為滿足水電站動力設備選擇的需要，還應根據歷年調節計算成果，確定運行特征值：

①列出歷年出力、庫水位、水頭過程，并按經驗頻率法計算其各自的保證率曲線；

②根據水電站運行中可能出現的庫水位和尾水位的遭遇情況確定最大、最小工作水頭，并按歷年調節計算資料求得算術平均水頭和出力加權平均水頭；

③采用類似前述方法求出電站機組不同計算水頭和轉速的電力電量指標 。

根據水電站水庫（或前池）調節徑流的能力，分為無調節水電站、日調節水電站、年調節水電站和多年調節水電站。

水能計算無調節水電站水能計算

電站上游水位基本上維持在正常蓄水位，發電流量完全取決于天然流量。計算時，以日平均流量為發電流量，取相應于日平均流量的電站尾水位為下游尾水位，計算逐日出力過程,然后選取相應水電站設計保證率的日平均出力為電站保證出力，并計算多年平均年發電量。

水能計算日調節水電站水能計算

電站上游水位經常在正常蓄水位和死水位之間波動。計算時，上游水位取日平均水位，其他與無調節水電站相同。

水能計算年調節水電站水能計算

保證出力系指相應設計保證率的供水期平均出力。調節計算一般采用時歷法，按逐年、逐時段（月）進行。計算時,取供水期的發電流量或出力為常數，并使庫水位自正常蓄水位開始至供水期末消落至死水位，以求得歷年供水期的平均出力。再據此進行頻率計算，即可求得相應于設計保證率的保證出力。多年平均年發電量可根據長系列徑流資料，逐時段（月或旬）按水庫調度圖規定的運行方式計算，先求出各時段的出力，再求得多年平均年發電量。

水能計算多年調節水電站水能計算

保證出力系指相應于設計枯水段（包括一個以上的連續枯水年組）的平均出力。調節計算方法有時歷法、概率法與隨機模擬法三種。當采用時歷法計算時，與年調節水電站水能計算類似 。

出力和發電量計算公式

N=9.81zQH

式中N為電站出力(kW)；嚻i為第i時段平均出力(kW);Q為發電流量m3/s;H為水輪機凈工作水頭(m);z為水輪發電機組工作效率，大型水電站的機組效率一般采用0.82～0.90；ΔT為計算時段長(h)；n為計算時段數;E為電站在n個時段內的發電量(kw·h) 。

水能計算是確定電站效益與工程規模之間的關系的計算。電站效益通常用保證出力和多年平均電能兩指標來衡量，而工程規模則以水庫正常蓄水位和相應調節庫容、引水道尺寸及電站裝機容量為指標。水電站的水能指標計算。其主要任務在于求出相應一定工程規模和設計保證率的保證出力，相應不同水電站裝機容量的多年平均年發電量，以及水輪機組的工作狀況和運行參數，為設計電站的方案比較及裝機容量的確定提供依據 。

根據天然來水和水庫的調節庫容等資料，可以計算出水電站的保證出力和多年平均年發電量等水能指標，然后根據設計水平年電力系統的負荷發展要求，進行政治、技術和經濟等方面的分析，確定水電站的正常蓄水位、死水位和裝機容量等主要參數。總之，與水電站的水能指標、水電站在電力系統中的工作情況和水電站主要參數有關的各種計算，均可稱為水電站的水能計算。基本計算公式。設水電站的調節流量為Q(米3/秒)，水頭為H（米），水電站的總效率為η，則水電站的功率（也稱出力）為P＝9.81ηQH(千瓦)。設水電站在某一時段內的平均出力為p（千瓦），則在該時段T(小時)內的發電量E=p·T（千瓦時）。計算內容一般有：①水電站的設計保證率，指水電站在多年期間能夠正常發電而不遭受破壞的機率，也就是指水電站正常發電的保證程度，可以用水電站正常發電的總時段與計算總時段相比的百分率表示。時段長短可以根據水庫調節性能和設計需要按年、月、旬、日分別選用。水電站設計保證率的選用，應主要根據水電站所在電力系統的負荷特性、系統中水電容量的比重、并考慮水庫調節性能、水電站的規模及其在電力系統中的作用等因素，根據水利水電工程水利動能設計規范確定。在電力系統中水電容量比重占50％以上的大、中型水電站，其設計保證率可達95～98％；在電力系統中水電容量比重在25％以下的中小型水電站的設計保證率約為80％。②水電站的保證出力，指水電站相應于設計保證率的枯水時段發電的平均出力，它是選擇水電站裝機容量的重要依據。可以利用已有的全部水文資料，通過徑流調節計算，求出每年供水期的平均出力，然后將這些出力值按大小次序排列，繪制其出力保證率曲線，在該曲線中相應于設計保證率的平均出力，就是水電站的保證出力。③水電站的多年平均發電量，指水電站在多年工作時期內，平均每年所能產生的電能量。通常可根據入庫天然流量系列資料，利用水庫進行徑流調節，按水電站的發電量計算公式，算出各年的發電量，取其平均值。④水電站的裝機容量，指水電站廠房內所有機組額定容量之和，是由設計的工作容量、備用容量和重復容量組成。工作容量指水電站按保證出力運行時對電力系統所能提供的發電容量。備用容量包括：負荷備用容量，是擔負電力系統一天內瞬時的負荷波動和計劃外的負荷增長所需要的發電備用容量；事故備用容量，是電力系統中發電設備發生事故時，保證正常供電所需要的發電備用容量；檢修備用容量，指電力系統中全部機組按年檢修計劃所必須增設的發電容量。重復容量指調節性能較差的水電站在汛期內產生較多棄水時，為了節省火電燃料，增發季節性電能而額外增設的發電容量。水電站裝機容量一般根據電力系統的電力電量平衡方法求出，某些小型水電站可以采用裝機容量年利用小時數法或保證出力倍比法求出。⑤水電站的正常蓄水位，指水庫在正常運行的情況下為滿足設計的興利要求而在汛末供水期開始時應蓄到的高水位，是水庫設計中非常重要的參數，它直接關系到水利樞紐的規模、水工建筑物及有關設備的投資、綜合利用各部門的效益、水庫的淹沒損失和地區經濟發展等重大問題。在一般情況下，隨著正常蓄水位的抬高，水庫的調節流量、水電站的保證出力、多年平均年發電量和其他綜合利用效益均將增加，但水工建筑物的工程量及其投資和水庫淹沒的損失等也將隨之增加。因此，可以根據水利動能經濟比較準則，結合政治、社會、技術等多方面因素、綜合分析，在許多比較方案中選出最有利的正常蓄水位。⑥水電站的死水位，指在正常運用的情況下，允許水庫消落的最低水位。正常蓄水位至死水位之間的深度，稱為水庫消落深度。在正常蓄水位一定的情況下，當死水位降低或水庫消落深度增大，可以獲得較大的興利調節庫容、較多的調節流量和較大的水電站保證出力，但隨著死水位的降低，水電站的平均水頭減小和多年平均年發電量將可能減少，水電站的受阻容量和進水口、引水建筑物的投資可能有所增加，因此也可以根據水利動能經濟比較準則以及其他因素，從許多比較方案中選出最有利的死水位。參考書目　中華人民共和國水利電力部：《水利水電工程水利動能設計規范》(SDJ11-77)（試行），水利電力出版社，北京，1978。　華東水利學院等編：《水文及水利水電規劃》，下冊，水利出版社，北京，1981。 2100433B

本書是熱能與動力工程專業“水電站動力設備”方向水能利用課程的教材，也可供相關專業的師生及工程技術人員參考。本書共分七章，前五章為水電站（群）的水能規劃部分，主要講述水能開發利用的原理和方式，水庫特性及分類；徑流調節；水能計算；電力系統的有關知識；水電站經濟評價；水電站主要參數選擇；水電站廠內經濟運行和水庫（群）調度等。后兩章為水電站建筑物部分，重點講述水電站水利樞紐及其主要建筑物的特性；水電站發電廠房的布置、運行、結構型式和設計方面的基本知識。

運用各種技術方法和手段揭示一個地區的水能儲量、分布規律、開發利用條件等，為工程項目設計或國民經濟發展規劃制定提供所需水能資源的工作。

中文名稱

水能資源調查

英文名稱

water energy investigation

定　　義

運用各種技術方法和手段揭示一個地區的水能儲量、分布規律、開發利用條件等，為工程項目設計或國民經濟發展規劃制定提供所需水資源的工作。

應用學科

資源科技（一級學科），水資源學（二級學科）