进行，实现库群最大效益的发挥。优化目标是以电站群体多年运行的总效益最大化，实现电网对水电站群的经济以及可靠运行。使电力系统中的日负荷图上的电力、电量达到平衡，使电站的工作容量得到充分利用。可以利用随机优化多维时空相关理论和余留效益统计迭代模型与算法对水库中个数比较多的大规模的库群进行调度优化。绘制多个水电站群的优化调度图，实现发电效益的实现。

结束语

水电站水库优化调度已经在水库群的优化调度中得到了广泛的应用，随着当前科学技术的快速发展，水电站水库优化调度的方法逐渐增加多，水电站的系统以及电网系统管理中，水电站水库的优化调度是十分重要的组成部分，调度的效果将直接影响到水利工程以及设备的作用发挥，因此应做好水电站水库的优化调度工作。

参考文献

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[2]席秋义，李成家，畅建霞.水电站水库优化调度几种求解方法的比较研究[J].陕西电力，2010.7（4）：74-75.

[3]赵佰顺.班组电量考核制度下桥巩水电站水库优化调度研究[J].科技视界，2014.26（16）：267-268.

水电站设计论文篇5

关键词：变电站；选址；平面布置；建筑设计

中图分类号：TU271.1文献标识码：A文章编号：1000－8136（2012）14－0096－02

变电站是我国电力工程建设中的重要组成部分，变电站工程建设质量涉及到国家工业经济发展并与人民的日常生活息息相关，因此在国民经济中具有举足轻重的地位。从笔者多年来从事变电站土建设计的工作实践来看，变电站土建设计是一项常规性工作，但也是一项“只有更好，没有最好”的研究工作。对于任何一个变电站的土建设计，我们设计人员和管理者都必须具有高度负责的工作态度，重视设计质量，精心设计每一项工程。笔者结合自身实践经验，就这一问题作一探讨与分析：

1变电站土建设计的阶段及内容

1.1选址阶段

在进行变电站地址选择时，应首先明确电站负荷中心的位置；这需要系统人员依据潮流分析以及电网的规划确定负荷中心位置，此外还需设计接入系统方案、无功补偿规模、出现、主变等。依据提供的资料，土建设计人员先初步确定几个电站选址方案，这些选址地点应尽量与负荷中心较近，以便能够降低网损。

变电站线路的选择应与地址的选择相协调，在选址过程中要注重与线路人员之间的配合，明确变电站输电线路的具体方案。因线路的总体造价要远大于变电站的建设造价，因而科学、合理的线路方案，有助于保证变电站建设的经济性，而且对于方案顺利通过前期的审查有着重要的作用。

1.2可行性研究阶段

可行性研究阶段土建专业的工作主要是根据项目选址阶段的工作成果和审查批复的意见，重点论述批复站址的建设方案。应就批复站址的建设方案进行详细论述，相较于选址阶段，应充分论证占地面积、站用水源、站用电源、交通运输、土地用途、地质条件等多种因素，重点解决批复站址的可行性问题。

1.3初步设计阶段

在取得可行性研究批复意见后，就进入了变电站的初步设计阶段。该阶段土建专业需要做的工作主要是落实土地的征用，变电站的土建总平面的布置，该阶段应就土建总平面布置、地基处理、给排水方案的具体设计方案提出2～3个方案以进行比较，以便从中挑选出最优方案。

1.4施工图设计阶段

通过初步设计审查后，就土建专业来说，对土建总平面布置、建筑面积、结构选型、地基处理方案、基础选型等都有了明确的审查意见。施工图设计阶段就是依据初步设计审查意见，要按照现行的规程以及规范或者国家标准，先从局部后从整体进行设计，设计的原则是不超过初步设计审查确定的范围。在对所有的厂家资料、电气提资、尺寸进行判断，并且确认无误后，按要求进行设计。

2变电站土建设计优化的对策分析

2.1变电站的主要建构方案设计与优化

建构方案设计：一般包括建筑平面、立面方案设计、暖通风及水工方案、地基处理方案设计、结构及基础方案设计。变电站建筑常采用联合布置形式进行设计，目的是节约用地。在结构方案设计上，变电站的主要建筑物几乎都采用钢筋混凝土框架结构，其构架及支架采用钢结构，不过其设计还要考虑变电站的重要程度及站址的抗震设防烈度。平面设计方案，一般要做到两点：一是保证各功能房间有足够的空间；二是建筑立面能产生美观的效果。建筑基础形式需根据地质情况选择，当地质好时，用天然地基处理技术即可；当填土较厚时，采用的处理技术是强夯；当地质是较厚的淤泥时，处理技术是灌注桩管桩或水泥土搅拌桩以及预压法。暖通风方案设计，其设计一般能达到设备运行及消防的需要即可。

2.2站区排水及消防系统方案设计与优化

设计前，要从水源条件角度分析设计方案。由于变电站生活用水量及消防补水量都较少，若条件允许供水方案设计时，可优先考虑能否通过市政来供给。给水系统主要包括消防给水和生活给水这两个系统，但两者宜分开而独立设置。排水系统中各排水系统应采用分流排放。值得注意的是在消防方案的设计过程中，要认真考虑建筑物与建筑物间、设备与设备间、设备与建筑物间的距离；考察其间距是否达到消防规定的间距标准，如果达不到就应采取防火窗或防火墙等措施进行替代处理。

2.3站址方案的比较及选择

根据上述情况，对可供选择的多个方案进行经济比较，然后，由专家对此次方案的可行性进行初步评定，在评定过程中要重视审查的意见及建议，从中筛选出最优方案。那么对于方案的评定需要确立科学、合理的评价指标，结合工程实践，提出方案的首选与备选方案，以备施工组织需要。同时，对最优方案要进一步完善，确定最后的设计方案。

水电站设计论文篇6

关键词：小水电，技术，改造，措施

随着社会主义建设事业的发展，小水电建设发展很快，已经成为地方经济的支柱产业。但是，早期的小水电站由于资料不足，设计不合理，设备选型不当，弃水多，闲置容量多。通过技术挖潜增加效益的可能性很大。本文就小水电站现状进行分析，提出挖潜增效的技改措施。

一、小水电建设现状

新疆境内的阿尔泰山、天山、昆仑山脉中分布着许多条小河流，拥有极其丰富的水力资源。自治区水能理论蕴藏量为3355万kW。兵团的水力资源主要分布在各师（局）所属垦区的独立河流区域内，有的师与地方处在一个水系内。小水电蕴藏量约为234万kW，可开发量78万kW，已开发16.5万kW，占21%。兵团的小水电事业是从无到有逐步发展起来的。十一届三中全会以后，各农业师及农牧团场大办农田水利事业，水电事业有了较大的发展。从巴里坤草原到伊犁河谷，从阿尔泰山到昆仑山，兵团13个农业师有小水电的师就有10个，以小水电供电为主的师有5个，水电对各农牧团场生产的发展起到了促进作用，经济、社会效益十分显著。新疆的小水电在政府扶助下通过艰苦奋斗逐步发展起来的，对加速小水电建设步伐起到巨大作用。但也造成了重建轻管的思想，存在的问题没有引起足够重视，以至安全隐患逐步增加，机组出力不足，效益下降，水力资源浪费严重。

二、小水电存在问题

初期建造的电站，装机大多在200kW以下，水库电站一般都是2×40kW，主要是解决附近村庄的照明用电，据目前水能分析计算，装机可成倍增加。水头没有充分合理利用，电站选址位置不合理，如早期隧洞开凿困难，就近在坝址附近建站，没有利用河床坡度；水库涵管后采用明渠引水，没有利用大坝高度的势能，尤其是低水头电站更加明显。部分梯级开发电站上下级发电流量不配套，下一级电站由于位置优越提前开发，且按原设计标准年利用小时都在3000h以上，在上游电站逐步开发后，发现上游发电流量大，下级电站流量偏小，弃水增加，甚至有的电站发电量不增反降。早期机组性能差，效率低，出力不足，设备老化、效率低，运行不稳定，易发生气蚀，有些机组已淘汰，目前零配件购置困难，个别电站仍在使用高能耗变压器等等，这些电站安全问题突出，必须实行技改，对设备进行更新。个别电站管理落后，设备长期在超负荷或低负荷下运行，承包者追求短平快，业主监督不力，无维修保养制度，机组损坏严重，长期带病运行，积劳成疾。

三、小电站技改的举措

随着可开发资源的逐渐减少及老电站安全问题的日益突出，逐步对老电站进行了技改，通过几年的探索，取得了较好的经济效益和社会效益，符合社会经济发展规律。

1、增容改造

当前，对有能量潜力和运行时间较长的电站，均可进行机组增容和更新改造，这是一种投资少、见效快，既利国又利民的好途径。在目前水电建设资金紧缺的形势下，这要比开发新电源点具有明显的优势。需要改造的电站都是早期兴建，水力条件较好，开发简单、设备简陋的电站。对无调节性能的电站原则上不列项，不再新建。但挖潜改造要有合理的规划，对小水电站进行普查，把需要改造的电站，摸底排队，根据当地经济发展，制定科学的切实可行的改造计划。对花钱少、效益好的改造项目应优先考虑，要查出问题的所在，确定改造内容，分析改造的可行性，防止盲目改造和改造不改效的情况发生。

2、技术更新

对部分机组通过更换转轮和导水机构，可使出力提高一档，从而大大节约技改投资。免费论文。首先是技术进步。早期电力工程，电网建设相对简单，运行中出现的问题似乎更多。随着科学技术的进步，近年来，新技术，新设备的积极的运用于建设中。免费论文。利用虹吸取水方案，利于冰、沙的排除，运行，使用分层分布式计算机综合自动化设备;35kV模式化变电所模式一直在兵团推广，博尔塔拉、阿克苏垦区、小海子、五家渠、伊犁、额敏、北屯、石河子垦区已建成35kV以上变电所30多座;这些先进的技术和设备，提高电气化水平。

3、进行优化设计

中小型水电站改造，应针对每个水电站的具体情况，因地制宜，优化设计。免费论文。要选择最好的，先进的，成熟的技术和配套性能先进的发电机和辅助设备，紧密结合、妥善处理水电站的不可更改的限制条一个有限的投资尽可能在增加发电量，提高水电站的经济效益;充分考虑才能更好地实现先进，合理和经济。委托有资质的单位进行技术咨询并做到优化设计，一个好的设计，可以出水平、效益。

4、跨流域引水

跨流域调水系统是一项涉及面广、影响因素多、工程结构复杂、规模庞大的复杂系统工程，跨流域调水工程的决策本质上是一类不完全信息下的非结构化冲突性大系统多目标群决策问题，需要从战略高度上，对工程的社会、经济、工程技术和生态环境等方面进行统一规划、综合评价和科学管理，才能取得工程本身所含有的巨大经济、社会和生态环境效益，促进水利文化的进步。为了提高跨流域调水规划管理决策研究的有效性，使工程实现社会、经济、生态环境效益最大、不利影响最小的目标，需要根据跨流域调水对工程水量调出区、调入区和通过区可能存在的不同影响，进行问题的决策研究。

5、提高人员技术素质

确保电站的效率，安全，可靠运行。任何工作的好坏，是与人的素质密切相关。为了提高发电站的经济效率，历来高度重视农村电站工作的业务培训，每年举办1至2次小水电培训班，努力提高技术和业务素质。他们可以提高运行的操作，及时发现问题和解决问题的技能，以确保电厂能高效，可靠运行。小水电采用网络运营，和供电部门举办供电部门进网电工操作证”培训班，要求持双证”上岗。

我们要提高认识，克服畏难情绪，采取更加有力的措施，以饱满的工作精神状态，依法将水电站改造到位，消除安全隐患，确保水能资源开发利用和水电建设科学、有序、可持续发展。

参考文献

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