[科普中国]-预想出力

预想出力一般指水电站水轮发电机组在不同水头下，所能发出的最大出力，也指在某一水头时，水轮机最大可能的轴出力。

定义定义1：在某一水头时，水轮机最大可能的轴出力。因水轮发电机组的出力，还受发电机容量的限制，因此水轮发电机组的预想出力，应为水轮机水头预想出力与发电机容量两者之较小者。

应用学科：电力（一级学科）；电力规划、设计与施工（二级学科）
定义2：水电站水轮发电机组在不同水头下，所能发出的最大出力。

应用学科：水利科技（一级学科）；水力发电（二级学科）；水能利用（三级学科）

水头概述大中型水电站水头（或称落差）是水电站上、下游某断面水位差，是水电站能量的两个主要动力要素之一。水电站上游水位为水库水位，下游水位一般为水轮机尾水位。上、下游水位差称为毛水头，考虑到水流经过水工建筑物时产生沿程摩阻损失与局部损失，从毛水头中扣除损失后即得电站净水头。水电站常用的特征水头有以下4种情况：

1）最大水头：最大水头为上、下游水位中可能同期出现的最大差值。一般上游水位最高、下游为最低时出现，它是水轮机结构强度设计时的一项重要数据。

2）最小水头：最小水头为上、下游水位中可能同期出现的最小差值。一般为上游水位最低、下游最高时出现，它是水轮机在低效区时保证水轮机安全稳定运行的最低水头。

3）平均水头：分为算术平均和加权平均水头两种，常采用以出力为权重的加权平均水头。

4）额定水头：电站额定水头是水电站重要的特征水头，是水轮机在标准功率因数的条件下，水轮机发出额定出力时所需要的最小水头。

最佳水头与预想出力水电站额定水头是水轮机组发额定容量时相应的最小水头，也称临界水头或计算水头。它在水轮机运转特性曲线上表现为水轮机出力限制线与发电机出力限制线交点所对应的水头，是水电站最重要的特征水头。水电站额定水头、预想出力及受阻容量示意图见图。

水电站额定水头的选择是一个技术、经济等综合性问题，若额定水头较高，当水库水位较低或电站汛期出现大流量、下游水位大幅度抬高时，都将使水头大幅度减小，造成较大的受阻容量;若额定水头较低，除了存在机组运行稳定问题外，在水轮发电机组额定容量不变时，需加大水轮机直径或相应降低机组转速，从而增加水电站的投资。因此，最佳的额定水头必须满足稳定的前提，通过方案投资和电量经济比较，分析水轮机预想出力降低对电力系统平衡的影响，综合分析确定。1

计算方法机组预想出力是其在一定水头下的最大出力，虽然此时效率不一定最高，但仍具有较高的运行效率，且位于稳定运行区，同时在一定程度上简化计算，能较好地符合工程实际。相应流程如下：

1）通过调节水量、入库流量和控制站水位得到电站毛水头；

2）根据毛水头查机组曲线得到各机组出力和流量范围；

3）在给定开机顺序和机组耗水率排序的基础上，得到机组的最优开停机顺序；

4）根据可发电流量，分配满发机组流量；

5）分配剩余流量至每台机组出力均匀；

6）得到基于预想出力下的各机组流量和出力。2

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学