1總則2術語3綜合利用4基本資料與依據5方案比較6負荷預測與供電范圍7電力、電量平衡8特征水位選擇9裝機容量選擇10水輪機機組、機型選擇11輸水道尺寸及日調節池容積選擇12初期蓄水和裝機程序13抽水蓄能電站動能設計附加說明條文說明打印刷新對應的舊標準:SDJ11-77

水利水電工程動能設計規范SpecificationsonenergyeconomydesignofwaterresourcesandhydroelectricprojectsDL/T5015—1996

主編單位：電力工業部水電水利規劃設計總院中南勘測設計研究院批準部門：中華人民共和國電力工業部施行日期：1996年8月1日

中華人民共和國電力工業部關于發布《水利水電工程動能設計規范》電力行業標準的通知

電技［1996］136號

各電管局，各省、自治區、直轄市電力局，水電水利規劃設計總院：《水利水電工程動能設計規范》電力行業標準，經審查通過，批準為推薦性標準，現予發布。其編號為：DL/T5015—1996。該標準自1996年8月1日起實施。請將執行中的問題和意見告水電水利規劃設計總院，并抄送部標準化領導小組辦公室。

一九九六年三月四日1總則1.0.1動能設計必須遵循國民經濟建設總方針和各項技術政策，認真貫徹水資源綜合利用和綜合治理的原則，對所設計水電站應視作水資源系統和電力系統的一個組成部分，以總體效益最好為準則。妥善處理需要與可能、近期與遠景、上游與下游等方面的關系，以求經濟合理地開發利用水資源。1.0.2本規范適用于水利水電工程的大、中型水電站。對規模較小的中型水電站可適當簡化。1.0.3動能設計應以河流(河段)規劃和電網電源規劃為基礎。主要內容為：進一步協調綜合利用各部門的要求，預測負荷，論證水電站供電范圍，選擇設計保證率及設計水平年，確定水電站規模及其他特征值，研究水庫和電站運行方式，闡明工程效益，論證工程修建的必要性，進行項目經濟評價。1.0.4水電站的特征值選擇及其經濟性必須經過經濟比較。評價的準則是：在同等程度滿足綜合利用和電力系統需求的前提下費用最小。并應考慮各種難以用貨幣量計算的因素，進行綜合分析論證。經濟評價方法應按國家計委頒發的《建設項目經濟評價方法與參數》，以及《水電建設項目經濟評價實施細則》、《水利經濟計算規范》及其他有關規范的要求進行。1.0.5動能設計必須重視有關社會經濟、自然資源、綜合利用、電力系統和生態與環境保護等方面的調查研究與分析。所用資料精度應與設計階段相適應。各比較方案所采用的基本資料和計算精度應一致。2術語2.0.1工程特征值。是表示工程基本特征的數值。(1)水庫的校核洪水位、設計洪水位、防洪高水位、正常蓄水位、汛期限制水位、死水位以及防洪庫容、興利庫容、死庫容等；(2)泄洪建筑物的尺寸、堰頂高程、上下游設計水位；(3)引水建筑物的尺寸和引水高程；(4)水電站機組、機型的額定水頭、流量和轉輪尺寸、機組臺數；(5)船閘、升船機、漂木道等的尺寸和設計水位。2.0.2特征水位及庫容。(1)正常蓄水位。水庫在正常運用的情況下，為滿足興利要求在供水期開始時應蓄到的高水位。(2)汛期限制水位。水庫在汛期為興利，蓄水允許的上限水位。(3)防洪高水位和防洪庫容。防洪高水位指遇到下游防護對象的設計標準洪水時，水庫壩前達到的最高水位；防洪庫容為防洪高水位與汛期限制水位之間的水庫容積。(4)設計洪水位。遇到大壩設計標準洪水時，水庫壩前達到的最高水位。(5)校核洪水位與總庫容。校核洪水位指遇到大壩校核標準洪水時，水庫壩前達到的最高水位；總庫容為校核洪水位以下的水庫容積。(6)死水位與死庫容。死水位指在正常運用情況下，允許水庫消落的最低水位；死庫容為死水位以下的水庫容積。(7)興利庫容(調節庫容)。正常蓄水位至死水位之間的水庫容積。2.0.3設計水平年。水電站為電力系統提供的電力、電量達到設計值的年份。2.0.4設計保證率。水電站正常發電的保證程度，用水電站正常發電時段數與計算總時段數相比的百分率表示。時段長短可根據水庫調節性能和設計需要，按年、月、旬、日分別選用。2.0.5技術最小出力。發電設備(機組、鍋爐)受技術原因制約，允許運行出力范圍的下限。2.0.6額定水頭與水頭預想出力。額定水頭系水輪發電機組發出額定出力所需的最小水頭，即過去所稱的設計水頭；水頭預想出力指水輪發電機組在不同水頭條件下所能發出的最大出力。當水頭低于額定水頭時，水頭預想出力低于額定出力。2.0.7旋轉備用容量。在系統頻率下降時能自動投入工作的備用容量。2.0.8事故備用容量。電力系統中發電和輸變電設備發生事故時，保證正常供電所需設置的發電容量。2.0.9負荷備用容量。為擔負電力系統一天內瞬時的負荷波動、計劃外負荷增長所需設置的發電容量。2.0.10檢修備用容量。利用電力系統一年內低負荷季節，不能滿足全部機組按年計劃檢修而必須增設的發電容量。2.0.11裝機容量。一座水電站全部機組額定出力之和。2.0.12工作容量。水電站按水庫調節后的水流出力運行時，對電力系統所能提供的發電容量，其值與水電站日平均出力、所在電力系統日負荷特性和它在電力系統日負荷圖的工作位置有關，故在電力平衡表上各月均不相同。因水電站一般能擔負系統的尖峰負荷，故其工作容量往往為日平均出力若干倍。2.0.13重復容量。調節性能較差的水電站，為了節省火電燃料，多發季節性電能而增設的發電容量。2.0.14受阻容量。電站(機組)受技術因素制約(如設備缺陷、輸電容量等限制)，所能發出的最大出力與額定容量之差。對于水電機組還包括由于水頭低于額定水頭時，水頭預想出力與額定容量之差。2.0.15可調容量。裝機容量中可以被調度利用的容量，是除正在檢修機組的容量外，其他機組額定容量減去相應受阻容量后可被利用運行的容量。2.0.16空閑容量。在可調容量中未能被電力系統利用的容量。2.0.17開機容量。當日參加運行的各機組額定容量之和。2.0.18調峰能力。當日開機容量中的可調容量與開機容量的技術最小出力之差。2.0.19容量效益。水電站裝機容量中能被電力系統利用的容量，一般應通過設計枯水年有、無設計水電站的年電力平衡求得。2.0.20能量指標。(1)保證出力。水電站在設計保證率枯水時段的平均出力。(2)多年平均年發電量。按設計采用的水文系列，并考慮裝機容量和水頭預想出力限制，計算出的各年發電量的平均值。(3)電量效益。水電站多年平均年發電量中能夠被電力系統利用的發電量，應通過電力系統電力、電量平衡后求得。3綜合利用3.0.1水利水電工程動能設計，必須貫徹綜合利用原則。根據河流規劃成果和國民經濟有關部門的要求及工程建設條件，進一步合理確定工程承擔的綜合利用任務。3.0.2水利水電工程動能設計，必須認真做好調查研究，分析發電、防洪(澇、凌)、灌溉、供水、航運、放木、水產養殖、生態與環境等對電力、電量、水量、水位和用水時間的要求及其依據；按照開發任務的主次關系，合理協調水資源綜合利用各部門之間的矛盾，盡可能做到一庫多用，多庫聯調，以充分發揮工程的綜合效益。需調查研究的內容如下：(1)發電方面主要為電力系統現狀及其發展情況、各期水平負荷、負荷特性、電源組成、網絡以及對水電開發的要求；(2)防洪(澇、凌)方面主要為歷史洪(澇、凌)災害及其影響、要求的防洪(澇、凌)標準和控制斷面允許流量(水位)、可能配合運用的防洪措施；(3)灌溉、供水方面主要為灌溉(供水)范圍、灌溉面積、灌溉制度、各期水平的用水用電要求、取水地點和高程；(4)航運(放木)方面主要為近遠期貨運量(放木量)、通航(放木)期、通航標準、過壩方式；(5)水產養殖方面主要為過魚、養魚和其他養殖業對放流量及時間的要求；(6)生態與環境方面主要為工程開發、施工和運行對生態與環境的影響及其保護措施。3.0.3水利水電工程各用水部門的設計保證率不相同時，應通過計算，分析滿足的程度。如不能滿足時，可根據任務的主次關系，適當調整各部門的用水要求或設計保證率。3.0.4水利水電工程的庫容及水量分配，應根據工程任務及其主次關系和綜合利用要求可能變化范圍，統籌兼顧。例如：具有防洪任務的工程，應根據洪水特性，研究分期汛期限制水位使部分庫容防洪與興利共用的可能性與合理性。具有其他綜合利用任務的工程，其水庫運用及放水方式應合理協調有關部門在用水時間、水面高程和用水量方面的要求。必要時，水庫應預留一部分庫容或水電站擔負一定基荷或修建反調節水庫等。3.0.5跨流域引水工程的動能設計，應研究跨流域引水對引水河流和受水河流上已建、在建、計劃興建工程效益的影響。同時，還應通盤考慮引水河流下游有關部門的用水要求。3.0.6引水工程的首都樞紐下游如有脫水段，則應妥善解決脫水段的發電、供水、灌溉、航運、放木等方面的用水問題。4基本資料與依據4.0.1動能設計應以社會經濟調查、水利計算成果、水庫淹沒處理、水力學及泥沙計算成果、工程投資和機電設備資料等作為設計依據。4.0.2社會經濟調查內容包括工程影響范圍內的自然地理、水文氣象、人口、資源(重點是能源)、工農業生產和交通運輸等的現狀及其遠景發展與利用條件的分析預測。4.0.3水利計算成果應包括徑流全系列或代表系列或豐、平、枯3～5個代表年的逐時段庫水位、尾水位、出庫流量、水頭、出力等的過程線和歷時曲線，以及保證出力和多年平均年發電量。進行水電站群徑流電力補償調節應考慮以下約束條件：(1)設計水平年以內已投產或即將投產的水電站可作為補償或被補償對象，補償調節效益從這些電站投產年開始計算。(2)補償電站的時段平均出力最小值，應以不影響水庫綜合利用要求和不增加設計水電站空閑容量為限。當認為有必要降低水庫某些綜合利用要求而獲得系統更大的總效益時，必須進行充分的技術經濟論證。(3)必須考慮輸變電能力對徑流電力補償的約束。當因補償調節而需要改變輸變電能力或增加系統設備容量時，則應計入由此引起的費用變化。必要時，還應通過分區電力、電量平衡加以檢驗。4.0.4水庫淹沒處理應包括可靠的淹沒實物指標，可行的移民安置方案，重要淹沒對象的位置和控制性高程等。4.0.5水力學及泥沙計算成果應包括：(1)水庫回水曲線及庫容曲線應計入泥沙淤積的影響；(2)水庫淤積及過機含沙量計算成果；(3)對下游有航運、供水、灌溉等要求的調峰水電站，必要時應具備相應的電站下游不恒定流計算成果；(4)水頭損失計算成果。4.0.6工程投資主要包括樞紐總投資以及主體建筑物、機電設備、水庫淹沒補償、生態與環境保護措施等和從電站到主網的輸變電設施的分項分年投資。4.0.7機電設備資料包括機組制造水平，大件運輸條件，水輪機或水泵水輪機參數、綜合特性曲線，發電機或電動發電機有關參數。與設計水電站有關的輸變電設備資料包括電壓等級、回路數、長度、輸變電能力、線路損失、運行特性以及新建輸變電工程的投資和運行費等。5方案比較5.0.1水電站的正常蓄水位和裝機容量以及各特征值的選擇，均應在進行不同方案的費用和效益比較的基礎上綜合分析確定。5.0.2方案比較時，除應按1.0.4條規定的準則和1.0.5條規定的精度要求外，還應使各方案的效益和費用方面具有相同的可比基礎。5.0.2.1比較方案應同等程度滿足各綜合利用部門的要求。當滿足程度不同時，則應考慮相應的替代或補償措施，并計算其費用。5.0.2.2比較方案應同等程度滿足電力系統對電力、電量和調峰能力的平衡要求。當有差別時，應采取替代或補償措施，使其達到平衡。當用火電替代時，還應考慮其廠用電率、輸電損失、投資費用和使用壽命等方面的差別。5.0.3設計水電站的節約燃料效益，應按設計方案和替代方案兩種情況下全電力系統燃料消耗量的差額確定，通常可按兩方案火電電量差額乘單耗率計算。當設計水電站的主要任務是調峰時，其節約燃料效益宜根據各類火電機組不同運行工況逐時段的單耗特性具體計算。5.0.4對分期開發的工程，在進行方案比較時，應考慮初期規模和遠景附加投資的影響。5.0.5當水電站裝機容量及各種特征水位選定后，應列出水利水電工程的工程量、投資、淹沒損失、綜合利用效益、保證出力、多年平均年發電量、年節約燃料量及工期等指標。6負荷預測與供電范圍6.0.1動能設計必須具有各期負荷水平的電力系統資料。包括系統中現有、在建和擬建的各類電站的地區分布、裝機規模、能量指標、運行特性、發電單耗、網絡規劃、待建電站的投資及年運行費用等。6.0.2動能設計必須進行負荷預測，分析各期負荷水平的負荷增長率、負荷結構和特性；編制各期負荷水平年內各月最大負荷、平均負荷和典型日負荷曲線等，典型日負荷曲線一般應編制2～4個典型。當電力系統有季節性用戶時，應編制含季節性用電的負荷曲線。必要時應單獨列出季節性用戶的負荷曲線。6.0.3設計水電站的供電范圍，應根據地區能源資源，電力系統發展規劃，水電站的規模及其在電力系統中的作用分析或論證確定。6.0.3.1在不改變系統主網架規劃的情況下，水電站供電范圍可考慮為其所在的電力系統。6.0.3.2當設計水電站規模較小，且所在地區分網電力、電量基本可獨立平衡時，供電范圍可局限在該地區分網。6.0.3.3當設計水電站規模較大，有多余電力、電量外送，或與鄰近系統在電源構成、水文特性、水庫調節性能等有很大差別，可以取得聯網效益時，其供電范圍應根據不同方案的效益及費用，通過經濟評價確定。必要時，還應提出聯網各方的財務效益和費用分配的建議。6.0.4水電站的設計保證率，應根據水電站所在電力系統的負荷特性、系統中的水電比重、河川徑流特性、水庫調節性能、水電站的規模及其在電力系統中的作用，以及設計保證率以外時段出力降低程度和保證系統用電可能采取的措施等因素，參照表6.0.4選用。

表6.0.4水電站設計保證率電力系統中水電容量比重(%)＜2525～50＞50水電站設計保證率(%)80～9090～9595～98

6.0.4.1當系統內有多座水電站時，應按水電站群統一選擇設計保證率。6.0.4.2選擇設計保證率時，應使保證率以外特枯水年份水電站(群)的不足出力與電量，可用系統火電站全部事故備用容量的50%彌補為限，否則應提高設計保證率。6.0.5設計枯水年的電(水)量頻率應基本等于設計保證率，豐水、平水、枯水代表年的年電量均值應等于或接近于多年平均年發電量。6.0.5.1豐水、平水、枯水代表年應以水電站群為主進行選擇，并盡量考慮使設計水電站的年電(水)量的頻率接近于水電站群代表年的頻率。6.0.5.2當選擇機組和輸水道尺寸時，則應以設計水電站為主選擇代表年。6.0.6設計水電站的能量指標，應根據本電站的徑流系列計算。采用與水電站群相同的設計保證率計算保證出力，用全部徑流系列或代表年計算多年平均年發電量。6.0.7水電站的設計水平年，應根據電力系統的能源資源、水火電比重與設計水電站的具體情況論證確定?？刹捎玫谝慌_機組投入后的5～10年，也可經過逐年電力、電量平衡，通過經濟比較，在選擇裝機容量的同時，一并選擇。7電力、電量平衡7.0.1電力、電量平衡要求全電力系統在電力、電量和調峰能力方面都達到供需平衡。年電力平衡必須根據系統年內各月最大負荷曲線進行編制；年電量平衡應采用各月平均負荷曲線；日平衡則應采用典型日的負荷曲線。7.0.2進行電力、電量平衡時，應合理安排各類電站的運行方式。對在設計水電站以前投產的其他水電站，應優先利用其容量和電量。7.0.3系統負荷備用容量可采用系統最大負荷的2%～5%。大系統用較小值，小系統用較大值。負荷備用宜由靠近負荷中心，且具有大水庫和大機組的水電站擔負。若需安排日調節或無壓引水式水電站承擔負荷備用時，則水庫應具有相應備用容量可連續工作2h的備用容積。7.0.4系統事故備用容量應根據系統負荷水平、電源結構綜合分析確定。系統事故備用容量采用系統最大負荷的10%左右，但不得小于系統中最大一臺機組的容量。7.0.5系統事故備用容量在電站間可按各類電站工作容量的比例分配，調節性能好和靠近負荷中心的水電站，可擔負較大的事故備用容量。承擔系統事故備用的各類電源，均應具有相應的能量或燃料儲備。其中，承擔事故備用的水電站，應在水庫內預留所承擔事故備用容量在基荷連續運行3～10d的備用容積(水量)，若該備用容積小于水庫興利庫容的5%時，則可不專設事故備用庫容。7.0.6系統檢修備用容量的設置及其大小，應根據系統設計枯水年的電力平衡確定。各類機組的年計劃檢修時間平均可采用：火電機組為45d；常規水電站和抽水蓄能電站機組為30d，但對多沙河流上的水電機組，可適當增加；核電機組為60d。7.0.7參與系統電力、電量平衡的各類電源均應滿足該類電源的技術特性。7.0.8參與系統日電力、電量平衡的各類電源的可調容量和發電量，必須滿足系統日負荷各種運行工況的電力電量平衡。7.0.8.1除正在檢修的機組外，全系統機組額定容量減受阻容量后的可調容量，應大于或等于系統最大負荷與負荷和事故備用容量之和。7.0.8.2開機容量中的可調容量，應大于或等于日最大負荷與旋轉備用之和。旋轉備用為全部負荷備用加事故備用的一半。7.0.8.3開機容量的允許最小技術出力，應小于或等于最小負荷。7.0.8.4各類電站的發電量之和，應等于系統所需電量。7.0.8.5若需進行周電力、電量平衡時，亦應滿足上述各項要求。7.0.9當設計水電站的水庫調節性能較差，且電力系統內水電站有相當比重時，應通過電力、電量和調峰能力的平衡，計算設計水電站的容量效益與電量效益。7.0.10年電力平衡至少應根據設計枯水年逐月進行，平衡成果以圖表表示。應按月列出系統最大負荷、負荷和事故備用及各類電站的裝機容量、工作容量、負荷和事故備用容量、受阻容量、空閑容量和機組檢修容量。其中設計水電站應單獨列出。汛期水頭受阻較大的水電站，應編制豐水年的電力平衡。對設計水電站規模大，且水電比重也較大的電力系統，還應進行特別枯水年的電力平衡。7.0.11年電量平衡應按豐、平、枯三個代表年分別編制，并以圖表分月列出系統所需電量、各類電站的電量效益、水電站的強制棄水電量、抽水蓄能電站的抽水耗電量和發電量。其中設計水電站應單獨列出。7.0.12年電力、電量平衡編制所依據的系統負荷曲線，可以是靜態的，也可采用動態的。當采用靜態負荷曲線時，本年度新投入運行機組不參加平衡；當按動態負荷曲線進行平衡時，本年度新增機組從其正式投產月份開始參加平衡。7.0.13為闡明設計水電站從第一臺機組投產到設計水平年之間的逐年容量效益和電量效益，應對該時期內每年或每隔二、三年編制系統電力、電量平衡；在設計水平年之后，設計水電站的容量效益和電量效益可認為不變。若設計水平年之后幾年內有顯著影響設計水電站運行方式或能量效益的變化因素，則應補充進行該年的電力、電量平衡。7.0.14在下列情況下，應進行分區電力、電量平衡：(1)供電范圍涉及兩個以上電力系統；(2)系統中有若干電站分區供電；(3)地區之間輸電能力較弱；(4)水電站群實施電力補償調節，且電力交換較大。8特征水位選擇8.0.1正常蓄水位選擇，應根據電力系統和其他部門的要求及水庫淹沒、壩址地形、地質、水工布置、施工條件、梯級影響、生態與環境保護等因素，擬定不同方案，通過技術經濟論證及綜合分析比較確定。8.0.2選擇正常蓄水位時，必須特別重視水庫淹沒。應將淹沒損失的大小、移民安置的難易程度，作為方案比較的重要因素。各正常蓄水位方案的淹沒損失應按相應的回水影響范圍計算。應考慮泥沙淤積對回水的抬高；在有可能鹽堿化的地區，尚應考慮水位抬高加重鹽堿化造成的損失。8.0.3對多年調節水庫，當比較正常蓄水位方案時，應考慮水庫初期蓄水時間不同引起的效益和費用的變化。計算水庫充蓄時應考慮下游已建和在建的水電站或其他部門對本電站放水的要求。8.0.4選擇正常蓄水位時，還應考慮不同淤積年限對庫容、效益和上游梯級的影響。當淤積嚴重時，則應考慮泥沙淤積部位對庫區航運、供水、灌溉等的不利影響。8.0.5汛期限制水位選擇，應根據洪水反泥沙特性，研究對防洪、發電及其他部門和對水庫淹沒、泥沙沖淤及淤積部位、水庫壽命、樞紐布置以及水輪機運行條件等方面的影響，通過對不同方案的效益和費用的比較，綜合分析確定。8.0.6死水位選擇，應比較不同方案的電力、電量效益和費用，并應考慮其他部門對水位、流量的要求和泥沙沖淤、水輪機運行工況以及閘門制造技術對進水口高程的制約等條件，經綜合分析比較確定。死水位選定后，如降低進水口高程能提早發電，縮短放空水庫時間，或能明顯緩和特枯水年的用水、用電矛盾時，則可通過分析計算確定極限死水位。8.0.7當設計水電站的上、下游有已建、在建和近期擬建的水電站時，應計算本電站不同正常蓄水位、汛期限制水位、死水位與這些電站相互之間的電力、電量影響。9裝機容量選擇9.0.1設計水電站的裝機容量，必須充分研究水庫調節性能、綜合利用要求、系統負荷水平及其特性、水電站的供電范圍及其在系統中的作用、水火電比重、各類電站的合理運行方式等，進行各種代表年的電力、電量和調峰能力平衡，計算各裝機方案的容量、電量效益與費用，通過方案比較合理確定。9.0.2設計水電站的裝機容量可按預定設計水平年的電力、電量平衡選擇，也可通過從第一臺機組投產到設計水平年期間逐年的電力、電量平衡與設計水平年同時選定。9.0.3引水式水電站的裝機容量宜與輸水道尺寸、日調節池容積同時選擇。9.0.4當設計水電站按電力、電量平衡選定裝機容量后，棄水較多且歷時較長時，應計算增加裝機的電量效益及節約系統燃料的效益，并與所增加的費用進行比較，論證增設重復容量的經濟合理性。9.0.5當設計水電站有較多季節性電量受負荷限制不能被充分利用，有可能配置季節性用戶時，則應根據該地區經濟發展、原材料資源、交通運輸等條件，論證其經濟合理性。9.0.6當系統中同時有若干座水電站進行設計且有可能基本同時投產時，首先應將設計諸電站視為一個整體，確定其總裝機規模，然后按費用最小準則在這些電站間進行容量分配。9.0.7對下列情況，應研究預留機組的經濟合理性：(1)預計上游將有調節性能較好的水庫投入，可顯著增加設計水電站的動能效益；(2)在水能資源缺乏而系統負荷增長較快的地區，設計水電站有可能承擔遠景更多的尖峰負荷；(3)設計水電站徑流利用程度很低，而遠景由于供電范圍或綜合利用部門用水方式發生變化，可提高其水量利用程度。9.0.8選擇梯級水電站裝機容量時，應在經濟合理的原則下協調上下梯級電站的引用流量，并研究當上游水電站檢修或發生事故時盡量少影響下游電站運行的經濟合理措施。9.0.9已建水電站擴大裝機容量時，應計算擴機增容的電力、電量效益，并分析電站部分電量由負荷圖下部轉向峰荷而增強系統調峰能力的效益，通過方案比較合理確定擴機容量。10水輪機機組、機型選擇10.0.1水輪機機組、機型選擇應包括型式、額定水頭、臺數、轉輪直徑、額定轉速及安裝高程的選擇。10.0.2水輪機額定水頭應根據所設計水電站水頭變化特性、電量加權平均水頭和電力、電量平衡的要求進行選擇，并宜與機型、臺數、直徑及額定轉速同時選擇。選擇中還應研究水輪機機組水頭預想出力降低對系統電力、電量平衡的影響。10.0.3水輪機機組機型及機組容量，應根據電站的出力及水頭變化特性、樞紐布置、設備制造水平和運輸條件以及電力系統的運行要求等因素，計算不同方案的容量、電量效益與費用，通過綜合分析比較選擇。為保證電力系統運行安全靈活，機組臺數不宜少于兩臺。10.0.4各機組方案的容量效益，應通過設計枯水年電力平衡確定。對于低水頭水電站還應用豐水年進行校核。10.0.5各機組方案的電量效益應計及水輪機效率的差別，對調峰水電站應按豐、平、枯三個代表年分別在日負荷圖上的工作位置，根據逐時的流量與水頭確定效率并計算電量。對徑流式電站，可根據日流量歷時曲線及相應水頭確定效率并計算電量效益。10.0.6水輪機安裝高程，應根據水輪機機組汽蝕特性及在各種工況下允許的吸出高度值和相應的下游尾水位，經綜合分析比較選擇。11輸水道尺寸及日調節池容積選擇11.0.1引水式水電站輸水道尺寸和日調節池容積的選擇，應根據地形、地質、冰凌情況及電站的日運行方式，并結合電站裝機容量和機組、機型選擇，經過綜合分析比較確定。考慮到遠景日運行方式、泥沙淤積及水頭損失等難以確切計算，選定輸水道尺寸和日調節池容積時，應適當留有余地。11.0.2有壓輸水道的斷面或無壓輸水道的縱坡，應計算各方案的容量和電量效益與費用，通過方案比較選擇。必要時，輸水道的有壓、無壓類型也應通過方案比較選擇。堤壩式水電站輸水道尺寸選擇可簡化。11.0.2.1各比較方案的容量效益應由設計水平年按設計枯水年電力平衡確定。對調峰水電站應據其在日負荷圖上的工作位置，逐時計算水頭損失及電站出力，并考慮水輪機水頭預想出力的限制。11.0.2.2各方案的電量效益應考慮輸水道的水頭損失，按如下規定計算：(1)對調節性能好的大型水電站，應按豐、平、枯等代表年及幾個典型日的電站運行方式，逐時計算；(2)對僅有日調節能力的水電站，應據電站日流量歷時曲線或按季或按月的分段流量及相應的日運行方式計算；(3)對徑流式水電站可采用日流量歷時曲線計算。11.0.3有幾條輸水道時，計算水頭損失所采用的流量，可簡化為全電站流量平均分配。必要時，則按輸水道和機組特性用單位耗水率相等原則分配流量。11.0.4日調節池容積應根據設計水平年及相應于設計保證率的流量和可能的日運行方式計算。如有幾座水電站共同在系統峰荷區運行，應考慮這些水電站在負荷圖上工作位置的變化。日調節池容積應適當留有余地。應重視泥沙淤積對調節池容積的影響。必要時，應采取沖沙防淤措施。寒冷地區必須考慮冰凌對庫容的影響。11.0.5利用無壓渠道最高、最低水位間的容積進行日調節時，應與專建日調節池方案進行比較。渠道所能提供的日調節容積應根據水力學計算確定，并滿足渠水位允許的變幅和變率條件。11.0.6選擇梯級水電站日調節池容積時應考慮：(1)當沒有其他綜合利用部門限制時，梯級水電站盡可能同步運行；(2)計算下游電站日調節容積時，應考慮上級電站流量流達本電站時間、河槽或渠道的調蓄以及區間流量等因素；(3)考慮上下游梯級電站機組檢修時各電站工作位置變化的影響。12初期蓄水和裝機程序12.0.1當水庫蓄水時間較長時，應根據上游不同來水情況、工程施工和移民進度、各用水部門必需的用水要求等，研究初期用水分配及放水措施，選擇初期蓄水方案。12.0.2水電站裝機程序應根據水庫蓄水進度、機電設備供應計劃及其效益發揮過程，通過電力系統逐年電力、電量平衡和經濟比較確定。當電力系統有幾座水電站可能同時投入新機組時，這些電站的裝機程序可根據各電站的補充單位容量投資和補充單位電量投資具體安排。12.0.3當研究工程分期建設方案時，應考慮以下因素：(1)不同水平年的負荷和綜合利用要求；(2)庫區分期淹沒損失、控制高程和移民安置規劃；(3)分期施工的技術可能條件；(4)分期效益、費用；(5)水輪機允許的水頭和出力范圍，應盡可能適應水電站運行的不同時期。必要時，可研究后期更換機組或改建措施。13抽水蓄能電站動能設計13.0.1抽水蓄能電站動能設計應包括以下內容：(1)闡明設計抽水蓄能電站在電力系統中的調峰、填谷、擔任備用、改善系統運行條件等效益，論證其建設必要性、經濟合理性和財務可行性；(2)選擇上、下水庫庫址及庫容，確定相應特征水位；(3)選擇裝機容量和抽水電源；(4)選擇機組、機型；(5)選擇輸水道尺寸。13.0.2當抽水蓄能電站上、下水庫的庫址有選擇余地時，應根據電力系統需求和地形、地質、水源、生態與環境等條件和工程費用，結合裝機容量，通過方案比較選定。13.0.3擬定抽水蓄能電站建設方案時，必須落實水源。上、下水庫的徑流除應能滿足綜合利用各部門的需水量外，還應保證水庫初期充蓄和運行期補給水庫蒸發、滲漏和結冰損失的水量。當徑流不能滿足需要量時，應有落實的補水措施，補水工程應具有相應深度的設計文件。13.0.4當利用已建水庫作為抽水蓄能電站的水庫時，若對該水庫原有功能有不利影響時，應采取工程改建或補救措施，或給予經濟補償。13.0.5當利用天然湖泊作為抽水蓄能電站的水庫時，為了論證建設條件和選擇裝機容量及特征值，應了解該湖泊的水情、水位變化規律及其變率和變幅，分析建設抽水蓄能電站對其可能引起的變化，以及對生態與環境和有關用水部門的影響。必要時，應提出補救措施。13.0.6在選擇抽水蓄能電站裝機容量時，應著重研究以下幾個方面的內容：(1)電力系統負荷水平、負荷特性和各種電源的運行特性；(2)電力系統調峰能力平衡；(3)水源及上、下水庫的水量平衡；(4)抽水電源的可靠性；(5)抽水蓄能機組抽水運行特性對電力、電量平衡的影響；(6)在有、無設計抽水蓄能電站兩種情況下，電力系統燃料消耗量的差別；(7)負荷特性、負荷水平有不確定性，應研究其對裝機容量的影響。13.0.7抽水蓄能電站上、下庫的庫容應和裝機容量同時選定。庫容包括發電所需庫容、緊急事故備用庫容和死庫容。發電所需庫容應根據設計枯水年抽水蓄能電站在負荷圖上的工作位置計算；死庫容應根據地形、進出水口布置和電站的水頭條件分析確定。庫容確定時還應考慮泄洪、泥沙淤積、結冰、負荷水平和特性的不確定性等因素的影響，并留有余地。13.0.8在抽水蓄能電站設置緊急事故備用容量時，應在上、下水庫留有事故備用庫容。該庫容可按抽水蓄能電站事故備用容量在峰荷運行小時數所需的水量確定。13.0.9抽水蓄能機組應根據電站的運行方式、發電水頭、抽水揚程、裝機容量，結合機組特性、供應條件等，擬定不同臺數、型式(二機、三機或四機式)、機型和參數的若干方案，通過比較選定。選擇單機容量時，應考慮其啟動抽水對電力系統穩定運行的沖擊影響，并留有余地。13.0.10抽水蓄能機組的額定水頭、額定揚程選擇，應根據上、下庫水位變幅、水頭損失及電站運行方式分析確定。13.0.11抽水蓄能電站的年發電量和年抽水耗電量應按以下條件分別計算，從中統計年值：(1)按電站在逐月典型日負荷曲線上的工作位置并結合機組運行特性以及系統負荷月不均衡性計算，在方案比較階段可適當簡化；(2)當抽水蓄能電站的運行受電力系統中水電站影響較大時，還應按豐、平、枯水年分別計算；(3)當抽水蓄能電站上庫有較多天然徑流時，其發電量應包括利用天然徑流的電量。

附加說明主編單位：電力工業部水電水利規劃設計總院、中南勘測設計研究院參加單位：成都勘測設計研究院、華東勘測設計研究院、黃河水利委員會勘測規劃設計院主要起草人：曹學敏、張進謙、張挺、孫若蘊、李泰然、陳禮嚴、胡葆英、楊玉增、張毓剛、朱鐵錚、歐陽華、倪定遠

水利水電工程動能設計規范DL/T5015—1996條文說明

1總則1.0.1SDJ11—77《水利水電工程水利動能設計規范》(以下簡稱SDJ11—77)第1條及第2條的綜合改寫。動能設計是水利水電工程前期工作的一個重要組成部分，涉及范圍廣，政策性強，需要有一個正確的指導方針和應遵循的原則，這是本條主要內容。據多年的實踐經驗，新增了要將設計水電站放在所涉及到的水資源系統和電力系統中去研究其相互影響等內容，旨在經濟、合理地開發利用水資源。1.0.2SDJ11—77第6條的修改。對規范適用范圍的規定，本條規定了對“規模較小的中型水電站可適當簡化”的內容。因為大、中型水電站的規模范圍跨度很大，不能強求一致。動能設計工作的繁簡取決于設計水電站在電力系統中所占的比重、作用及應承擔的綜合利用任務，以及水庫的調節性能等因素。就實踐經驗而言，一般對調節性能較差或裝機容量在10萬kW以下的中型電站，其動能設計內容可以簡化。1.0.3SDJ11—77第3、4、58條的綜合改寫。主要闡明動能設計內容。鑒于在電力系統中，電源規劃所預計的水火電站特性、比重對設計水電站特征值影響較大，故增加了與動能設計密切相關的電網電源規劃為基礎的內容。1.0.4新編條文。規定了項目經濟評價應遵循的準則與規范。1.0.5SDJ11—77第5條改寫。側重寫了有關動能設計的基本資料并補充了生態與環境的內容。同時，強調了對基本資料不只限于調查、收集，而且還應研究分析，以保證引用資料的合理性和可靠性。此外，根據動能設計工作比較方案多的特點，明確各比較方案所采用的基本資料與計算精度應一致。2術語為明確含義，對本規范各章內所涉及的部分技術名詞加以說明。3綜合利用3.0.1基本沿用SDJ11—77第8條。根據本規范第1章總則中水利水電工程動能設計必須認真貫徹綜合利用的原則編寫。3.0.2新編條文。為了進一步合理確定工程應承擔的綜合利用任務，以及按其主次關系，協調水資源利用各部門之間的矛盾，以充分發揮工程的綜合效益，強調水利水電工程動能設計必須對有關方面的要求進行調查研究與分析工作，并列出對有關方面調查研究的主要內容。3.0.3沿用SDJ11—77第10條。3.0.4基本沿用SDJ11—77第11條，將有關條款合并改寫。3.0.5沿用SDJ11—77第12條。3.0.6沿用SDJ11—77第13條。4基本資料與依據4.0.1新編條文。說明動能設計應具有的基本資料與依據。4.0.2新編條文。說明社會經濟調查的內容。4.0.3新編條文。水利計算本是動能設計不可分割的一部分，水利計算和動能經濟分析相互交叉，互為依據。本條提到的水利計算成果是動能設計的依據。補償調節計算本屬水利計算范疇，考慮到水利計算規范尚未修訂故先擇要寫入本條。近年來我國設計單位對補償調節計算研究結果表明，補償調節計算中若不考慮本條所列約束條件，將夸大補償調節效益，會明顯影響動能設計成果。4.0.4新編條文。鑒于近幾年的經驗，淹沒損失的大小十分重要，但移民安置方案是否可行更為關鍵。本條中的淹沒處理，不僅包括淹沒實物指標，還包括移民安置方案和重要淹沒對象的位置及控制高程，后者往往是選擇正常蓄水位和汛期限制水位的約束條件。4.0.5SDJ11—77第93、97條部分內容的改寫。水庫泥沙淤積回水曲線是確定水庫淹沒處理范圍的依據；水頭損失計算成果是選擇輸水道尺寸、水輪機和計算電力、電量效益的依據；不恒定流計算是研究協調調峰水電站與下游用水部門之間矛盾的依據。4.0.6新編條文。工程投資是進行經濟評價、選擇各種特征值的依據。4.0.7新編條文。機組設備資料和輸變電設備投資是選擇水輪機和論證供電范圍以及評價工程經濟性需要的基本資料。5方案比較本章除5.0.5條外，其余為新編條文，集中一章編寫，是為了避免分章重復。5.0.1明確凡需進行方案比較才能選定的工程特征值，都要在進行費用和效益比較的基礎上綜合分析確定。5.0.2強調方案比較中的費用和效益都應具備相同的可比基礎。在各款文字中就不同方案在綜合利用各部門和電力系統需求兩個主要方面作了規定。若滿足的程度有差別時，應采取替代或補償措施，使各比較方案在效益上一致，這樣在比較時僅需比較費用差別并以最小費用準則進行選擇。就水電站而言，不同方案在電力、電量和調峰能力諸方面對電力系統的滿足程度的差別，要以增加其他電源或改變電源構成作為替代措施，以使各方案能同等程度滿足電力系統的要求。所選擇的替代措施應是現實可行和經濟的。當以火電站作為替代電站時，二者在電力、電量方面的差別，一般可按1.1倍水電容量和1.05倍水電電量計算火電容量和電量，其運行特性應能滿足調峰能力要求。5.0.3強調了以電力系統整體計算不同方案的節約燃料效益，并就設計水電站在電力系統的不同作用，規定了計算節約燃料效益的方法。5.0.4本條闡明對于分期開發的工程，需考慮資金積壓因素對方案比選的影響。5.0.5基本沿用SDJ11—77第74條。6負荷預測與供電范圍6.0.1新編條文。闡明動能設計應具有的電力系統有關資料的內容。6.0.2新編條文。規定動能設計中負荷預測和負荷曲線編制的內容。其中典型日負荷曲線包括冬、夏兩季或春、夏、秋、冬四季，用以進行系統年電力、電量平衡。6.0.3沿用SDJ11—77第59條并加以補充。補充了設計水電站供電范圍可能的三種情況及其分析或論證的約束條件。鑒于聯網涉及面廣，影響聯網各方利益，因此，寫入了“必要時還應提出聯網各方的財務效益和費用分配的建議”。6.0.4沿用SDJ11—77第61條并加以補充。根據目前全國各電力系統均有多座水電站聯合運行的情況，補充規定“按水電站群統一選擇設計保證率”。同時，為不使系統水電站群設計保證率偏低，以提高系統運行的可靠性，補充了“保證率以外特枯水年份水電站群的不足出力和電量，可用系統火電站全部事故備用容量的50%彌補為限”的內容。6.0.5新編條文。闡明選擇設計代表年的原則。由于水電站群可相互進行徑流、電力補償，因而豐、平、枯水代表年應以水電站群為主選擇，并應盡量考慮使該年的頻率與設計水電站的頻率接近。在進行機組和輸水道尺寸選擇時，由于各水電站的水頭預想出力受水輪機出力限制線約束，且相互間不能補償；輸水道尺寸則受各水電站自身的建設條件、裝機容量、引用流量等制約，因此規定以設計水電站為主選擇各代表年。6.0.6新編條文。為6.0.5條的補充。當設計水電站的設計保證率和設計代表年與水電站群不一致時，為了確切地反映設計水電站的保證出力及多年平均年發電量指標，特補充此條。6.0.7沿用SDJ11—77第60條并加以補充。鑒于通過逐年電力、電量平衡計算不同裝機容量方案的容量、電量效益，結合技術經濟比較，同時選定裝機容量和設計水平年，符合電力系統動態發展和資金時間價值的實際，但工作量較大，且不確定因素較多。根據目前國內兩種方法均在使用的實際情況，本條規定兩種方法并存。7電力、電量平衡7.0.1新編條文。電力、電量平衡的目的在于從系統整體闡明設計水電站在電力系統中的容量效益和電量效益。鑒于近年來許多電力系統存在調峰能力不足問題，因此本條增加了調峰能力平衡的內容。調峰能力平衡系指日的平衡，即當日開機容量的可調容量與開機容量允許最小技術出力之差為調峰能力，當調峰能力大于或等于當日日負荷曲線最大負荷加旋轉備用與低谷負荷之差，即調峰能力達到平衡。7.0.2新編條文。本條規定在進行電力、電量平衡時，除應研究設計水電站運行方式外，尚應研究其他電站的運行方式，以便合理安排各類電站在負荷圖上的工作位置。規定應優先利用已建水電站的容量、電量，以便客觀地反映設計水電站在電力系統中的容量效益和電量效益。7.0.3參照SDJ11—77第67條，并根據《電力系統技術導則》的規定，將原規定負荷備用容量采用最大負荷的5%左右修改為2%～5%。日調節或無壓引水式水電站擔負部分負荷備用，應具有相應的備用容量可連續工作2h備用容積的規定，是考慮火電受機組增荷率的限制難以很快增加出力，可先利用這類水電站多發出力。2h系參照火電機組增荷時間而定。7.0.4基本沿用SDJ11—77第67條。7.0.5新編條文。本條規定系統事故備用容量在各類電站的分配原則。承擔事故備用容量的各類電源均應具有相應的能量或燃料儲備。其中水電站水庫內預留所承擔事故備用容量在基荷連續運行3～10d的備用容積(水量)，主要是考慮火電機組事故后所需檢修的時間。7.0.6新編條文。水火電機組的年計劃平均檢修時間是參照有關規定的大修、小修歷時以及近幾年檢修實際制定；對核電機組的運行管理，我國尚無成熟經驗，暫參照國際有關資料制定。7.0.7新編條文。系規定參與系統電力、電量平衡的各類電源均應滿足該類電源的技術特性。例如：晝夜內不能開停運行的高溫高壓火電機組，其發電出力的可調范圍為其技術最小出力至額定容量之間；對可實行晝夜內開停運行的機組，其可調范圍則是從技術最小出力到額定容量，以及全停。背壓式熱電站的發電出力由其供熱負荷的強制出力決定。抽氣式熱電站的出力可調范圍，是從熱強制出力到額定容量。同時應注意熱電站在日負荷低谷和高峰時的熱強制出力對電力系統調峰能力的影響。水電機組發電出力的可調范圍是從零到額定容量(或水頭預想出力)，但應避免在汽蝕振動限制區運行。當水電站日調節庫容不足或航運、灌溉、供水等部門要求出庫流量穩定在某一范圍內時，水電站出力可調范圍受其影響。7.0.8新編條文。旨在闡明系統日電力、電量平衡的要求和內容。7.0.8.1款系指電力平衡而言。7.0.8.4系指電量平衡而言。7.0.8.2款及7.0.8.3款系指對調峰能力平衡而言。7.0.9新編條文。旨在規定對有些水電站，應計算其容量效益和電量效益。7.0.10新編條文。本條具體闡明年電力平衡的內容和要求。對低水頭電站而言，在汛期水頭受阻較大，為了更好地反映設計水電站容量效益，故規定需進行豐水年平衡。對于裝機容量較大，且水電比重也較大的電力系統，一旦遇到特枯年，出力降低程度應以火電全部事故備用容量的50%彌補為限，為了對此加以檢驗，故規定需進行特枯年的電力平衡。7.0.11新編條文。年電量平衡應按豐、平、枯三個代表年分別編制。水電站的電量效益應經過電力系統電力、電量和調峰能力平衡，從設計水電站多年平均年發電量中扣除強制棄水電量后求出。水電站產生強制棄水的原因有：電力系統因調峰要求迫使設計水電站日內工作位置由基荷轉向峰、腰荷；在水電比重大的電力系統汛期承擔旋轉備用的及受月內低負荷限制少發的水電電量等。7.0.12新編條文。指明可采用靜態或動態負荷曲線進行電力、電量平衡及新增機組如何參加平衡。7.0.13新編條文。由于水電站投產后，容量效益和電量效益增長過程對特征值、裝機容量以及經濟評價有較大影響，因此，本條規定設計水電站應從第一臺機組投產到設計水平年進行逐年或每隔二、三年編制系統電力、電量平衡。若設計水平年之后幾年，例如5年左右，有明顯影響設計水電站運行方式或能量效益的變化因素，則應補充進行該年的電力、電量平衡。7.0.14新編條文。本條系根據當前實踐經驗，列出了需要進行分區電力、電量平衡的四種情況。8特征水位選擇8.0.1沿用SDJ11—77第64條。補充了梯級影響生態與環境等因素。8.0.2新編條文。根據多年實踐，強調了水庫淹沒在正常蓄水位選擇中的重要性，并規定了在正常蓄水位選擇的比較階段，水庫淹沒損失即應考慮回水并計入泥沙淤積的影響。8.0.3新編條文。由于多年調節水庫初期蓄水時間較長，不同正常蓄水位方案之間會出現水庫充蓄時間的差別，影響著方案之間效益與費用，以及對下游已建和在建水電站或其他綜合利用部門對本電站放水要求滿足程度的變化，故在方案比較中應計入其影響。8.0.4新編條文。根據多泥沙河流上已建水電站的運行實踐，泥沙淤積量和淤積部位對興利庫容和綜合利用部門會有影響，并影響工程(電站)的效益和費用的變化，應予重視。8.0.5新編條文。汛期限制水位是一個重要的特征水位。條文規定了選擇時應考慮的主要因素。8.0.6沿用SDJ11—77第65條。增補了確定極限死水位的內容。8.0.7新編條文。我國眾多河流多為梯級開發，本條文規定了在選擇特征水位時，應考慮梯級之間的相互影響。9裝機容量選擇9.0.1SDJ11—77第66條中有關內容的修改與補充。闡明裝機容量選擇時必須研究的內容。9.0.2新編條文。規定裝機容量選擇要與設計水平年選擇的兩種方法相對應。9.0.3新編條文。因引水式電站裝機容量的變化對日調節池容積、引水系統水頭損失和費用影響較大，故增加本條文。9.0.4新編條文。補充了SDJ11—77第66條中關于設置重復容量的設計內容。9.0.5新編條文。明確了論證配置季節性用電戶所應考慮的因素。9.0.6新編條文。對在同一電力系統中多座水電站設計水平年相近時，為避免各水電站運行方式相互矛盾而導致各水電站裝機容量不協調，故作此條規定。9.0.7沿用SDJ11—77第68條。9.0.8SDJ11—77第71條的修改和補充。補充了在協調上、下游梯級電站引用流量時，應考慮經濟合理性。如上、下游梯級電站區間徑流很少，可基本同步運行，其引用流量宜協調；若梯級間有較大區間徑流或下游梯級有調節庫容，或開發任務、開發方式不同等，梯級電站的引用流量一般可不強求協調。9.0.9新編條文。已建電站擴機增容，與新建電站選擇裝機容量的要求有所不同。擴建裝機往往是為了承擔電力系統更多的尖峰容量，從而增加系統調峰能力，故增加本條文。10水輪機機組、機型選擇10.0.1新編條文。闡明水輪機機組、機型選擇應包括的主要內容。10.0.2SDJ11—77第69條有關內容的補充。為了與SDJ173—85《水力發電廠機電設計技術規范》統一，本條文中以“額定水頭”代替原條文中的“設計水頭”。額定水頭的選擇與系統對水電站運行方式要求密切相關，本條文強調了水頭降低時機組水頭預想出力對電力、電量平衡的影響。10.0.3SDJ11—77第69條部分內容的補充。本條文增加了機組機型選擇應計算不同方案的容量、電量效益及費用，并需綜合分析比較確定。10.0.4新編條文。系計算容量效益的規定。10.0.5新編條文。系計算電量效益的規定。10.0.6SDJ11—77第69條有關內容的補充。11輸水道尺寸及日調節池容積選擇11.0.1沿用SDJ11—77第70條。11.0.2新編條文。闡明輸水道尺寸選擇中容量和電量效益的計算方法，