高坝龙头水库增加调节库容及发电补偿效益的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水电站组合配套技术领域，具体涉及一种高坝龙头水库增加调节库容及发电补偿效益的方法。
【背景技术】
[0002]水电是重要的常规、清洁、可再生能源，梯级水电在电网中运行灵活、可靠性高、运行成本低。河流水电梯级开发中，龙头水库是其中最关键的部分，直接影响到整个河流水电的性能、布局、规模及经济效益等，同时也是协调淹没、社会环境及生态环境的重要一环。
[0003]随着社会的发展与进步，在人口基数大、生存地域空间有限、人民幸福指数期望值不断提高的条件下，水电建设与征地、生态环境、社会影响等的关系已被高度关注并日益突出。
[0004]建设龙头水库或调节水库，势必涉及相对较多的淹没及生态环境，在当前的水电规划及工程设计中，调节水库的设立及规模大小已受到较大程度的影响。
[0005]在上述诸多因素影响下，为减少水库对社会、环境等的影响，首先是调节库容的规模受限，同时单位库容的需要坝高、工程总投资等增加；相应水电站及梯级的经济指标也将较以往降低。
[0006]对于高水头大坝的龙头水库，原有常规设计由于受枢纽取水口金属结构、水轮机运行稳定性及安全等限制，水库死水位较高，大部分的水库库容不能被利用，相应水库的效益将不能得到较好的发挥。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于充分利用已定水库，增加调节能力，同时提高下游各水电站的电能质量、发电量及经济效益，提供一种高坝头水库增加调节库容及发电补偿效益的方法。
[0008]本发明是这样一种高坝龙头水库增加调节库容及发电补偿效益的方法:它是在原水库死水位以下设定一个极限死水位，从而增加水库调节库容及新增枯期可供水量和下游各水电站效益；在该极限死水位与原水库死水位之间可增设对应的水轮机组及相应引水发电系统，增加本电站的发电效益；新增枯期可供水量也可用本水电站的已设泄水通道或新增泄水通道向下游放水。
[0009]随着水电的流域及梯级开发，有不少的河流，其龙头电站及下游梯级总发电利用水头可达100m以上，龙头水库的补偿效益十分可观，而本发明所新增的工程投资仅为引水发电系统部分。与现有技术相比，不需增加大坝投资及淹没影响等，其新增效益投资比的经济性好，有利于提高梯级水电的性能及发电效益，同时有利于清洁、可再生能源的利用。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的技术原理图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0012]看图1，对于大部分水库来说，在正常蓄水位与原水库死水位之间的调节库容可用于发电，即图中所示的调节库容一。
[0013]常规水电站水库的死水位通常受多方面影响，对工程技术而言主要有二个方面:其一是水轮机正常运行的最大水头与最小水头的比值限制，一般不超过1.6 ;其二是引水闸门动水正常运行的压力水头限制，按当前技术水平，死水位与正常蓄水位的高程差不可超过90m。
[0014]而在当前技术水平，水库大坝的最大坝高可达到约310m，可见死水位以下未被利用的库容还很大。
[0015]由于本发明是适用于龙头水库，而龙头水库相关的下游水电站可利用总发电水头很大，当原水库死水位以下库容较大时，可想办法开发利用。本发明就是如何进一步利用该死水位以下的库容。
[0016]本发明的第一步就在原水库死水位以下新增设一个极限死水位，相应就增加了调节库容，即新增图中所示的调节库容二 ；第二步就是落实泄水通道，该泄水通道可以是适应于该极限死水位~原水库死水位之间运行的增设水轮机组及相应的引水发电系统，也可是其他泄水通道。
[0017]对引水闸门，由于静水挡水可承受的水压明显大于动水运行，这就为本发明提供了设计基础。调节库容一可由原水轮发电机组常规利用，调节库容二则可由本发明新增的水轮发电机组利用或泄水通道泄水。
[0018]由于龙头水库新增了枯期可供水量，通过下游各水电站的发电，龙头水库的梯级补偿效益就可得以实现。
[0019]当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均在本发明所要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高坝龙头水库增加调节库容及发电补偿效益的方法，其特征在于:在原水库死水位以下设定一个极限死水位，从而增加水库的调节库容，通过水库的蓄丰补枯作用，增加枯期可供水量，同时增加下游各水电站的发电补偿效益。
2.根据权利要求1所述的高坝龙头水库增加调节库容及发电补偿效益的方法，其特征在于:增设一种可在该极限死水位~原死水位之间运行的水轮机组及相应引水发电系统，利用新增枯期可供水量，增加本电站的发电效益。
3.根据权利要求1所述高坝龙头水库增加调节库容及发电补偿效益的方法，其特征在于:新增枯期可供水量，也可用本水电站的已设泄水通道或新增泄水通道向下游放水。
【专利摘要】本发明公开了一种高坝龙头水库增加调节库容及发电补偿效益的方法，该方法利用水轮机及引水系统的动水发电、静水挡水的安全水头差异，通过在现有的水库死水位以下新设定一个极限死水位，增加水库调节库容及枯期可供水量，相应增加下游各水电站的发电效益；增设可适应于极限死水位~原死水位运行的水轮机组及相应的引水发电系统，增加本水电站的发电效益；新增枯期可供水量也可本电站的其他泄水通道下泄。新增极限死水位后，同时兼有放空上层库容水量的功能。本发明直接供水发电效益显著，有利于国家能源安全、有利于提高电网电能质量；同时存在提高利用清洁、可再生能源比例，提高水资源利用效率，促进环境保护等方面的效益。
【IPC分类】E02B9-00
【公开号】CN104612111
【申请号】CN201410761200
【发明人】范国福
【申请人】中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月13日