毕业论文0(2)

浅谈水电站的工作原理及类型

1.3 世界水能资源及主要国家可开发水能资源统计情况

表1-1 世界水能资源统计表

表1-2 主要国家可开发水能资源统计表

从以上两个表格中的数据我们可以看出，我国开发水能资源无论从技术可开发还是经济可开发方面都具有较大的优势，技术可开发占全世界主要国家总量的17.84%。亚洲理论蕴藏量占全世界的48.5%，在当今世界，由于化石能源的过度开发，已呈现出了能源不足的问题，国际原油价格不断上涨，各国都在为开发新能源做着努力，风能、太阳能、地热能、核能、水能等多种新能源想继走进人们的生活。但总的说来，风能、地热能和太阳能现阶段由于技术问题，还无法满足人们生活和生产所需；而核能技术要求和经济投资都是非常高的，再加上核技术的多方面限制和核废料处理

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具有相当高的难度，所心对一些发展中的国家来说，发展核能可谓是困难重重；相比较而言，水能则投资少，见效快，对抵御自然灾害和保护生态也能发挥很大作用。

1.4 我国水资源概况

我国江河众多，流域面积在100km2以上的河流有5万多条，1000km2以上的约有1500多条。但受气候和地形的影响，河流分布很不均匀，绝大部分河流分布在我国东部湿润、多雨的季风区，西北内陆气候干燥、少雨，河流很少。

我国有1 km2以上的湖泊2300多个，总面积7187 km2，约占国土面积的0.8%；湖水总储量约为7088亿m3，其中淡水量占32%。

我国还有丰富的冰川资源，共有冰川43000余条，集中分布在西部地区。总面积58700km2，占亚洲冰川总量的一半以上，总贮量约52000亿m3。

我国平均年降水量为61889亿m3，平均降水深648.4mm，年均河川径流量27115亿m3，合径流深284.1mm。河川径流主要靠降水补给，由冰川补给的只有500亿m3左右。我国年平均地下水资源为8287.6亿m3。

根据分析计算，我国地表水和地下水的量分别为27115和8288亿m3，扣除二者间的重复量7279亿m3后，则我国多年平均水资源总量28124亿m3。

1.5 我国发展水电站建设大力开发水电资源的必要性

鉴于水电开发的巨大综合效益，和水电工程特殊的服务功能。根据我国经济社会发展的需要，以及水能资源越早开发越经济，越早开发综合效益越高，环保移民及投资方的压力就越小，且损失就越少的规律和事实。所以应在保护生态环境和移民利益的前提下，优先积极有序开发水能资源，支持我国经济社会的可持续发展。

目前，我国正处在全面建设小康社会的重要时期，落实党中央和十六大提出的目标，到2020年实现经济总量翻两番。经济的增长，是靠能源增长来保障。据分析，到2020年之前的能源供需缺口较大，能源和电力供应将面临重要挑战。建设节约型社会、推行强化节能措施，是能够降低能源需求的增长速度，但改变不了能源需求和电力需求增长的态势，我国的能源和电力需求仍将保持较快的增长速度，才能支撑经济社会可持续发展。

水电是清洁、可再生、可大规模、可商业化的能源，水电提供着我国五分之一的电力需求，支撑着我国能源工业的可持续发展。

优先积极和有序发展我国水电事业，必须把发展水电的方针提到一个新的高

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度来考虑，水电能源的地位和作用必须放在国家层面上，进行优势比较，即水电的优势比较应放在全面建设小康社会、保障国家能源安全，推进西部大开发、能源和电力结构优化，西电东送和建设生态环境友好型工程的战略目标要求的高度上来考量。要以科学发展观统领全局理念进行评价，这样容易得出明确合理的结论。

我国水能源总量丰富，但开发程度仍很低。长期以来，我国能源工业以煤为主，煤炭在能源生产和消费中居于绝对的支配地位。这种能源生产和消费方式，不仅没有充分反映我国能源资源天赋结构及特点，更没有发挥我国能源资源的“比较优势”，反而加速了不可再生能源资料的消耗，加重了环境污染和生态破坏，严重危及我国能源工业的长期可持续发展。

我国水能资源全球第一，已经查明的经济可开发量接近5亿kW，年发电量约为1.87万亿kW·h，按常规使用100年考虑我国经济可开发的水能资源折合标准煤610亿吨，与我国煤炭资源剩余可余储量大体相当。充分利用低成本、可靠性高的水能资源，能够有力地保障我国能源供应，优化我国能源供应结构，减轻环境污染，推进西部大开发，西电东送促进区域经济协调发展，必将产生巨大的社会效益，推动我国经济社会的可持续发展。所以优先、积极开发水能资源，它是顺应我国能源发展的规律，更是实现全面建设小康社会，建设节约型，人与自然和谐社会的客观需要和必然选择。 1.5.1 提高国家能源安全保障的需要

能源短缺，是我国目前和今后相当长时期内面临的挑战，人均能源资源占有量仅为世界平均的一半。如果按现有生产开发力度，我国的石油、天然气和煤炭的可开采储量仅能维持20年、50年、100年。

我国虽然拥有丰富的煤炭资料，但在探明保有储量中，可供建矿井设计的工业储量并不多，地质勘探程度很低。

鉴于我国的可再生能源储量及开发条件有限，经济增长又对电力需求的快速增长和对能源的进依存度快速提高的现实，势必将把发展水电的任务，提高到一个国家能源安全战略角度去认识，使能够在重视生态环境问题的同时，积极大力进行水电开发，以增强国家的能源安全，为全面建设小康社会提供有力支持。

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1.5.2 发挥我国水能资源的“比较优势”的需要

在我国众多的能源资源中，水能是我国能源中的“比较优势”资源，可开发的水能资源占全世界总量的17%。据国家公布的水能资源称：我国大陆水能资源理论蕴藏量年发电量60829亿kW·h（相应平均功率69440万kW；技术可开发年发电量为24740亿kW·h（相应装机容量54164万kW）；经济可开发年发电量17534亿kW·h（相应装机容量40180万kW），这三大指标均居世界之首，（加上水利部复查净增小水电装机容量62003kW和台湾省的水能资源2000多万kW，就更大了）。 1.5.3 缓解我国运输压力的需要

我国能源供应特点是，生产基地大多在我国西部、北部，能源的消耗中心大多分布在东、南部。我国煤炭蕴藏量大多分布在西部、北部。煤炭生产地都远离煤炭消费中心，这种生产与消费特征，在我国境内形成了西电东送、北煤南运的强大煤流态势，给我国交通运输带来了巨大压力。据统计，目前我国煤炭运量占铁路运量的40%以上，占江河、海运量的1/3以上。近五年来，铁路煤炭运量增长了44.7%（从2000年的6.85亿吨到2005年的12亿吨）。目前全国煤炭日均车皮达10万余车，只能满足一半。今后随着煤电用煤的增长，煤炭运输给我国交通运输造成的潜在压力，比现实压力还要大，运输问题难以解决。如果不优化我国的能源结构，运输压力将长期存在，缓解能源供应紧张的目标也难实现。

我国的水能资源丰富，有90%的可开发量在京广铁路的西有80%的可开发量集中在西南各省市境内。而且是清洁可再生。目前，已往开发利用12857万kW，年发电量4167亿kW·h，开发程度23.7%（技术可开发），32%（经济可开发）尚有70%以上的水能资源没有开发，其绝大多数集中在西部，如果及早把握剩余可开发的水能源开发出来，每年可替代（节省）4.34亿吨标煤，从而可以有效缓解全国运输压力。

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2 水电站工作原理及类型

2.1 水力发电的优点

? 不耗燃料，成本低廉 ? 水火互济，调峰灵活 ? 综合利用，多方得益 ? 取之不尽，用之不竭 ? 环境优美，环境洁净 ? 大小皆宜，方便实用

2.2 水力发电的基本原理

水能 水轮机 机械能 发电机 电能 输变线路 用户

水力发电就是利用水位落差，水的高速流动推动水力机械(水轮机)转动，将水能转变为机械能，如果在水轮机上接上另一种机械(发电机)随着水轮机转动便可发出电来，这时机械能又转变为电能。水力发电在某种意义上讲是水的势能变成机械能，又变成电能的转换过程。

将水能转换为电能的综合工程设施。又称水电厂。它包括为利用水能生产电能而兴建的一系列水电站建筑物及装设的各种水电站设备。利用这些建筑物集中天然水流的落差形成水头，汇集、调节天然水流的流量，并将它输向水轮机，经水轮机与发电机的联合运转，将集中的水能转换为电能，再经变压器、开关站和输电线路等将电能输入电网。有些水电站除发电所需的建筑物外，还常有为防洪、灌溉、航运、过木、过鱼等综合利用目的服务的其他建筑物。这些建筑物的综合体称水电站枢纽或水利枢纽。

另外，近年来还出现了一种利用人工制造水位差的小型抽蓄能电站，其工作原理与上述类似，只是其水位差是用电机抽水至水库而人为制的。这各小型蓄电站有效解决了电网负荷小时电能过剩而用电峰时段供电不足的问题。因为目前我国大部分电能仍是由火电站发出，而火电站的机组的再起动需较长时间，因而不能频繁停起。这种蓄能电站就能在电网负荷小时将电能转化为水的势能储存起来，到用电高峰时段再将水的势能转化为电能以补不足。

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