如果水電站上游沒有水庫或水庫的容積很小,不能將天然來水量重新分配(即把某些時(shí)間內(nèi)用不了的水蓄于水庫,供水少時(shí)或需水量大時(shí)使用),就叫做無調(diào)節(jié)的水電站。引水式電站多數(shù)是無調(diào)節(jié)水電站。

水電站的裝機(jī)容量首先應(yīng)能滿足保證出力的需要,這部分容量叫做必需容量。在無調(diào)節(jié)水電站中,必需容量即等于保證出力。但是為了能在多水季節(jié)多發(fā)一些電,以滿足生活中日益增長的用電需要,所以水電站實(shí)際的裝機(jī)容量要大于保證出力。容量具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)流量變化情況、實(shí)際用電需要以及機(jī)組制造供應(yīng)等條件來決定。

那么,無調(diào)節(jié)水電站如何確定保證出力?當(dāng)水文資料比較齊全時(shí),可按下述的三個(gè)步驟來進(jìn)行。

第一個(gè)步驟,計(jì)算水電站在不同時(shí)段內(nèi)的平均出力。無調(diào)節(jié)水電站的出力決定于天然流量,任意一個(gè)時(shí)段的平均出力,可以根據(jù)天然流量和該時(shí)段內(nèi)水電站的相應(yīng)水頭來計(jì)算。在計(jì)算時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)。

第一點(diǎn),因?yàn)楹拥捞烊涣髁吭谝惶靸?nèi)變化不大,所以時(shí)段通常以天為單位,但為了簡化,也可取五天或十天為一個(gè)時(shí)段。

第二點(diǎn),當(dāng)水電站引用河道全部水量時(shí),發(fā)電流量即等于天然流量,如果只引用一部分,則應(yīng)取各個(gè)時(shí)段內(nèi)的實(shí)際引水流量。

第三點(diǎn),在引水式電站中,水電站上游水位應(yīng)根據(jù)各時(shí)段引水渠道的水位來確定。第四點(diǎn),水電站下游水位應(yīng)根據(jù)通過的流量來計(jì)算,河道水位和流量的關(guān)系曲線圖可以作為參考。

第二個(gè)步驟,繪制保證率曲線。先計(jì)算平均出力的保證率,將算出來的所有出力按大小排序,統(tǒng)計(jì)每一個(gè)出力出現(xiàn)的次數(shù),再統(tǒng)計(jì)累計(jì)次數(shù)(等于或大于每一個(gè)出力的次數(shù)),然后算出每一個(gè)出力的保證率。所有出力的保證率算出后,取縱坐標(biāo)為出力,橫坐標(biāo)為保證率,即可繪出保證率曲線。

第三個(gè)步驟,根據(jù)選定設(shè)計(jì)保證率,由保證率曲線查得相應(yīng)保證出力。在資料比較齊全時(shí),各時(shí)段的平均出力應(yīng)根據(jù)多年的流量資料來計(jì)算,這樣可以使出力保證率的計(jì)算結(jié)果能更接近于今后的實(shí)際情況。但為了減少工作量,而且中小河道的流量資料也不會(huì)很多,一般只計(jì)算三個(gè)代表年,即豐水年、中水年、枯水年各時(shí)段的平均出力就可以了。在有些情況下,甚至可以單取一個(gè)中水年來計(jì)算,當(dāng)然計(jì)算結(jié)果就更粗略一些。上述代表年可根據(jù)年水量的保證率來選取,豐水年是25%,中水年是50%,枯水年是75%。

為了簡化起見,在水頭變化影響不大的情況下,也可直接由流量資料推算相應(yīng)于選定保證率的保證流量,然后根據(jù)保證流量和水電站平均水頭來計(jì)算保證出力。推算保證流量也需要先繪制保證率曲線,具體方法與求保證出力相同,只須將出力改為流量即可。

推算保證出力或保證流量,需要依據(jù)相當(dāng)長久的流量資料。在小型水電站中,如果流量資料比較少,可以直接選定設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)水頭,求出平均出力作為水電站的保證出力。在無資料情況下,一般可取河道多年平均流量或偏枯年份的經(jīng)常流量(即一年中有7~9個(gè)月能保證的流量),作為水電站的設(shè)計(jì)流量。這些流量資料可用間接方法求得,例如根據(jù)當(dāng)?shù)赜炅客扑,進(jìn)行實(shí)地調(diào)查等等。