小型水電站應該怎樣設計？

隨著國家對水資源合理利用的重視程度，越來越多的小水電站的改造和新建成為了一項重要舉措，那么怎么設計一個小型水電站呢？請隨小編一起簡單了解一下。

一、小型水電站的特點

1、地理位置偏僻 

小型水電站多數分布在相對偏僻的山溝里，交通不便、通訊不便，遠離城鎮，外購材料采購不便，給施工帶來諸多不便。 

2、缺少水文資料 

小型水電站多數分布在流域面積只有幾十平方公里到幾百平方公里的小型河流上，沒有水文站和實測水文資料，徑流計算，洪水計算和水能計算需要按無資料法和面積比法計算。 

3、工程規模小投資少 

受流量、水頭和地形條件的限制，小型水電站裝機容量一般在200～3000kw范圍；壩高在6～15m之間；設計水頭在5～20m范圍；總庫容在20～500萬m3之間，沒有調節庫容；庫區回水長度在500～2000m之間；工程投資一般在200～2000萬元之間。 

4、工程占地少、淹沒范小、移民動遷工作簡單 

多數小型水電站庫區回水范圍都在原來行洪斷面之內，不淹沒耕地、林地，沒有移民動遷工作。即使有淹沒，多數是淹沒少量的河邊薄耕地與疏林地，工程占地也很少。淹沒處理與工程征地工作相對容易。 

5、對自然環境影響不大 

小型水電站規模小，淹沒范圍小，占地少，對自然環境影響不大，沒有污染排放，在環境評價方面及水保方面容易過關。 

6、建設期短經濟效益顯著 

小型水電站多數利用自然優勢，工程規模小，工程量小，建設期短。如果施工組織科學合理，多數小型水電站可以在一年內建成投產。工程投資在200～2000萬元之間，單位千瓦投資在6000～8000元之間，一般在10～12年可以收回成本，經濟效益比較顯著。與其他行業相比，不用采購原料，不用外出推銷產品，管理方便，運行陳本低，收入穩定，是一項好產業。

二、小型水電站的設計要點 

1、水能計算 

小型水電站多數沒有水文資料，給水能計算帶來不便。對于下游有水文站的河流，并且有長系列實測流量資料，可以用面積比法推求到電站壩址處，再利用推算的水文成果進行本電站水能計算。對于沒有水文資料，又沒有可比條件的小型水電站水能計算，可以采用查水文手冊的辦法，從水文手冊上查出本電站壩址以上流域多年平均徑流深，按以下公式計算全年來水量。 

W年=0.1F 

公式中： 

W年―全年來水量，萬m3； 

F―流域面積 ，km2； 

―多年平均徑流深，mm。 

月來水量Q月=W年×月分配系數（查水文手冊） 

月平均流量=Q月÷全月時間秒數 

全年發電量E年=E月 

E月=NT =AHT月 

式中： 

E年―全年發電量，萬kw.h，等于12個月發電量之和； 

E月―每個月發電量，萬kw.h； 

N―水能出力，kw； 

T月―一個月小時數，一個月按30.4天，T月=30.4×24=729.6小時； 

A―發電機組綜合效率系數，一般取7.5～8； 

H―平均水頭，m； 

經過實踐檢驗，小型河流洪水歷時短，洪峰流量陡漲陡落，加上庫容小，沒有調節能力，按月平均流量計算的年發電量E年偏大，應乘以一個折減系數K，根據實踐經驗，流域面積越小，庫容越小，折減率越大，一般取K=0.75～0.85，即E年設=E年×K。 

2、小型水電站設計水頭的確定 

小型水電站壩高較小，庫區水深小，正常運用時，庫區允許消落深度h值也小，因此，水頭H值變化不大。H值按以下公式確定： 

H=正常水位--滿負荷發電尾水位-總水頭損失 

一般情況下，取h=（正常水位-滿負荷發電尾水位）×10% 

3、裝機容量與單機容量選擇及配套變壓器選擇 

小型水電站裝機容量應按水能計算成果確定，一般在幾百千瓦到幾千千瓦，從目前發展趨勢來看，趨向大裝機、提高水資源利用率方向發展。 

按年利用小時數衡量，年利用小時數應在2000～3000小時比較合理。按水資源利用率衡量，水資源利用率在50%～60%比較合理。按引用流量衡量，引用流量是多年平均流量的2倍左右比較合理。 

每座小型電站機組臺數不易過多，一般2～4臺比較合理。如果3～4臺，選擇單機容量相同為好；如果選擇2臺，應一大一小，并且大機組容量是小機組容量2倍左右比較合理。 

電站升壓變壓器應與發電機容量相匹配。一般配套2臺為好。如果安裝2臺發電機組，采取單機單變升壓方式；如果安裝3臺相同機組，采取一臺單機單變，另外兩臺采取兩機一變升壓方式；如果安裝4臺相同機組，采取兩機一變的升壓方式比較合理。 

4、電站設計盡量不占耕地林地，避免移民動遷 

當前我國已經有森林法、土地法、物權法，對于耕地、林地控制很嚴，賠償標準很高；涉及移民動遷工作就更難辦了。因此，盡量控制5年一遇洪水不淹沒耕地、林地，20年一遇洪水不淹住戶，盡量避免出現移民動遷工作。占地賠償與移民安置費用應控制在總投資20%以內。

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