水电站装机容量（全部水轮发电机组额定容量之和）

合理性分析

水电站装机容量选定得是否合理，主要可从电力系统工作的可靠性和经济性两方面来分析论证。在初步选定装机容量及机组型式、台数和单机容量后，即可绘制电力系统容量平衡图。电力系统工作的可靠性，必须通过容量平衡图进行分析和检验。

1.根据电力系统容量平衡图检验可靠性

制订设计枯水年电力系统容量平衡图的目的，主要是检验所选择的装机容量及机组，能否在设计水平年情况下保证系统正常供电。所制订的容量平衡图，亦可作为以后水、火电站联合运行的依据。通过容量平衡进行检验的具体项目有：

(1)检查全年内，系统负荷是否全部被各电站所承担，在哪些时间里容量受阻而影响工作。

(2)检查全年内，是否都有足够的容量承担系统调频所需的负荷备用，在各个时期由水电站还是由火电站担负这项任务。

(3)检查全年内，是否都有足够的容量作为系统的事故备用容量，各个时期的事故备用容量在水电站和火电站上如何分配。

(4)检查除工作容量、负荷备用容量和事故备用容量外，全年内是否尚有足够的容量，使系统中各电站所有机组都能够得到计划检修。

(5)检查水利综合利用对于水库供水的要求是否得到满足。例如，为满足航运的要求，在通航季节内水库应有某一固定的均匀流量下泄，故要求水电站有一部分容量在基荷工作。

因水电站每年来水不同，故在制订系统容量平衡图时，一般应研究两个典型年度，即设计枯水年和中水年的情况。中水年的容量平衡图用来表示运行期间最常见的一般情况。对于低水头水电站，有时还要作出丰水年的容量平衡图，以检查机组在各月份的受阻情况。

2.关于经济性的分析

可以从下面几个方面分析所选装机容量的经济性。

(1)水电站的经济指标和效益水电站的总投资、单位投资、单位电能成本和投资回收年限等经济效益指标，都可用来检验分析装机容量经济性的因素。如果各项指标都很优越，则应考虑加大装机容量(或预留机组)的可能性和合理性。

(2)利用容量平衡图检验装机容量的设置及其利用是否经济合理在系统容量平衡图上，如果除去检修部分外，空闲面积过大，则往往是装机容量偏大，利用程度不高；如果空闲容量面积很大，但安排的检修机组容量线超出了空闲部位，则说明单机容量可能偏大了。需要增加机组台数，减小单机容量，或另外增设检修备用容量。

(3)装机容量年利用小时数和设备利用率也常用装机容量年利用小时数，来分析装机容量选择的经济合理性。装机容量年利用小时数的含义是：水电站以全部装机容量满载运行时，发出多年平均年发电量E需要的小时数。它在数值上等于多年平均年发电量除以装机容量。装机容量年利用小时数是一个折算值，不能将它和机组实际的年运行小时数混为一谈。装机容量年利用小时数这个指标过大或过小都不合适。过小了，说明设备利用率低，可能是装机容量选得偏大；过大了，设备利用率虽高，但水力资源利用程度太低，可能装机容量偏小。装机容量年利用小时数的大小，还没有一个合适标准。通常认为以能达到下面将要提到的某些数据，是比较合适的。

(4)水能资源的利用程度充分利用水力资源以节约其它能源，是我国当前的能源政策。所以水能资源的利用程度，应作为检验水电站装机容量合理性的一个因素。水能资源利用程度，一般用径流利用率或水能利用率产来反映。

基本介绍

组成

水电站装机容量大致可分成必需容量和重复容量两大部分。必需容量（也称有效容量）又可分为工作容量和备用容量（包括事故备用、负载备用和检修备用等）。水电站根据在系统中所起作用的不同，具有上述全部容量或仅具有部分容量。

工作容量

直接承担电力负荷的发电容量称工作容量。在电力系统中担负尖峰负荷的水电站，其工作容量可比保证出力大若干倍。

备用容量

为确保电力系统正常安全运行，考虑不可预测的瞬时增加负荷、事故停机和计划检修等因素而装置在水电站上的容量。按用途不同分为三类。①负荷备用容量：为担负一天内电力系统瞬时的负荷波动和计划外负荷增长所需要的发电容量，它可起保持电力系统周波正常的功能，通常称为调频容量。②事故备用容量：电力系统中部分机组因事故而被迫停机或输电系统发生故障时，为保证正常供电在水电站上设置的发电容量。水电站机组起动和停机灵活方便，最适宜于担任电力系统的事故备用容量。③检修备用容量：电力系统中部分机组进行检修时，为保证正常供电在水电站上设置的发电容量。只有在负荷降低时间内不能将全部机组检修完毕时，才需设置检修备用容量。

重复容量

在调节性能较差的水电站，为了节省电力系统中火电站的燃料消耗，多发季节性电能而增设的装机容量。

选择的原则和方法

正确合理地选择水电站装机容量，必须按下述步骤进行。①根据水文资料，进行水能计算，确定水电站的各项水能参数（保证出力、年发电量等）；②确定水电站的合理供电范围、设计负荷水平和所在电力系统的负荷特性与参数；③了解电力系统内各种电站的组成、特性和发展计划，明确设计水电站在系统中的地位和作用；④通过电力电量平衡和动能经济计算，分别确定水电站可担负的工作容量和备用容量数额，以及是否设置重复容量;⑤结合水电站枢纽布置、机组制造和供应条件，确定水电站装机容量和机组台数的若干可行方案，进行技术经济比较，优选最合理的方案。

中小型水电站和初步规划阶段的水电站装机容量，可以采用比较简略的方法确定。如装机容量年利用小时数法等；对灌溉、航运、供水为主的水利枢纽，应按综合利用的特定要求，确定其装机容量。抽水蓄能电站的装机容量，按照纯抽水蓄能和混合式抽水蓄能的两种不同情况，除上述各项因素外，还应考虑到上水库和下水库所具有的调蓄容积以及系统负荷低谷时可提供的剩余电力等因素。

20世纪60年代以来，随着电力系统的扩大，随着各种类型水、火电站的投入和河流梯级开发的实现，水电站装机容量选择所涉及的因素越趋复杂，如何正确选定已不是孤立和单一的问题。中国已开始应用系统工程理论和以计算机为手段，优化选择水电站的装机容量。

70年代以来，国外对一些早期建成的水电站进行了扩建，并开展了相应的设计研究工作。如美国大古力水电站，初建于20世纪30年代，1941年第一台机组发电。原定装机容量为197.4万kW，以后由于美国西部大电网的形成和哥伦比亚河上游梯级水库的建成，对该电站进行了几次扩建，增建了第三厂房和抽水蓄能发电厂，已扩大装机容量至648万kW。1980年以来，中国也开始对一些早期建设的水电站进行扩建设计和研究。在设计大中型水电站时，若预计其径流情况和供电系统情况在将来有较大变化时，应在枢纽布置中考虑预留扩建余地，为扩大装机容量创造条件。