浅析农村小水电设计装机容量规模

浅析农村小水电设计装机容量规模

夏洪炎

（溆浦县水利局，湖南 溆浦 419300 ）

摘要：农村小水电在六七十年代开始兴起，在二十一世纪后开始迅猛发展，一直以来，为工农业生产和区域经济的发展带来了巨大动力。近些年来，农村小水电已列入国家小水电扶贫项目，农村小水电建设对助力脱贫攻坚，全面建成小康社会做出了积极贡献。农村小水电的装机规模直接影响到工程的投资规模和发电效益，必须结合工程位置、控制集雨面积、调节性能、降雨量、区域地质、设计水头、机组型号、售电电价等因素综合考虑，慎重选择。确保装机容量合理，经济效益最大。

关键词：农村小水电 装机容量规模

一、农村小水电现状分析

第一批农村小水电为六七十年代以集体经济形式兴建的水力发电站，当时电价低廉，钢材短缺，装机规模普遍偏小，年利用小时高达6000小时以上，水资源利用率低，丰水期水能资源浪费严重。后来以承包经营和出让经营等转型后，大部分水电站进行了扩建改造。由于受引水系统、厂房位置、水工建筑物等客观因素限制，改造后，大部分电站装机容量规模依然偏小，使得水资源利用不充分。（溆浦县代表性电站：木鳌、龙鼻桥、岩鹰等水电站）

第二批农村小水电为八九十年代实行电气化达标政府投资修建的水力发电站。为实现农村电气化达标，满足经济社会发展对电力的需求，政府投资，陆续开发了一些经济效益较好的农村小水电项目。根据当时电价依然在0.2元/kw.h以下，且分丰、枯电价，也造成装机容量偏小，年利用小时过高（5000小时左右），对丰水期的水资源产生了严重的浪费。（溆浦县代表性电站：芹江、岚水江等水电站）

第三批农村小水电为二十一世纪以来个体经济投资的股份制水力发电站。随着人民的不断富裕以及国家相关政策的允许，企业家、上班族、老百姓衣袋里面有了钱，也开始着眼投资农村小水电项目。农村小水电作为长远投资项目，投资风险小、回报率稳靠、资本金保值等优势特点，开始掀起了农村小水电开发热潮。由于电价的明显提高（0.25元/kw.h左右），且不分丰枯电价，装机容量规模明显增大了，年利用小时也比较适中了（3500小时左右），对水资源的利用也相对比较充分。但由于过度的小水电开发，且未考虑生态流量，造成了河道脱减水严重，河流生态系统也造成了严重破坏。近年来，国家开始对农村小水电进行清理整改专项行动。目的是为了确保河流生态流量，恢复河流生态环境，达到人与自然的和谐共生。也是顺应习近平总书记“绿水青山就是金山银山”的科学论断。（溆浦县代表性水电站：洞坪、林果、金桥、金水、九溪江、诗溪江、梧桐、统溪河等水电站）

第四批农村小水电为近年来国家支持的小水电扶贫项目修建的水力发电站。国家为了完成第一个一百年的奋斗目标，在中国共产党成立100周年（2021年），基本消灭贫困，全面建成小康社会。因此对脱贫攻坚，国家出台了一系列政策，其中包括农村小水电扶贫项目。该项目由国家补助4000元/kw投资，每年偿还补助资金的6%，按20年收回。老百姓或者村组织只需投入较少的资金，就可以长期分到可观的红利，从而实现脱贫致富，彻底消除贫困。因小水电扶贫项目只要求资本金财务内部收益率不低于6%，装机规模可以偏大，年利用小时可以更低（2000-3000小时），水资源利用更充分，特别是可以更好的利用丰水期的水能资源。

2. 设计装机容量规模的影响因素

装机容量规模N=AQH，N-装机容量规模（kw），A-综合出力系数（一般取7.5-8.0),Q-设计流量（m³/s），H-设计水头（m）。装机容量规模直接影响到工程的投资规模及投资效益，但影响装机容量规模的因素较多，最为主要的是工程位置、控制集雨面积、调节性能、降雨量、区域地质、设计水头、机组型号、售电电价等因素。

（一）工程位置

因为工程位置所处的地区不同，水文特性就有很大差异，影响装机容量规模。在同等条件下，干旱地区，全年降雨量较少，河床径流相对较小，装机容量规模不宜过大；降雨全年比较均衡地区，因全年丰枯季节不明显，河床常年流量比较稳定，同等条件下，装机容量规模不宜过大；南方地区，降雨丰富，降雨季节性很明显的装机容量规模一般可以偏大，主要是为了更充分的利用丰水季节的水能资源。

（二）控制集雨面积

装机容量规模与控制集雨面积息息相关，集雨面积就是形成径

流的主要因素，集雨面积越大，设计发电流量就越大，在同等条件下，装机容量规模也相应越大。湖南省南部地区，径流式水电站设计流量一般根据集雨面积来初步估算，设计流量一般取0.06-0.08m³/s每平方公里。

（三）调节性能

水电站调节性能分无调节、日调节、不完全年调节、年调节和多年调节。调节性能越好，装机容量规模就越大，年利用小时就越低。无调节、日调节和不完全年调节一般按径流式水电站来考虑设计流量。南方地区设计流量一般取0.06-0.08m

³/s每平方公里。年调节和多年调节水电站一般根据调枯和调峰要求来确定装机规模。装机容量规模相对偏大，年利用小时相对较低，一般年利用小时在2000-2500小时之间。

（四）降雨量

降雨量是关系到年径流量的主要因素。北方地区降雨量相对较

小，年径流小，同等条件下，装机容量规模一般较小。南方地区降雨量较丰富，且丰水季节多发洪水，同等条件下，装机容量规模相对较大。

5. 区域地质

区域地质影响降雨形成径流的时间、径流是否相对较均匀以及降雨是否全部汇入该流域的决定因素。花岗岩等地区，覆盖层深、积蓄雨水，降雨形成径流相对时间长，径流相对较均匀，装机容量规模宜偏大。板页岩地区或红色砂岩地区，覆盖层相对浅，降雨形成径流快，容易形成洪峰，径流来得快，去得也快，装机容量宜偏小。石灰岩等地区，容易形成地下暗河，降雨形成的径流很容易自地下暗河流走，选择装机容量规模时，需要根据地质情况，进行慎重选择，避免装机容量不合理，影响工程效益。

5. 设计水头

设计水头是直接影响装机容量规模的决定性因素。当工程位置、

集雨面积、降雨量、区域地质等因素确定后，设计水头就成为装机容量规模的决定性因素了。设计水头（净水头）越大，装机容量规模就越大，设计水头与装机容量规模成正比关系。

5. 机组型号

机组型号确定综合出力系数，对装机容量规模有一定的影响。机

组型号主要有混流式、轴流式（分转桨式和定桨式）、贯流式（分灯泡贯流式和轴伸贯流式等）和冲击式几种型号，其中混流式、轴流转桨式和灯泡贯流式机组效率相对较高，最高效率一般在90%以上。轴流定浆式和冲击式机组效率相对较低，最高效率一般在80%-90%之间。机组效率越高，综合出力系数就越大，同等条件下，装机容量规模也越大。

5. 售电电价

售电电价也是影响装机容量规模的重要因素，与发电效益直接挂

钩。在六七十年代，售电电价低廉，平均电价不到一角，加之钢材紧缺，价格昂贵，导致装机容量规模严重偏小，丰水期水量难以充分利用。近些年来，由于电价的不断提高，平均电价在0.35元/kw.h，另外钢材等材料充足，价格低廉，使得装机容量规模趋于合理，丰水期水量基本能得到充分利用，农村小水电项目的效益也得到了充分体现。

2. 结语

农村小水电作为农村水能资源开发利用的投资建设项目，对农村

区域经济的发展一直起着积极的带动作用，对助力乡村振兴和脱贫攻坚也做出了积极的贡献。装机容量规模依然直接影响项目的投资规模和经济效益，需要考虑以上影响因素慎重确定，确保更充分的发挥项目的投资效益，继续为乡村振兴和脱贫攻坚做出新的贡献。随着对生态环境保护的不断加强，农村小水电开发逐步规范，在规划农村小水电的同时，需要考虑生态流量、生态机组、鱼道、航道等保护生态环境的措施，坚持生态优先，走绿色小水电的发展道路，行稳致远。

附表：溆浦县各类型水电站汇总表

附表 溆浦县各类型水电站汇总表

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