[科普中國]-裝機(jī)容量

定義

裝機(jī)容量是指該系統(tǒng)實(shí)際安裝的發(fā)電機(jī)組額定有功功率。 裝機(jī)容量為2*15萬千瓦就是兩臺15萬千瓦的發(fā)電機(jī)組。理論每臺每小時的發(fā)電量為15萬千瓦。例如發(fā)電站裝機(jī)容量為100萬千瓦時按照35%的損耗，一小時發(fā)65萬度電，1.55小時可以發(fā)100萬度電，一天約3900萬度電。通用單位MW就是兆瓦的意思，1兆瓦（MW）=1000千瓦（KW），150MW=150000KW也就是15萬千瓦。150MW是指的發(fā)電機(jī)的功率為每小時可以發(fā)150MW的電，按照通俗地講法就是每小時發(fā)電15萬度。我們電建的都喜歡叫這種機(jī)組為15萬千瓦的機(jī)組。2X150MW就是要建設(shè)兩臺15萬千瓦機(jī)組。1

近年裝機(jī)容量數(shù)據(jù)2011年度2011年，全國電力總裝機(jī)容量10.6億千瓦，年發(fā)電量4.7萬億千瓦時。其中全國水電裝機(jī)容量達(dá)到2.3億千瓦，居世界第一。風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到4700萬千瓦，居世界第一。光伏發(fā)電增長強(qiáng)勁，裝機(jī)容量達(dá)到300萬千瓦。已投運(yùn)核電機(jī)組15臺，裝機(jī)容量1254萬千瓦，在建機(jī)組26臺、裝機(jī)容量2924萬千瓦，在建規(guī)模居世界首位。

2014年度2014年，我國全年發(fā)電裝機(jī)容量136019萬千瓦，比上年末增長8.7%。其中，火電裝機(jī)容量91569萬千瓦，增長5.9%；水電裝機(jī)容量30183萬千瓦，增長7.9%；核電裝機(jī)容量1988萬千瓦，增長36.1%；并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量9581萬千瓦，增長25.6%；并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機(jī)容量2652萬千瓦，增長67.0%.2

2015年度2015年，我國全年發(fā)電裝機(jī)容量150828萬千瓦，比上年末增長10.5%。其中，火電裝機(jī)容量99021萬千瓦，增長7.8%；水電裝機(jī)容量31937萬千瓦，增長4.9%；核電裝機(jī)容量2608萬千瓦，增長29.9%；并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量12934萬千瓦，增長33.5%；并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機(jī)容量4318萬千瓦，增長73.7%.3

2016年度2016年，我國全年發(fā)電裝機(jī)容量164575萬千瓦，比上年末增長8.2%；火電裝機(jī)容量105388萬千瓦，增長5.3%；水電裝機(jī)容量33211萬千瓦，增長3.9%；核電裝機(jī)容量3364萬千瓦，增長23.8%；并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量14864萬千瓦，增長13.2%；并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機(jī)容量7742萬千瓦，增長81.6%.4

水電站裝機(jī)容量水電站水輪發(fā)電機(jī)組銘牌容量的總和。是水電站最重要的特征值之一，水電站在運(yùn)行中處于工作、備用和檢修狀態(tài)的容量分別稱為工作容量、備用容量和檢修容量。三者之和稱為必需容量。有時，在必需容量之外，加大水電站裝機(jī)容量，其作用為在汛期多發(fā)季節(jié)性電量，替代火電電量，減少系統(tǒng)的燃料消耗，但不能減少電力系統(tǒng)的裝機(jī)容量。這部分容量稱為重復(fù)容量。在不同水文年、不同季節(jié)中，隨著水電站運(yùn)行狀態(tài)以及電力系統(tǒng)對水電站的要求不同，這些容量是不同的，而且在一定的條件下，它們之間是可以相互轉(zhuǎn)化的。工作容量即水電站為擔(dān)負(fù)電力系統(tǒng)負(fù)荷機(jī)時發(fā)出的有功功率，水電站日最大工作容量與日平均出力、系統(tǒng)負(fù)荷和能否進(jìn)行日調(diào)節(jié)有關(guān)。豐水期和負(fù)荷大時，工作容量大，相應(yīng)備用容量可小些;枯水期和系統(tǒng)負(fù)荷小時，工作容量較小，備用容量可大些。水電站機(jī)組檢修，一般安排在枯水期，故枯水期檢修容量大。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，由于負(fù)荷的變化，有時會出現(xiàn)一部分容量未被利用的情況，處于空閑狀態(tài)。這部分容量稱為空閑容量。

當(dāng)水電站工作水頭小于機(jī)組額定水頭時，裝機(jī)容量中有一部分不能承擔(dān)必需容量，稱為受阻容量(見水電站額定水頭)。

水電站裝機(jī)容量的大小決定于電力系統(tǒng)的負(fù)荷及其特性、水電站的能量指標(biāo)、水庫調(diào)節(jié)性能、水電站在系統(tǒng)中的地位和作用及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性。

水電站的能量指標(biāo) 能量指標(biāo)包括保證出力和多年平均年發(fā)電量，是決定其裝機(jī)容量的基礎(chǔ)。水電站以其能量參加電力系統(tǒng)電力電量平衡，以核定其容量和電量的效益。

水電站在系統(tǒng)中的地位和作用 其地位和作用決定于水電站能量在年內(nèi)的分配、負(fù)荷特性、電源組成、水電站在系統(tǒng)日負(fù)荷圖上的工作位置及擔(dān)負(fù)系統(tǒng)備用容量的大小。當(dāng)能量一定時，水電站分配在系統(tǒng)負(fù)荷大月份(容量平衡控制月份)的能量愈多，其裝機(jī)容量愈大;水電站在日負(fù)荷圖上的工作位置愈靠近尖峰，即水電站在一天內(nèi)的工作小時數(shù)愈少，擔(dān)負(fù)調(diào)峰任務(wù)愈多，其裝機(jī)容量愈大，但水電站在一天內(nèi)的工作小時數(shù)，決定于電力系統(tǒng)尖峰的歷時;水電站擔(dān)負(fù)系統(tǒng)的備用容量愈多，其裝機(jī)容量愈大。所以水電站的裝機(jī)容量遠(yuǎn)大于保證出力，裝機(jī)容量與保證出力的比值往往達(dá)到2～5，甚至更大。

水電站在系統(tǒng)中的地位和作用，受其調(diào)節(jié)能力的制約。具有季(年)調(diào)節(jié)能力以上的水電站，才有可能將其能量較多地分配到負(fù)荷大的月份，并能擔(dān)負(fù)事故備用。具有日調(diào)節(jié)以上調(diào)節(jié)能力的水電站，才能擔(dān)負(fù)系統(tǒng)日負(fù)荷的尖峰負(fù)荷和負(fù)荷備用。具有不完全日調(diào)節(jié)能力、無調(diào)節(jié)或下游有航運(yùn)基荷要求的水電站，只能分別擔(dān)負(fù)系統(tǒng)日負(fù)荷的腰荷或基荷，裝機(jī)容量相應(yīng)受限制。

水電站技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性 與火電廠相比，水電站起?？?、運(yùn)行靈活，適宜于調(diào)峰和擔(dān)負(fù)系統(tǒng)備用容量的技術(shù)特性;且當(dāng)壩高已定時，增加容量的費(fèi)用低于火電廠(約為火電廠的1/2)，增加容量可相應(yīng)增加發(fā)電量，從而節(jié)約火電燃料。故在一定的條件下，增加水電站的容量比火電廠經(jīng)濟(jì)。故水電站的裝機(jī)容量年利用小時數(shù)(即多年平均年發(fā)電量與裝機(jī)容量的比值)或電站年負(fù)荷因數(shù)(裝機(jī)容量年利用小時數(shù)除以8760)，一般比火電廠小。調(diào)節(jié)性能較好的水電站，且系統(tǒng)水電比重又不大時，其裝機(jī)容量年利用小時數(shù)可至2000或更小。調(diào)節(jié)性能較差，且電力系統(tǒng)水電比重較大時，水電站的年利用小時數(shù)可在5000以上。

裝機(jī)容量選擇 常規(guī)方法是擬定水電站不同的裝機(jī)容量和裝機(jī)程序方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇中應(yīng)包括與裝機(jī)容量有關(guān)的輸電線路及輸電損失。當(dāng)規(guī)劃期內(nèi)將有若干個電站投產(chǎn)時，可進(jìn)行水電站群的裝機(jī)容量選擇。常規(guī)方法是，先進(jìn)行水電站群的綜合裝機(jī)容量的選擇，然后再進(jìn)行水電站間裝機(jī)容量的分配。影響水電站群裝機(jī)容量分配的技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素為：①輸電距離長的電站裝機(jī)容量宜小些。②長引水道的電站調(diào)峰性能較差，且增加容量費(fèi)用較大，裝機(jī)容量不宜過大。③有綜合利用限制(如航運(yùn)基荷要求)的電站，裝機(jī)容量將受限制。④增加容量所增加的發(fā)電量大的電站，裝機(jī)容量宜適當(dāng)大些。⑤地面廠房電站增加容量比地下廠房增加容量有利。⑥梯級電站的裝機(jī)容量分配，要照顧到容量的協(xié)調(diào)及運(yùn)行的需要。⑦為了補(bǔ)償調(diào)節(jié)的需要，某些電站的裝機(jī)容量宜適當(dāng)加大。

優(yōu)化方法是應(yīng)用優(yōu)化模型，進(jìn)行規(guī)劃期水火電站裝機(jī)容量優(yōu)化，含裝機(jī)容量及逐年的裝機(jī)程序。模型可用動態(tài)規(guī)劃或(和)線性規(guī)劃構(gòu)造。(見水能利用優(yōu)化)

由于電力系統(tǒng)負(fù)荷不斷加大，電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，一些調(diào)節(jié)性能好的水電站，在電力系統(tǒng)中的作用和地位發(fā)生變化，由原建設(shè)以發(fā)電量為主，到以容量效益為主，系統(tǒng)內(nèi)火電大機(jī)組和核電機(jī)組不斷增多，以及水電站的能量指標(biāo)隨著梯級調(diào)節(jié)和跨流域補(bǔ)償調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)可能有較大改善等原因，水電站合理裝機(jī)容量應(yīng)隨時間推移而加大。世界上有不少水電站都采用分期建設(shè)的方案，或在完建若干年后進(jìn)行擴(kuò)建以擴(kuò)大裝機(jī)容量。中國也有一些調(diào)節(jié)性能較好的水電站，在建成若干年之后，進(jìn)行擴(kuò)機(jī)或正在研究擴(kuò)大裝機(jī)的可行性。5