水電站出力

水電站單位時間內輸出的能量。又稱為水電站輸出功率，水電站的出力以下式表示

P=9.81ηtηgQH (1)

式中P為水電站出力，kW;ηt為水輪機效率，一般為0.85～0.96;ηg為發電機效率，一般為0.96～0.98;Q為發電流量，m3/s;H為工作水頭，m。

上式也可改寫為

P=KQH (1′)

式中K為出力係數=9.81ηtηg，一般在8.0～8.6之間。

發電流量決定於入庫流量、水庫調節性能、水庫運行方式和水輪機過水能力。水頭決定於水庫水位和尾水位以及水頭損失。水庫水位在水庫運行過程中隨時間而變化。尾水位是發電流量和棄水流量的函數。為了使水電站的出力在一年中各月的平均值保持穩定且達到可能最大值，必須根據徑流和水庫特性，研究水庫合理的消落水位和運行方式。

水電站的年平均和月平均出力的分佈，在不同的電站有很大的差異。季(年)調節的中高水頭水電站，豐水年出力大，枯水年出力小；枯水期一般按保證出力發電；汛期按加大出力發電；特枯年枯水期的某些月份，按降低保證出力發電，正常運行遭到破壞。水電站出力過程及出力保證率曲線見圖1。年調節水電站，在全年各月的出力則較均勻。多年調節水電站，其各年的出力及年內各月的出力均較均勻。擔負梯級或跨流域補償調節的水電站，其出力往往枯水期大汛期小，甚至枯水年大豐水年小。圖1是季調節中高水頭水電站出力過程及出力保證率曲線的特徵，每年的枯水期發保證出力，汛期隨徑流的大小而變化，特枯年的枯水期發降低保證出力，其保證率曲線有一個不大的保證出力“平台”。

圖1 季調節中高水頭水電站出力過程及出力保證率曲線

(a) 出力過程;(b) 出力保證率曲線

調節性能差的低水頭水電站，不但枯水期出力較小，汛期由於大泄流量引起下游水位增高而減小了水頭，也導致出力的減小，其流量、出力過程及出力保證率曲線見圖2。從圖2電站的流量過程與出力過程對照可以看出，在一年汛期的某些月份，流量很大，但出力反而減小，枯水期出力也較小。在出力保證率曲線上也可以看出，水流出力大時，其預想出力反而小了。而且水流出力保證率曲線，沒有一個明顯的“平台”。

水電站的規劃設計中，保證出力和預想出力(見水電站額定水頭)是重要的指標。前者是水電站能量效益的基礎，後者是發揮水電站容量效益的基礎。

圖2 徑流式低水頭水電站流量、出力過程及出力保證率曲線

(a) 流量，出力過程; (b) 出力保證率曲線

水電站出力除了受流量和水頭兩個因素制約外，同時也受水輪發電機組額定容量的限制。水電站發出的最大功率稱為最大出力；受各種條件限制（包括流量、水頭和機組技術條件等）所能發出的最小功率稱為最小出力；在某一時段中功率的平均值稱為該時段的平均出力；在相應於水電站設計保證率的時段內所能發出的平均出力則稱為保證出力。保證出力是確定水電站能夠承擔電力系統負荷的工作容量的依據，是選擇水電站裝機容量時一項主要的動能指標。