4.1　额定水头的选择

近年来，大型水轮机组的运行稳定性受到关注，为保证水轮机在高水头工况下的水力稳定性，增加高水头工况下的负荷调节范围，一般的观点趋向于适当提高水轮机额定水头。但中小型水电站不论从水库的调节性能，还是在电力系统中的定位和运行方式，均与大型电站存在很大差异。这就要求在确定水轮机额定水头时，应根据电站的具体情况，进行多方面的分析、比较。具体如下：

（1）电站在电力系统中的定位。过去中小型水电站并入地方电网运行的较多，机组部分负荷运行的机会和时间较多，但近年来，很多地方电网已收归大网调度，由于电网峰谷差很大，调峰电量紧缺，中小型电站并入大网运行后，一般只承担调峰任务。在承担调峰任务时，一些有一定调节能力的中小型电站由于机组容量小，调度灵活，其运行负荷电网一般不作限制，绝大部分运行时间是满负荷运行，部分负荷运行时间不多。但电站利用小时数减少，年发电量也降低。

在这种情况下，如额定水头选择过高，将降低水轮机在低水头情况下的出力水平，增加水轮机的受阻容量。在实际运行时，降低了机组适应电网的运行灵活性，造成电量减少，弃水增加。

（2）水库的调节能力。中小型水电站水库库容较小，水库调节能力不强，一般以季调节水库和日调节水库居多，较易出现低水头运行，且低水头一般出现在枯期，额定水头如选择偏高，水库在汛期弃水增加，而在枯期低水位运行时，水轮机运行工况较差。

（3）水电站工作水头的变化范围。中小型水电站，往往水头变幅较大。其变化不仅仅是由于上游水库水位的变化形成，有时还会因为长引水系统的水力损失和汛期下游高的尾水位而形成。在枯水期和汛期，均有可能出现低水头。

中小型水电站水库调节能力不强，汛期（夏季）水量利用率不高。但目前夏季调峰电量缺口很大，如何在缺乏大型调节水库的情况下，充分利用汛期水量多发季节性电量，是提高调峰水电站效益的重要手段。

因此，如适当降低水轮机额定水头，将减少汛期低水头时水轮机的受阻容量，增发汛期电量。同时，在枯水期，提高电站的运行效率和运行灵活性。

综上所述，对于中小型全调峰电站，一般情况下不宜提高水轮机额定水头。水轮机的额定水头，应根据各种因素综合比较后确定。从一些已建工程的统计分析，一般额定水头按加权平均水头的0.9～0.95倍选取是较合理的。但对于长引水式电站，确定额定水头时还应考虑电站最大负荷运行时引水系统水力损失的因素。