GB／T 51372-2019 小型水电站水能设计标准(完整正版、清晰无水印)

3下游生态等用水资料应包括电站下游生态环境用水、减水 段最低综合用水等。

容量、机组额定流量和特征水头、发电尾水位、水库特征水位、回水 位、综合用水要求、调度方式、水文设计成果等

3.0.1水能计算应根据电站的调节性能和各部门用水要求，主要 采用时历法，计算电站的保证出力、多年平均年发电量和特征水头 等指标。特征水头包括最大工作水头、最小工作水头、算术平均水 头和加权平均水头。

3.0.2水能计算应分清各用水目标之间的主次关系。

为主的水库电站，发电应优先满足灌溉、供水用水要求；更新 的小型水电站应分别按照改造前后的不同设计参数计算 指标。

电站，应充分考虑调（出）水区下游的灌溉、供水和生态环境用水要 求及调（出）水可能产生的影响，并应根据发电引水需要和引水工 程规模，分析确定引水量及引水过程

可考虑梯级之间的补偿作用，计算方法应符合本标准附录A的 规定。

3.0.5小型水电站的设计保证率应根据电力系统中水电容量比

3.0.5小型水电站的设计保证率应根据电力系统中水电容量比 重按表3.0.5确定。

表3.0.5小型水电站设计保证率

3.0.6日调节小型水电站的水能计算可采用日计算时段或时计 算时段两种方法。无调节水电站可采用日计算时段法。计算方法 应符合本标准附录B的规定

3.0.7日计算时段法应根据日平均流量系列计算逐日出力及发 电量，绘制出力保证率曲线，对应于电站设计保证率的出力即为保 证出力。通过绘制装机与发电量关系曲线，并结合电站装机容量 的选择确定多年平均年发电量。低水头水电站计算时应考虑水位 消落深度的影响

1可选用等出力或等流量法计算出力和发电量，具体方法应 符合本标准附录C的规定； 2保证出力可按长系列供水期出力排频求取，也可采用绘制 月出力保证率曲线求取，对应于电站设计保证率的出力即为保证 出力，系列年发电量平均值即多年平均年发电量，资料缺之或 5MW以下小型水电站可采用丰水年、平水年、枯水年3个设计代 表年计算多年平均年发电量，设计枯水年供水期平均出力可作为 电站保证出力。

4.0.1可采用电站第一台机组投产后3年～5年为电

用电综合最大负荷、用电量和年总用电量、系统逐月供电综合 负荷、供电量和年总供电量、系统综合网损率、各种电站厂用 和负荷增长率等负荷预测资料和已有预测成果，经分析采用

节代表性，在各月中选出矛盾最为突出的2个～4个月份，绘制其 典型日负荷图。

量平衡。电力电量平衡可按丰水年、平水年、枯水年3个设计代表 年的电站容量、电量与负荷进行。丰水年、平水年、枯水年3个设 计代表年的频率的选择方法应符合下列规定： 1枯水年频率P枯应与电站设计保证率一致； 2平水年频率P平应为50%； 3丰水年频率P丰应为100%一P枯。

4.0.5占系统比重不大的小型水电站可不进行电力电

占系统比重不大的小型水电站可不进行电力电量平衡，

5装机容量选择及机组机型

5.0.1装机容量应在充分研究水库的调节性能、综合利用要求、 系统负荷水平及其特性的基础上，通过计算各装机方案的多年平 均年发电量、水量利用率、装机年利用小时数，经技术经济比较后 合理确定。0.5MW以下的水电站可按年利用小时数确定装机 容量。

5.0.3对于生态流量有水能开发利用价值的小型水电站，可设置 小流量机组增加装机容量。

5.0.3对于生态流量有水能开发利用价值的小型水电站，可设置

5.0.4具备下列情况之一时，应研究预留机组或增大装机容量的

1上游规划或在建有调节性能较好的水库； 2本工程有可能增加坝高和有效库容； 3本电站有较强的调节能力，远期有可能担负更多的尖峰 负荷。 5.0.5梯级水电站装机容量选择时，应协调上下梯级电站引用 流量。

负荷。 5.0.5梯级水电站装机容量选择时，应协调上下梯级电站引用 流量。

5.0.6装机容量宜与水轮发电机组机型同时选择。机型

单机容量应考虑电站的出力、水头变化特性、枢纽布置及电力系统 的运行要求等因素，通过综合分析比较选择。电站机组台数不宜 少于2台。

5.0.7选定电站装机容量后，应结合系统电力电量平衡

算分析电站的有效电量。对于占系统比重不大的水电站，无法确 定其有效电量时，可采用有效电量系数折算有效电量，应符合现行

5.0.8电站增容改造应综合考虑水工建筑物现状及改造的可行 性、机组特性、河流生态流量、水资源利用情况、发电年利用小时 数，与上下梯级电站发电引用流量的协调等因素，合理确定增容 规模。

6.0.1水电站的正常蓄水位、汛期排沙运用水位、汛期限制水位、 死水位和输水系统规模等特征值的选择均应通过技术经济比较综 合分析确定。水轮机额定水头应根据电站开发方式、机组机型特 性等选择，

6.0.2方案比较时应使各方案的效益和费用具有可比基础，应同

0.Z 程度满足各综合利用部门的要求。当满足程度不同时，宜 应的替代或补偿措施

6.0.3方案比较应采用差额投资内部收益率法进行，若差额投资

内部收益率公IRR大于或等于社会折现率或财务基准收益率，原 则上应选投资较大的方案，否则应选投资较小的方案。计算应符 合现行行业标准《小水电建设项目经济评价规程》SL16的有关 规定。

6.0.4发电效益计算应按电力市场要求确定计算方案。对实行

1分析水资源综合利用效益、促进农村经济社会发展、改善 生态环境等方面的社会、环境效益； 2分析提高防洪抗旱能力、减少山洪和地质灾害、改善灌溉 和供水条件、带动乡村道路和输配电线路等公共基础设施建设、促 进农民增收的作用； 3分析防治水土流失、保护森林植被、减少温室效应和污染 物排放等方面的作用； 4增容改造的小型水电站还应提出改造后消除电站安全隐 惠、保障工程安全和公共安全等方面的作用

1对于以防洪、灌溉等社会效益为主的小型水电站，应从国 民经济角度分析计算可比性投资和效益，按社会折现率要求选择 较优方案； 2对于以发电效益为主的小型水电站，可从项目财务评价的 角度计算分析可比性投资和效益，按财务基准收益率要求选择较 优方案； 3对于增容改造的小型水电站，应根据改造费用以及改造 前、后的差额发电效益，结合增容改造后的社会、环境效益选择较 优方案。

6.0.6水库正常蓄水位和汛期限制水位的选择除应比较名

发电及其他部门对水库没、泥沙冲淤、枢纽布置及水轮机 件等方面的影响，通过不同方案的效益和费用比较综合分析

证出力、发电量）外，还应考虑泥沙冲淤、水轮机工况要求对送 高程的制约及其他部门对水位、流量的要求等，经综合分析比 确定。

6.0.9日（周）调节库容应

日调节后满足系统日负荷要求所需要的库容确定，安全系 用 1. 1~1. 2。

6.0.10车 输水系统规模选择应根据装机容量及电站的运行方式， 并结合地形地质条件，通过不同方案的效益和费用综合分析比较 确定

附录A梯级水库电站群水能计算

附录A梯级水库电站群水能计算

A.0.1以发电为主的梯级水库电站群的水能计算应采用“自上 而下”的顺序，并符合下列规定： 1梯级水库电站群的径流调节计算应从最上游一级的“龙 头”水库开始，根据水电站的最大过水能力，上游来水量过程线、非 发电用水过程及兴利库容等资料，采用与单个水库电站相同的方 法进行调节计算，以求得水库蓄水过程线、发电流量过程线及下池 流量过程线，具体计算中可采用等流量、等出力法进行调节计算： 2“龙头水库电站以下的各梯级径流调节计算应先从上 级下泄流量过程加区间来水过程，得到经上游梯级水库调节后本 第级上游来水过程，再根据本梯级的特征参数按单一水库电站的 方法进行径流调节计算； 3在每一梯级蓄水量过程线及发电流量过程线求得的基础 上，根据各梯级水头变化情况，应用长系列或典型年操作计算各梯 级水电站出力过程线和出力频率曲线，将各电站同频率点的出力 相加，即可求得梯级电站群的出力保证率曲线以及保证出力和多 年平均年发电量等指标。

1根据梯级水库群各梯级的调节能力、供水要求，将水库群 划分为补偿水库和被补偿水库，并逐段进行补偿调节计算； 2当被补偿水库的上游来水经调节后的供水过程不能满足 要求时，可按系统要求的供水过程线减去区间入流过程线，即得应 由上一级补偿水库供给的放水流量过程线，此放水流量过程线与 本梯级上游来水流量过程线的差值，即为补偿水库的调蓄流量过 程线：

3当各补偿水库及被补偿水库的放水流量过程线确定后即 可根据各梯级水头变化情况，求得各梯级的出力过程线及有关水 能指标； 4若上游补偿水库距下游被补偿水库电站距离较远或被补 偿水库电站担任变动负荷，应考虑两梯级之间的流程以及河槽槽 蓄作用的影响

A.0.3梯级上游“龙头”水库调节效益可由考虑上游“龙头”水

附录B无调节或日调节水电站水能计算

B.1.1无调节或日调节水电站水能计算应以长系列日平均流量 水文资料为基础进行，5MW及以下的小型水电站也可采用以丰 水年、平水年，枯水年3个代表年的日平均流量系列资料代替多年 日平均流量系列进行计算。缺之实测资料地区的小型水电站可引 用邻近流域实测资料或经审查的水文图表资料，分析选取丰水年、 平水年和枯水年3个或3个以上代表年的系列资料。 B.1.2无调节或日调节水电站水能计算时，可将所采用的径流 资料从小到大排队划分为若干流量等级，并计算各流量等级出现

平水年和枯水年3个或3个以上代表年的系列资料。 B.1.2无调节或日调节水电站水能计算时，可将所采用的径流 资料从小到大排队划分为若干流量等级，并计算各流量等级出现 的次数，无调节或日调节水电站历年日平均流量出现次数统计表 可按表B.1.2进行制订

B.1.2无调节或日调节水电站水能计算时，可将所采用的径流

注：本表统计的年数应根据实际占有的资料情况确定，但至少应包括丰水全 年、枯水年3年。

3无调节或日调节水电站列表法水能计算方法应按表B.1. 。应根据表B.1.3的成果绘制出力频率或出力历时曲线，并 其水能指标

表 B, 1. 3 无调节或日调节水电站水能指标计算表

（2）栏Q，在表中自上而下，按数值由小至

B.2.1根据本地日负荷图中峰荷运行时间，按多发峰电和维持 高水位运行的原则，对径流进行日内24h调节计算，日内小时来水 流量可取日平均流量。

水库上游水位取正常蓄水位，直接进行水能指标计算

B.2.3当谷荷时段不发电且不能蓄满水库时，则可在谷荷全时

B.2.3当谷荷时段不发电且不能蓄满水库时，则可在谷荷全时

段和峰荷初时段不发电，直至蓄满后，在剩余峰荷时段内将时段总 来水量与调节库容之和平均用于发电。 B.2.4当谷荷时段不发电可以蓄满水库并有多余水量时，可在 谷荷初时段不发电，先行蓄水至库满后，在谷荷后时段按入库流量 满水位发电，峰荷全时段将时段总来水量与调节库容之和平均用 于发电。

和峰荷初时段不发电，直至蓄满后，在剩余峰荷时段内将时 水量与调节库容之和平均用于发电。

荷初时段不发电，先行蓄水至库满后，在谷荷后时段按入库济 水位发电，峰荷全时段将时段总来水量与调节库容之和平均 发电。

2.5当谷荷时段不发电可以蓄满水库并有多余水量，且

库容和来水可满足峰荷时段机组满发水量开有弃水时，为避免峰 荷时段弃水，可在谷荷初时段不发电，先行蓄水至库满后，在谷荷 后时段按入库水量与峰荷时段弃水量之和发电，峰荷全时段将时 段总来水量与调节库容之和扣减弃水后平均用于发电。

C.0.1年、李调节水库水能计算可采用等出力调节计算或等流 量调节计算。 C.0.2等出力调节计算应符合下列规定：等出力调节计算一般 应利用计算机采用试算法进行，应先假定保证出力，进行逐时段已 知出力（假定的保证出力）的发电调节流量试算。若在某时段水位 高于正常蓄水位出现弃水（或水位低于死水位，出现破坏）时，则应 加大（或减小）发电调节流量，计算相应的出力。全系列调节计算 完成后，如果出力破坏情况符合保证率要求，则所假设的出力为所 求的保证出力，否则应再重新假定试算，直到符合为止。等出力调 节计算得到的电站保证出力、多年平均年发电量等水能指标，年调 节能力以上水库必要时应按调度图调节进行校核。 C.0.3当已知水电站按负荷图工作的出力变化过程、其他用水部门 用水量及水库特征水位（正常蓄水位或死水位）要求确定所需兴利库 容及水库蓄泄过程时，或者已知兴利库容，要求计算水库蓄泄过程和 出力保证程度时，可通过下列公式联立求解用试算法列表计算，年调 节水库已知电站出力时水能计算表可按表C.0.3进行制订。

式中：N 水电站出力（kW）； A 电站综合出力系数； Qp 水电站引用流量（m/s）； Z. 上游平均水位（m）； Z. 下游平均水位（m）；

1为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求产格程度不 司的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的： 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”； 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的： 正面词采用“应”，反面词采用不应”或“不得”； 3）表示充许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”； 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合· 的规定”或“应按…执行”

《小水电建设项目经济评价规程》SL16

中华人民共和国国家标准

小型水电站水能设计标准

《小型水电站水能设计标准》GB/T51372一2019，经住房和城 乡建设部2019年5月24日以第130号公告批准发布。 本标准编制过程中，编制组进行了我国小水电水能资源开发 水能设计的调查研究，总结了现行行业标准《小水电水能设计规 程》SL76在我国小水电水能资源开发水能设计中的实践经验，同 时参考了多个相关标准。 为便于厂大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本 标准时能正确理解和执行条文规定，《小型水电站水能设计标准》 编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明，对条文规定的 自的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条 文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解 和把握标准规定的参考

总 则 31 水能计算 (33 负荷预测及电力电量平衡 （35 水能特征值选择 （36） 附录C年、季调节水库电站水能计算 （38）

1.0.1我国小水电资源十分丰富，可开发量约1.3亿kW，居世 界首位。同时，小水电资源广泛分布于长江上中游、黄河上中游和 珠江上游的退耕还林区天然林保护区、自然保护区和水土流失重 点防治区的1600多个县，超过2/3的国土面积。到2012年底，小 型水电站已建成45000余座，装机超过6500方kW。小水电水能 资源的开发利用，对解决我国农村无电缺电问题、推动农社会经 济发展、优化能源结构、减排温室气体、保障应急供电等发挥了重 要作用。 由于小水电装机规模差别较天，文天多分布于广天农村地区 的小流域，设计技术条件、水文条件等也有其自身特点，因此，小型 水电站对水能设计的要求不能雷同于大中型水电站水能设计所要 求的内容和方法。为了使小型水电站水能设计规范化、正规化，满 足设计部门和管理部门的需要，特制订本标准

1.0.4小型水电站水能设计一般应在河流规划确定各枢纽位置、

开发要求的基础上进行。应根据河流规划所确定的目标、准则，综 合各部门的要求，进行具体水能参数的计算，提供工程规模如装机 容量，水能参数如保证出力、多年平均年发电量、水库正常蓄水位、 死水位等指标

1.0.5本条强调了小型水电站水能设计中所应收集和分析的基

（1）当地自然、社会、经济方面的资料，用以说明社会经济 发展情况以及自然资源、水利建设、工农业生产布局等方面的 情况； （2）电网结构、电力系统发展规模，电网主要接线及分布、季节

性电能利用以及自前存在的问题等电网资料。用电量、用电负荷、 需电量预测、电力负荷预测等电力电量资料： （3）其他有关的资料收集应满足精度、广度方面的要求

年发电量和特征水头等指标。特征水头主要包括： （1）最大工作水头：一般为正常蓄水位和保证出力时相应的下 游尾水位之差。若电站担负日调节任务，应选取日调节中最小出 力计算下游尾水位；若水库下游有防洪任务，应用防洪调度过程中 可能出现的最大水头校核，取较大值为最大工作水头。最大工作 水头计算可不考虑输水水头损失，对于引水式电站可按遭遇小流 量的工况计算输水水头，留有余地确定。 （2）最小工作水头：一般为死水位和电站最大过水能力相应的 下游尾水位之差，并按遭遇大流量的工况扣除输水水头损失。对 低水头电站，应研究洪水期可能出现的最小水头。选择水轮机时 应考虑这时机组仍能够工作。 （3）算术平均水头：长系列计算成果中各计算时段平均水头的 算术平均值。 （4）加权平均水头：取长系列计算成果中各计算时段平均水头 与平均出力乘积之和与各计算时段平均出力之和的比值。 3.0.3对引水式开发或在考虑跨流域引水时，应对被引水流域生 活、生产、生态所带来的不利影响做充分论证。 3.0.4梯级水电站水能计算应按照自上而下”顺序进行。在具 本计算中充分考虑各梯级之间的流量关系影响，包括区间来水、上 下游水库补偿调节作用等：流程影响如河道的槽蓄作用等；水位关 系如上下游水库电站在各种运行方式情况下的水位衔接影响等。 3.0.5水电站设计保证率是指水电站正常发电的保证程度，用水

3.0.3对引水式开发或在考虑跨流域引水时，应对被引水

电站正常发电时段数与计时总时段数百分比的百分率表示。时段

长短可根据水库调节性能和设计需要，按年、月、旬、日分别选用。 小型水电站的设计保证率产格地讲应根据电站占当地地方电力系 统的比重，系统中有调节能力的水电站所占比重等因素进行选择 为简化保证率选择，本条规定小型水电站的设计保证率应根据电 力系统中水电容量比重选择。具体选择中，容量较大的水电站因 其在电网中处于骨十地位宜取较高的设计保证率。容量较小的水 电站可视情况充许取较小的设计保证率

3.0.6由于日调节水电站只将一日之内的来水量进行分

是一种广义上的无调节电站，敌按无调节电站的水能计算方 行计算，在具体计算时对于日调节电站应考虑水头变化的影 虑到水电站调峰的作用和效益，对日调节水电站增加了以时 算时段的水能计算方法，以供设计时选用

3.0.8本条是对年、季调节水电站水能计算的规定，多年调节性

（1）年调节性能水电站水能计算采用等出力（固定出力）或等 流量调节计算办法，具体采用何种办法应根据电站实际调节情况 确定。一般情况下，利用长系列来水过程进行长系列操作计算，对 于资料缺乏或5MW以下的小型水电站，可用丰水年、平水年、枯 水年3个代表年的来水过程进行操作计算，以确定其水能指标。 （2）对于按长系列供水期出力排频求取保证出力，不同调节性 能的水电站，其供水期也不同，年（季）调节水电站，其供水期为数 月（旬），对于多年调节水电站，其供水期为枯水年组

4负荷预测及电力电量平衡

4.0.2负荷预测可根据收集到的电力部门负荷预测资料和已有 预测成果分析采用，从而大大地简化了小水电水能计算负荷预测 工作量。负荷预测应收集设计水平年的负荷和用电量水平，并用 一些特征指标表示。

6.0.1水能设计中的水能特征值应在各方案费用和效益比较的 基础上综合选定。 其中，水轮机额定水头初选时可根据电站开发方式选择： （1）引水式电站：可按水电站加权平均水头的90%~95%选 取。因为引水式电站主要利用引水隧洞集中河段落差，一般引水 遂洞较长，开挖洞径较小，很多情况下开挖控洞径由施工技术条件决 定，往往开发规模不大的小型水电站的机械化水平普遍较低，作业 面开挖比较粗糙，糙率比较天，施工后的引水隧洞水力损失一般比 原设计大，为避免出现电站装机长时间受阻，额定水头选择时应适 当留有余地。 （2）河床式电站：可先按水电站加权平均水头的90%初拟，然 后结合水电站汛期水头排频成果以及满足所有机组满发要求的上 游最低库水位条件进行综合分析选用。当水库消落深度不大时， 原则上水库处于死水位时，应能满足所有机组满发要求，这样考虑 般能满足汛期机组满发所需的一定保证率要求。 （3）坝后式电站：可按水电站加权平均水头的90%~95%初 步确定后，结合设计枯水年水库运行水位变化情况综合分析确定。 5.0.2本条强调方案比较中的费用和效益都应具备相同的可比

0.2本条强调方案比较中的费用和效益都应具备相同的

础。不同方案在综合利用各部门和电力系统需求方面，若清 程度有差别时，应采取替代或补偿措施使各比较方案在效益 致，这样在比较时仅需比较费用差别，并以最小费用准则选 择。

量差额现值之和等于零的折现率，其表送式见下式：