水力發(fā)電主要特點(diǎn)

1、水力發(fā)電原理及特點(diǎn)把天然水流蘊(yùn)藏的力學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電方式。 是水能利用的主要形式。天然水流所蘊(yùn)藏的力學(xué)能稱 為水力資源，是人類可以利用的重要能源之一。在自 然狀態(tài)下，河川水流的這種潛在能量以克服摩擦、沖 刷河床、挾帶泥沙等形式消耗掉。興建水電站可利用 這部分能量。1878年在德國建成世界上第一座水電站。 此后，1880年制成了沖擊式水輪機(jī)，1918年制成了軸 流式轉(zhuǎn)槳水輪機(jī)，1957年制成了斜流式水輪機(jī)，并開 始出現(xiàn)可逆式抽水蓄能機(jī)組。尤其是在第二次世界大 戰(zhàn)以后，隨著機(jī)械制造業(yè)和超高壓輸電技術(shù)的發(fā)展， 世界各國的水力資源得到大力開發(fā)。80年代最大的水 輪發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量已超過了 70萬千

2、瓦，最大的水電 站裝機(jī)容量已達(dá)1050萬千瓦。由于天然水流有著明顯的季節(jié)性，而大量的電能 又是無法貯存的，因此，開發(fā)河川水電一般都必須首 先把天然河川水流的潛在能量蓄集起來，然后再根據(jù) 用電需要對其進(jìn)行時(shí)間上的再分配。另外，也只有把 河川水流的能量蓄集起來，才便于完成水能到電能的 集中轉(zhuǎn)換，如圖所示。河面上A、B兩點(diǎn)的水位差H 稱為河段III的落差。如在II斷面附近筑壩攔水并 興建電站，則III河段的落差就被集中到電站附近。 這一集中的落差稱為水電站的水頭，其物理意義為電 站上、下游單位質(zhì)量水體的勢能差。它由河川水流的 動能轉(zhuǎn)換而來。通過壓力水管向水輪發(fā)電機(jī)組供水， 水輪機(jī)接收水流的能量并將其

3、轉(zhuǎn)變成自身旋轉(zhuǎn)的機(jī)械 能，然后再帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn),完成力學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)換。 當(dāng)供水量為Q米3/秒），水的密度為p=1000千克/米 3,考慮到102千克力米/秒=1千瓦，則水輪發(fā)電機(jī) 組的輸入功率為:Nh=9.81QH （千瓦）。由于在整個(gè)能量 轉(zhuǎn)換過程中不可避免地存在著各種能量損失，因此水 電站的輸出功率N最后可按下式估算：N=9.81QHn （千瓦） attachment=14313 上式稱為水力發(fā)電或水能利用基本方程式。式中n為 水力發(fā)電的效率。大型水電站n高達(dá)90%以上。b水力發(fā)電有如下特點(diǎn)：/b能源的再生性。由于水流按照一定的水文周期 不斷循環(huán)，從不間斷，因此水力資源是一種再生能源。

4、所以水力發(fā)電的能源供應(yīng)只有豐水年份和枯水年份的 差別，而不會出現(xiàn)能源枯竭問題。但當(dāng)遇到特別的枯 水年份，水電站的正常供電可能會因能源供應(yīng)不足而 遭到破壞，出力大為降低。發(fā)電成本低。水力發(fā)電只是利用水流所攜帶的 能量，無需再消耗其他動力資源。而且上一級電站使 用過的水流仍可為下一級電站利用。另外，由于水電 站的設(shè)備比較簡單，其檢修、維護(hù)費(fèi)用也較同容量的 火電廠低得多。如計(jì)及燃料消耗在內(nèi)，火電廠的年運(yùn) 行費(fèi)用約為同容量水電站的10倍至15倍。因此水力 發(fā)電的成本較低，可以提供廉價(jià)的電能。高效而靈活。水力發(fā)電主要動力設(shè)備的水輪發(fā) 電機(jī)組，不僅效率較高而且啟動、操作靈活。它可以 在幾分鐘內(nèi)從靜止?fàn)顟B(tài)迅

5、速啟動投入運(yùn)行；在幾秒鐘 內(nèi)完成增減負(fù)荷的任務(wù),適應(yīng)電力負(fù)荷變化的需要，而 且不會造成能源損失。因此，利用水電承擔(dān)電力系統(tǒng) 的調(diào)峰、調(diào)頻、負(fù)荷備用和事故備用等任務(wù)，可以提 高整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。工程效益的綜合性。由于筑壩攔水形成了水面 遼闊的人工湖泊，控制了水流，因此興建水電站一般 都兼有防洪、灌溉、航運(yùn)、給水以及旅游等多種效益。 另一方面，建設(shè)水電站后，也可能出現(xiàn)泥沙淤積，淹 沒良田、森林和古跡等文化設(shè)施,庫區(qū)附近可能造成疾 病傳染，建設(shè)大壩還可能影響魚類的生活和繁衍，庫區(qū) 周圍地下水位大大提高會對其邊緣的果樹、作物生長 產(chǎn)生不良影響。大型水電站建設(shè)還可能影響流域的氣 候，導(dǎo)致干旱或洪水。特別是大型水庫有誘發(fā)地震的 可能。因此在地震活動地區(qū)興建大型水電站必須對壩 體、壩肩及兩岸巖石的抗震能力進(jìn)行研究和模擬試驗(yàn)， 予以充分論證。這些都是水電開發(fā)所要研究的問題。一次性投資大。興建水電站土石方和混凝土工 程巨大；而且會造成相當(dāng)大的淹沒損失，須支付巨額 移民安置費(fèi)用;工期也較火電廠建設(shè)為長，影響建設(shè)資 金周轉(zhuǎn)。即使由各受益部門分?jǐn)偹こ痰牟糠滞顿Y， 水電的單