小水电站水利动能设计应以河流、河段或地区水利水电规划及电力规划为基础,根据开发目标和工程安全要求经综合分析论证后选定工程规模及特征值,水利动能设计应在收集和分析当地社会经济、自然条件、电力系统、生态环境等基本资料和综合利用要求基础上进行。

径流调节计算应收集长系列逐月(旬)径流、典型年逐日径流,电站下游水位流量关系曲线,水库库面蒸发和库区渗漏,水库水位-容积、面积关系曲线,综合利用部门需水要求等资料。径流调节计算应根据电站的调节性能和各部门用水要求进行水量平衡,计算电站保证出力、多年平均发电量和特征水头,阐明电站运行特征和效益。电站设计保证率可根据系统中水电站容量占电力系统容量的比重、设计电站的调节性能和容量大小等因素在80%～90%范围内选取。径流调节计算应采用时历法。对于多年调节水库及年调节水库应采用长系列(不少于20年)并按月(旬)平均流量进行计算。对无调节或日调节电站可采用典型年日平均流量计算。典型年可选择丰水、平水、枯水三个代表年,也可增加平偏丰水、平偏枯水两个代表年。当设计电站上、下游有已建或在设计水平年内拟建的水利水电工程时,应进行梯级电站径流调节计算。水电站保证出力应根据径流调节计算结果绘制出力保证率曲线,按选定设计保证率确定。多年平均发电量可采用长系列年电量或典型年年电量平均值。

应合理进行洪水调节计算及防洪特征水位选择工作。洪水调节计算应根据工程防洪标准及下游防洪要求对拟定的泄洪建筑物规模及汛期限制水位进行技术经济比较以确定泄洪建筑物尺寸和汛期限制水位、设计洪水位及校核洪水位。汛期限制水位应按防洪与兴利相结合原则,根据不同汛期限制水位对主要兴利目标、下游防洪、泥沙淤积、库区淹没、工程投资的影响,经综合分析后确定。梯级水库应分析梯级中各水库的防洪标准、防洪任务、洪水调度原则等以使设计电站的泄洪建筑物布置、规模及运行方式与梯级中其他水库相协调。

应合理选择正常蓄水位和死水位。正常蓄水位选择时,应根据河流梯级开发方案、综合利用要求、工程建设条件、泥沙淤积、水库淹没、生态环境等因素拟定若干方案进行动能经济指标计算并经综合分析后确定。死水位选择除应比较不同方案电力电量效益和费用外,还应分析其他部门对水位的要求及水库泥沙淤积、水轮机运行工况等因素且应经综合分析后确定。(www.daowen.com)

水电站装机容量及机组机型选择应合理。水电站装机容量应在分析水库的调节性能、综合利用要求、系统设计水平年的负荷及其特性、供电范围、电源结构的基础上计算各装机方案的年发电量、发电效益和相应费用,然后结合电力电量平衡综合比较后确定。设计水平年可参照系统国民经济计划、本电站的规模及其在系统内的比重确定(系统中的骨干电站可采用第一台机组投产后5～10年为电站设计水平年)。对并入孤立地方电网中运行的电站,其装机容量可在全网电力电量平衡的基础上选择。对并入地方电网运行的电站,当地方电网与国家电网联网时,其电站的装机容量选择可在地方电网电力电量平衡的基础上结合国家电网吸收电力、电量的能力经过经济分析比较后确定。与国家电网联网运行的电站(或调节性能差或容量占电力系统容量比重小的电站)其装机容量选择可根据能量指标采用方案比较和经济评价的方法确定(并可不进行电力电量平衡)。对以灌溉和供水为主的水库电站,其装机容量的选择应以灌溉和供水流量过程为依据,选择若干装机方案在技术经济比较的基础上确定。选择水电站装机容量时,其引用流量应与上、下游梯级电站相协调。水电站水轮机额定水头应根据电站开发方式确定(高水头引水式电站的额定水头可取最小水头。其他形式电站的额定水头应按额定水头与加权平均水头的比值在0.85～0.95之间选择且额定水头不宜高于汛期加权平均水头)。水轮机机组机型及机组容量应根据电站的出力、水头变化特性、枢纽布置及电力系统的运行要求等因素计算不同方案的效益与费用并通过综合分析比较选择(机组台数不宜少于2台)。选定电站装机容量后,应结合系统电力电量平衡计算分析电站有效电量(对不进行电力电量平衡的电站,可采用有效电量系数折算有效电量)。

引水道尺寸及日调节容积的选择应合理。引水式水电站引水道尺寸和日调节池容积应根据地形、地质、冰凌、泥沙淤积、电站装机容量、日运行方式等分析比较后确定。日调节容积可按设计保证率条件下经调节后能满足日负荷运行要求所需的库容确定(安全系数可采用1.1～1.2)。

水库泥沙淤积分析及回水计算应科学。库容和年输沙量之比(以下简称库沙比)小于30的电站应根据水库形态、河流输沙特性、泄流规模以及泥沙淤积对环境的影响等因素拟定排沙减淤的水库运行方式,当库沙比大于30时拟定水库运行方式可不计入库泥沙淤积的影响。高水头电站应分析过机含沙量、泥沙级配及硬度。水库泥沙冲淤计算应根据泥沙特性、水库运柠方式、资料条件等进行(可选用类比法或经验法,也可采用数学模型法)。水库泥沙淤积预测年限为工程投入运行后的10～20年,当水库冲淤相对平衡年限小于10年时水库泥沙淤积预测年限为水库冲淤相对平衡年限。水库回水计算应根据河道条件、水库特性、水库运用方式等按满足设计要求的流量推求建库前天然水面线及建库后泥沙淤积预测年限的库区回水水面线,回水计算时应采用洪水水面线推求各河段综合糙率并分析水库泥沙冲淤后河段糙率的变化(其计算断面应能反映河道基本特性及淤积后河床特性)。