农村水电的能效分析范文

《小水电杂志》2014年第五期

1水电站能效的概念

一般能效都是指用能产品的能源利用效率，而水电站不是“用能产品”，而是“能源转换系统”；所以，水电站能效的概念与一般能效概念有区别。水电站能效可以定义为水电站水能转换为电能的效率。对于新建水电站，可以计算目标能效，即电站多年平均年发电量与可发电水能蕴藏量的比值；其中：可发电水能蕴藏量是指电站水能理论蕴藏量扣除用于灌溉、供水、旅游、生态流量等综合利用用水量后的水能蕴藏量。水电站能效与电站水能核算、设备设施的效率等紧密相关。《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机水力性能现场验收试验规程》对水力性能的测量、各种水力参数的检测和计算方法进行了说明。《小型水电站现场效率试验规程》通过试验获得水力发电设备及水工建筑物的能效参数试验值，以水轮发电机组效率测试为主；电站效率ηplant采用电站输出功率除以水电站水力功率（由电站毛水头产生的输入功率）来获取。这些标准能提供不同方面的效率试验支撑，但对水电站的能效检测与核算还有待完善。

2农村水电的能效分析内容与方法

农村水电能效不仅涉及水库及水工建筑物、金属结构和机电设备，还与电站设计与运行管理紧密联系，应根据不同对象，采用核算和检测方法，进行定量和定性分析。农村水电站由挡水及泄水系统、引水系统和发电厂房等三个部分的各种建筑物及各种机电设备和输配电设备组成。农村水电能效分析内容应包括水能资源利用复核、水工建筑物和金属结构引起的水头与水量损失、机械和电气设备效率、厂内自身用水用电等（见表1）。早年建设的小型水电站普遍存在水能资源利用不合理、总体利用率和能效低的现象，也存在忽视河流生态流量的情况。究其原因，一是由于电站设计时缺少必要的水文资料，导致建成后实际的来水情况与分析计算成果偏差较大，电站装机容量不合理；二是受当时经济发展水平和负荷的限制，电站装机容量普遍偏小，弃水过多，相对目前的开发理念一般偏小；三是外部环境变化，如上游已建成龙头水库，或下游水库水位顶托，原来的开发方案相对不合理。所以，在考虑增效扩容技术方案时，应首先分析电站的水能资源是否已经得到合理利用，再综合其他因素，确定增效扩容后应达到的规模。

水文的分析计算是水能资源利用复核的主要内容，其成果是论证老旧电站增效扩容规模的重要依据。水文分析计算成果的可靠性取决于水文站实测水文资料系列的长短，或所利用的水文、气象区域综合分析研究成果的准确性。老旧电站设计时大多实测水文资料系列较短或不齐，加上近10年来气候异常变化对径流变化影响较大，设计时的水文分析计算成果已不能作为增效扩容项目论证装机规模的依据，需要对径流、设计洪水进行计算复核。应尽可能收集径流、洪水计算有关的水文资料，特别要补充电站建设以来历年的水文资料，径流、洪水计算宜有30a以上实测或插补延长系列。对于依然缺乏实测流量资料而需要采用区域综合分析计算方法的电站，也需要采用最新的区域综合分析研究成果。

老旧电站的建设目标是根据当年所在地的国民经济发展需要而制定的，经过多年的发展，当地经济社会发生了很大的变化，各部门对水量的需求也发生了变化，所以制定老旧电站增效扩容方案时应根据电站所在河流的流域水利综合规划和河流水能开发规划，复核电站的开发任务。如果电站所在河流未进行流域水利综合规划和河流水能开发规划，或现有的规划年代较早，与目前的情况不相适应，应先编制该河流的水能开发规划，再复核电站的开发任务。增效扩容对水能资源的利用应统筹考虑发电与防洪、供水、灌溉、排涝、防凌、航运、生态环境保护、水产养殖、旅游等综合利用要求，充分考虑河流水能开发规划报告中对老旧电站改造规划的方案。

3结语

目前，老电站的增效潜力和改造的必要性已得到共识，但缺乏电站整体能效检测方法和评判标准。农村水电能效不仅涉及水库及水工建筑物、金属结构和机电设备，还与电站设计与运行管理紧密联系；应根据不同对象，采用核算和检测方法，进行定量和定性分析。

作者：徐锦才单位：水利部农村电气化研究所