電力負(fù)荷特性和計(jì)算分析

1、2021/8/61第六章 電力負(fù)荷特性和計(jì)算分析2021/8/62第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線與特性分析負(fù)荷曲線與特性分析w一、電力系統(tǒng)負(fù)荷的構(gòu)成電力系統(tǒng)負(fù)荷的構(gòu)成w 電力系統(tǒng)的總負(fù)荷就是系統(tǒng)中千萬(wàn)個(gè)用電設(shè)備消費(fèi)功率的總和。它們大致分為異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、電熱電爐、整流設(shè)備、照明設(shè)備等幾大類。w 不同行業(yè)中，這些用電設(shè)備占的比重也不同。表61所示是幾種工業(yè)部門(mén)用電設(shè)備比重的統(tǒng)計(jì)。w 將各工業(yè)部門(mén)消費(fèi)的功率與農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸和市政生活消費(fèi)的功率相加就可得到電力系統(tǒng)的綜合用電負(fù)荷。綜合用電負(fù)荷加網(wǎng)絡(luò)中損耗的功率為系統(tǒng)中各發(fā)電廠應(yīng)供出的功率，因而稱作電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷。供電負(fù)荷再加各發(fā)電廠本身消費(fèi)的功率

2、廠用電，為系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)應(yīng)發(fā)出的功率，稱作電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷。2021/8/63第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線與特性分析負(fù)荷曲線與特性分析表61 幾種工業(yè)部門(mén)用電設(shè)備比重的統(tǒng)計(jì) 注 （1）比重按功率計(jì)。 （2）照明設(shè)備的比重很小，未統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。2021/8/64第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線與特性分析負(fù)荷曲線與特性分析w二、用電設(shè)備的工作制二、用電設(shè)備的工作制w 我國(guó)低壓電器行業(yè)采用了IEC341規(guī)定的八種工作制中的三種，即長(zhǎng)期連續(xù)工作制S1、短時(shí)工作制S2和斷續(xù)周期工作制S3。w（1）長(zhǎng)期工作制S1 在恒定負(fù)載（如額定功率）下連續(xù)運(yùn)行相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，可以使設(shè)備達(dá)到熱平衡的工作條件。這類工作制的用電設(shè)備長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行

3、，負(fù)荷比較穩(wěn)定，如通風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)、電爐和照明等。 2021/8/65第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線與特性分析負(fù)荷曲線與特性分析w（2）短時(shí)工作制S2 設(shè)備在額定工作電流恒定的一個(gè)工作周期內(nèi)不會(huì)達(dá)到允許溫升，而在兩個(gè)工作周期之間的間歇又很長(zhǎng)，能使設(shè)備冷卻到環(huán)境溫度值。如金屬切削機(jī)床用的輔助機(jī)械（橫梁升降、刀架快速移動(dòng)裝置等）、水閘用電機(jī)等，這類設(shè)備的數(shù)量很少。w（3）斷續(xù)周期工作制S3 這類工作制的用電設(shè)備周期性的工作、停歇，反復(fù)運(yùn)行，而且工作和停歇的時(shí)間都很短，周期一般不超過(guò)10min，使設(shè)備既不能在一個(gè)工作時(shí)間內(nèi)升溫到額定值，也不能在一個(gè)停歇時(shí)間內(nèi)冷卻到環(huán)境溫度，如電焊機(jī)和電梯電動(dòng)機(jī)等設(shè)備

4、。斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備可用“負(fù)荷持續(xù)率”（又稱暫載率）來(lái)表征其工作性質(zhì)。2021/8/66第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線與特性分析負(fù)荷曲線與特性分析 負(fù)荷持續(xù)率為一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比值，用 表示Tttttggg0式中 T工作周期； tg工作周期內(nèi)的工作時(shí)間； t0工作周期內(nèi)的停歇時(shí)間。2021/8/67第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線與特性分析負(fù)荷曲線與特性分析w三、負(fù)荷曲線三、負(fù)荷曲線w 負(fù)荷曲線是指在某一時(shí)間段內(nèi)描繪負(fù)荷隨時(shí)間的推移而變化的曲線。w 按負(fù)荷性質(zhì)可繪制有功和無(wú)功的負(fù)荷曲線；按負(fù)荷持續(xù)時(shí)間可繪制日、月和年的負(fù)荷曲線；按負(fù)荷在電力系統(tǒng)內(nèi)的地點(diǎn)可繪制個(gè)別用戶、電力線路、變電所

5、、發(fā)電廠乃至整個(gè)地區(qū)、整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷曲線。將這幾方面負(fù)荷曲線綜合在一起就可表明負(fù)荷曲線發(fā)與供的全部特性。w 有的負(fù)荷曲線是按一定時(shí)間為間隔繪制出來(lái)的。但是逐點(diǎn)描繪的負(fù)荷曲線為依次連續(xù)的折線，不適于實(shí)際應(yīng)用。為了計(jì)算簡(jiǎn)單起見(jiàn)，往往將逐點(diǎn)描繪的負(fù)荷曲線用等效的階梯曲線來(lái)代替 。2021/8/68第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線與特性分析負(fù)荷曲線與特性分析w 有功功率負(fù)荷曲線對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行十分有用，電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)主要是建立在預(yù)測(cè)的有功負(fù)荷曲線的基礎(chǔ)之上的。以下介紹幾種典型的負(fù)荷曲線。w（一）日負(fù)荷曲線 日負(fù)荷曲線表示一天24h內(nèi)負(fù)荷變化的情況，如圖61所示，此曲線可用于決定系統(tǒng)的日發(fā)電量。2021/8/

6、69第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線與特性分析負(fù)荷曲線與特性分析2021/8/610第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線與特性分析負(fù)荷曲線與特性分析w（二）年最大負(fù)荷曲線w 可根據(jù)典型日負(fù)荷曲線間接制成，表示從年初到年終的整個(gè)1年內(nèi)的逐月（或逐日）綜合最大負(fù)荷的變化情形，如圖62所示。w（三）年負(fù)荷持續(xù)曲線w 年負(fù)荷持續(xù)曲線是不分日月先后的界限，只按全年的負(fù)荷變化，根據(jù)各個(gè)不同的負(fù)荷值在一年中的累計(jì)持續(xù)時(shí)間而重新排列組成的，即反映了工廠全年負(fù)荷變動(dòng)與負(fù)荷持續(xù)時(shí)間的關(guān)系,如圖63所示。2021/8/611第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線與特性分析負(fù)荷曲線與特性分析圖62 年最大負(fù)荷曲線2021/8/612第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線與

7、特性分析負(fù)荷曲線與特性分析圖63 年負(fù)荷持續(xù)曲線2021/8/613第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線與特性分析負(fù)荷曲線與特性分析w四、負(fù)荷曲線的特征指標(biāo)分析四、負(fù)荷曲線的特征指標(biāo)分析w 分析負(fù)荷曲線可以了解負(fù)荷變動(dòng)的規(guī)律。從工廠來(lái)說(shuō)，可以合理地、有計(jì)劃地安排車(chē)間、班次或大容量設(shè)備的用電時(shí)間，從而降低負(fù)荷高峰，填補(bǔ)負(fù)荷低谷，這種“削峰填谷”的辦法可使負(fù)荷曲線比較平坦，調(diào)整負(fù)荷既提高了供電能力，也是節(jié)電的措施之一。w 從負(fù)荷曲線上還可以求得一些有用的參數(shù)。2021/8/614第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線與特性分析負(fù)荷曲線與特性分析w（1）年最大負(fù)荷Pmax，負(fù)荷曲線上的最高點(diǎn)，見(jiàn)圖63。w（2）年最小負(fù)荷Pmin

8、，負(fù)荷曲線上的最低點(diǎn)，見(jiàn)圖63。w（3）全年消耗的電量AY為dtPAY87600 全日消耗的電量AD為dtPAD2402021/8/615第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)荷曲線與特性分析負(fù)荷曲線與特性分析（4）年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax maxmaxPWTw（5）平均負(fù)荷Pav（6）負(fù)荷率，平均負(fù)荷與最大負(fù)荷的比值248760DYavAAP1maxPPav1maxQQav有功負(fù)荷率無(wú)功負(fù)荷率2021/8/616第二節(jié)第二節(jié) 負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法w 所謂計(jì)算負(fù)荷，就是在已知用電設(shè)備性質(zhì)、容量等條件的情況下，按照一定的方法和規(guī)律，通過(guò)計(jì)算確定的電力負(fù)荷。它包括有功計(jì)算負(fù)荷、無(wú)功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)

9、算電流、尖峰電流等內(nèi)容。w 求計(jì)算負(fù)荷的這項(xiàng)工作稱作為負(fù)荷計(jì)算。 2021/8/617第二節(jié)第二節(jié) 負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法w 根據(jù)長(zhǎng)期觀察所測(cè)得的負(fù)荷曲線可以發(fā)現(xiàn)：對(duì)于同一類型的用電設(shè)備組、同一類型車(chē)間或同一類企業(yè)，其負(fù)荷曲線具有相似的形狀。因此，典型負(fù)荷曲線就可作為負(fù)荷計(jì)算時(shí)各種必要系數(shù)的基本依據(jù)。利用這種系數(shù)，根據(jù)工廠所提供的用電設(shè)備容量、將其變換成電力設(shè)備所需要的假想負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷。w 用此計(jì)算負(fù)荷選擇供電系統(tǒng)中的導(dǎo)線和電纜截面積，確定變壓器容量，為選擇電氣設(shè)備參數(shù)、整定保護(hù)裝置動(dòng)作值以及制定提高功率因素措施等提供了依據(jù)。2021/8/618第二節(jié)第二節(jié) 負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法

10、w一、計(jì)算負(fù)荷的意義一、計(jì)算負(fù)荷的意義w “計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷”是按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備是按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的一個(gè)假定負(fù)荷。的一個(gè)假定負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)需和計(jì)算負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)需和實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。所以根。所以根據(jù)計(jì)算負(fù)荷來(lái)選擇導(dǎo)線及設(shè)備，在實(shí)際運(yùn)行中據(jù)計(jì)算負(fù)荷來(lái)選擇導(dǎo)線及設(shè)備，在實(shí)際運(yùn)行中它們的最高溫升就不會(huì)超過(guò)容許值。它們的最高溫升就不會(huì)超過(guò)容許值。w 通常我們把根據(jù)半小時(shí)（通常我們把根據(jù)半小時(shí)（30min）的平均）的平均負(fù)荷所繪制的負(fù)荷曲線上的負(fù)荷所繪制的負(fù)荷曲線上的“最大負(fù)荷最大負(fù)荷”稱為稱為“計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷”，并作為按發(fā)熱條

11、件選擇電氣設(shè)，并作為按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)。備的依據(jù)。 2021/8/619第二節(jié)第二節(jié) 負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法w二、確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)二、確定計(jì)算負(fù)荷的系數(shù)w 比較、分析大量的負(fù)荷曲線，又可以發(fā)現(xiàn)同一類型的工業(yè)企業(yè)（或同一類型車(chē)間、設(shè)備）的負(fù)荷曲線，均有大致相似的形狀。從中可發(fā)現(xiàn)數(shù)值較相近的系數(shù)。w1、需要系數(shù)Kdw 在設(shè)備額定功率PN已知的條件下，只要實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)出用電設(shè)備組（車(chē)間、全廠）的計(jì)算負(fù)荷Pca，即在典型的用電設(shè)備組負(fù)荷曲線上出現(xiàn)30min的最大負(fù)荷Pmax，就可以求出需要系數(shù)Kd ，定義如下：maxdNPKP負(fù)荷曲線最大有功負(fù)荷設(shè)備容量 2021/8/620第二節(jié)第二節(jié)

12、 負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法2、利用系數(shù)KU 利用系數(shù)可定義為：avuNPKP負(fù)荷曲線平均有功負(fù)荷設(shè)備容量3、同時(shí)系數(shù)miicacaPPPK1miicacaQQQK1有功同時(shí)系數(shù)： 無(wú)功同時(shí)系數(shù)： K2021/8/621第二節(jié)第二節(jié) 負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法4、形狀系數(shù)KZ 形狀系數(shù)可定義為avcazPPK 5、附加系數(shù)Kf 附加系數(shù)可定義為 avmfPPK2021/8/622第三節(jié)第三節(jié) 工廠供電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例工廠供電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w 考慮到在變配電系統(tǒng)中，并不是所有用電設(shè)備都同時(shí)運(yùn)行，即使同時(shí)運(yùn)行的設(shè)備也不一定每臺(tái)都達(dá)到額定容量，因此不能用簡(jiǎn)單地把所有用電設(shè)備的容量相加的方法

13、來(lái)確定計(jì)算負(fù)荷。w一、計(jì)算負(fù)荷的估算法一、計(jì)算負(fù)荷的估算法w 在作設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)或初步設(shè)計(jì)階段，尤其當(dāng)需要進(jìn)行方案比較時(shí)，車(chē)間或企業(yè)的年平均有功功率和無(wú)功功率往往可按下述方法估算。2021/8/623第三節(jié)第三節(jié) 工廠供電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例工廠供電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w（一）單位產(chǎn)品耗電量法 已知企業(yè)的生產(chǎn)量n及每一單位產(chǎn)品電能消耗量W,可先求出企業(yè)年電能需要量Wn。nWWn于是可以求得最大有功功率如下：maxmaxTWPn 式中 Tmax年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 2021/8/624第三節(jié)第三節(jié) 工廠供電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例工廠供電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w（二）車(chē)間生產(chǎn)面積負(fù)荷密度法w 當(dāng)已知車(chē)間生產(chǎn)面

14、積負(fù)荷密度指標(biāo)（單位為kW/m2）時(shí)，車(chē)間的平均負(fù)荷按下式求得 APav式中 A 車(chē)間生產(chǎn)面積。2021/8/625第三節(jié)第三節(jié) 工廠供電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例工廠供電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w二、求計(jì)算負(fù)荷的方法、求計(jì)算負(fù)荷的方法w（一）對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)w 供電線路在30min內(nèi)出現(xiàn)的最大平均負(fù)荷即計(jì)算負(fù)荷為MNNMNcaPPP式中 PNM電動(dòng)機(jī)的額定功率； N電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)荷下的效率。 2021/8/626第三節(jié)第三節(jié) 工廠供電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例工廠供電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w（二）多組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算 多組用電設(shè)備求計(jì)算負(fù)荷的常用方法如下：w 1、需要系數(shù)法 用需要系數(shù)法求計(jì)算負(fù)荷的具體步驟如下： 將用

15、電設(shè)備分組，求出各組用電設(shè)備的總額定容量。 查出各組用電設(shè)備相應(yīng)的需要系數(shù)及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)。111NdcaPKP222NdcaPKP111tancacaPQ222tancacaPQ于是 icacaPPicacaQQ22cacacaQPS 用需要系數(shù)法求車(chē)間或全廠計(jì)算負(fù)荷時(shí)，需要在各級(jí)配電點(diǎn)乘以同期系數(shù)。 2021/8/627第三節(jié)第三節(jié) 工廠供電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例工廠供電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w2、形狀系數(shù)法w 用形狀系數(shù)法求計(jì)算負(fù)荷的具體步驟如下： 將用電設(shè)備分組，求出各用電設(shè)備組的總額定容量。 查出各組用電設(shè)備的利用系數(shù)及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)。111NuavPKP222NuavPKP111tanav

16、avPQ222tanavavPQiavavPPiavavQQ 求負(fù)荷的有效值Pca avavzcaPPKP) 1 . 105. 1 (avavzcaQQKQ) 1 . 105. 1 (22cacacaQPS用第2種方法求計(jì)算負(fù)荷不需要乘以同期系數(shù) 。2021/8/628第四節(jié)第四節(jié) 建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w 在民用建筑設(shè)計(jì)中常用的負(fù)荷計(jì)算方法有負(fù)荷密度法、單位指標(biāo)法、需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法等。民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)負(fù)荷計(jì)算方法的選取原則做了如下規(guī)定：w （1）在方案階段可采用單位指標(biāo)法；在初步設(shè)計(jì)及施工圖階段，宜采用需要系數(shù)法。對(duì)于住宅，在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均可采用

17、單位指標(biāo)法。w （2）用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，各臺(tái)設(shè)備用電容量相差不懸殊時(shí)，宜采用需要系數(shù)法，一般用于干線、配電所的負(fù)荷計(jì)算。w （3）用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少，各臺(tái)設(shè)備用電容量相差懸殊時(shí)，宜采用二項(xiàng)式系數(shù)法，一般用于支干線、配電屏（箱）的負(fù)荷計(jì)算。2021/8/629第四節(jié)第四節(jié) 建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w一、計(jì)算負(fù)荷的估算一、計(jì)算負(fù)荷的估算w 在民用建筑的方案設(shè)計(jì)階段，必須對(duì)建筑內(nèi)電力負(fù)荷進(jìn)行估算，估算的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到建筑的變配電系統(tǒng)總體方案，變壓器臺(tái)數(shù)、容量的選擇，以及配電設(shè)備、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線的選擇等，對(duì)建筑的投資預(yù)算影響很大。目前，我們習(xí)慣使用的負(fù)荷估算方法有負(fù)荷密度法

18、和單位指標(biāo)法。w 1、負(fù)荷密度法w 2、單位指標(biāo)法2021/8/630第四節(jié)第四節(jié) 建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w1、負(fù)荷密度法w 所謂負(fù)荷密度法就是根據(jù)國(guó)家的電力政策、建筑物的性質(zhì)、負(fù)載的性質(zhì)等多方面的因素，使用對(duì)已竣工工程的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)后確定的單位面積功率（負(fù)荷密度）數(shù)據(jù)，對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)荷進(jìn)行估算的一種方法。其估算有功功率Pca的公式為：01000caP SP式中 P0單位面積功率（負(fù)荷密度），W /m2； S建筑面積，m2。2021/8/631第四節(jié)第四節(jié) 建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w 使用負(fù)荷密度法估算的計(jì)算負(fù)荷是否準(zhǔn)確，完全

19、取決于單位面積功率P0的準(zhǔn)確程度。因此，在選擇確定單位面積功率時(shí)，應(yīng)綜合考慮多方面的因素。w （1）建筑物的性質(zhì)w （2）空調(diào)的形式w （3）照明負(fù)荷2021/8/632第四節(jié)第四節(jié) 建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w2、單位指標(biāo)法w 單位指標(biāo)法與負(fù)荷密度法基本相同，是根據(jù)已有的單位用電指標(biāo)來(lái)估算計(jì)算負(fù)荷。其有功計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式為：1000NPPeca式中 Pe單位用電指標(biāo)，如W/戶，W/人，W/床； N單位數(shù)量，如戶數(shù)，人數(shù)，床數(shù)。2021/8/633第四節(jié)第四節(jié) 建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算

20、負(fù)荷w 在工程初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段，一般采用需要系數(shù)法確定照明負(fù)荷和動(dòng)力負(fù)荷。對(duì)于民用建筑采用需要系數(shù)法是簡(jiǎn)單可行的。w 1、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷的公式有功計(jì)算負(fù)荷NdcaPKP無(wú)功計(jì)算負(fù)荷tancacaPQ視在功率計(jì)算負(fù)荷22cacacaQPS計(jì)算電流NcacaUSI32021/8/634第四節(jié)第四節(jié) 建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w式中 Kd 需要系數(shù)；w PN 用電設(shè)備組的設(shè)備容量總和，kW；w tan該用電設(shè)備組功率因數(shù)角的正切值；w UN 額定線電壓，kV 。2021/8/635第四節(jié)第四節(jié) 建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w2、三相

21、用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定w（1）用電設(shè)備分組w 不同性質(zhì)的用電設(shè)備，其功率因數(shù)、需要系數(shù)可能是不同的。因此在使用需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)將配電干線范圍內(nèi)的用電設(shè)備按類型統(tǒng)一分組，并取用不同的需要系數(shù)，再根據(jù)各組用電設(shè)備的功率因數(shù)，對(duì)各組的計(jì)算負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。w 在使用需要系數(shù)法分組求計(jì)算負(fù)荷時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)有的設(shè)備組設(shè)備臺(tái)數(shù)很少，這種情況下如不做一些特殊的考慮，仍簡(jiǎn)單地選用需要系數(shù)，可能會(huì)造成計(jì)算結(jié)果偏小，從而設(shè)計(jì)結(jié)果不合理的問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范做出了相應(yīng)規(guī)定，即對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行分組計(jì)算時(shí)，若該組用電設(shè)備的臺(tái)數(shù)少于等于三臺(tái)時(shí)，計(jì)算負(fù)荷等于其設(shè)備功率的總和，而不再考慮需要系數(shù)；

22、若用電設(shè)備在三臺(tái)以上時(shí)，其計(jì)算負(fù)荷應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定，即要考慮需要系數(shù)。2021/8/636第四節(jié)第四節(jié) 建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w（2）單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的公式為：NdcaPKPtancacaPQ22cacacaQPSNcacaUSI32021/8/637第四節(jié)第四節(jié) 建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w（3）單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定w 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定：“單相負(fù)荷應(yīng)均勻分配到三相上。當(dāng)單相負(fù)荷的總?cè)萘啃∮谟?jì)算范圍內(nèi)三相對(duì)稱負(fù)荷總?cè)萘康?5時(shí)，全部按三相對(duì)稱負(fù)荷計(jì)算；當(dāng)超過(guò)15時(shí)，應(yīng)將單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)

23、荷，再與三相對(duì)稱負(fù)荷相加”。等效三相負(fù)荷可按下列方法計(jì)算：w 1）只有相負(fù)荷時(shí)，等效三相負(fù)荷取最大相負(fù)荷的3倍；w 2）只有線間負(fù)荷時(shí)，單臺(tái)時(shí)等效三相負(fù)荷取線間負(fù)荷的 w 倍；多臺(tái)時(shí)等效三相負(fù)荷取最大線間負(fù)荷的 倍加上次線間最大負(fù)荷的（ ）倍；w 3）既有線間負(fù)荷又有相間負(fù)荷時(shí)，應(yīng)先將線間負(fù)荷換算為相間負(fù)荷，然后各相負(fù)荷分別相加，選取最大相負(fù)荷乘3倍作為等效三相負(fù)荷。33332021/8/638第四節(jié)第四節(jié) 建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例建筑配電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算示例w3、多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定w 確定擁有多組用電設(shè)備的配電干線或低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮各用電設(shè)備組最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)這樣

24、一個(gè)因素，可根據(jù)具體情況，計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)（又叫參差系數(shù)或混合系數(shù)）。 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式如下： niicacaPKP1iniicacaPKQtan122cacacaQPSNcacaUSI3式中 Pcai第i組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷； tani第i組用電設(shè)備功率因數(shù)角的正切值。2021/8/639第五節(jié)第五節(jié) 負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介w 負(fù)荷預(yù)測(cè)是從已知的用電需求出發(fā)，考慮政治、經(jīng)濟(jì)、氣候等相關(guān)因素，對(duì)未來(lái)的用電需求做出的預(yù)測(cè)，包括電力需求預(yù)測(cè)和電能需求預(yù)測(cè)兩部分內(nèi)容。w 對(duì)系統(tǒng)規(guī)劃而言，電力需求預(yù)測(cè)決定發(fā)電、輸電、配電系統(tǒng)新增容量的大?。浑娔茴A(yù)測(cè)決定發(fā)電設(shè)備的類型(如調(diào)峰機(jī)組、基荷機(jī)

25、組等)。w 對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行而言，負(fù)荷預(yù)測(cè)用來(lái)合理安排機(jī)組啟停、檢修、以及確定系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量。w 事實(shí)上，負(fù)荷預(yù)測(cè)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)（EMS）等高級(jí)應(yīng)用軟件中起著非常重要的作用。負(fù)荷預(yù)測(cè)是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作。2021/8/640第五節(jié)第五節(jié) 負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介w一、負(fù)荷及負(fù)荷預(yù)測(cè)的種類、負(fù)荷及負(fù)荷預(yù)測(cè)的種類w 對(duì)負(fù)荷類型的劃分有許多種不同的方法。w 比較常見(jiàn)的是按照全社會(huì)用電情況分為第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)和居民用電4大類；w 按照行業(yè)類別將負(fù)荷細(xì)分為8類，即農(nóng)林牧漁水利業(yè)、工業(yè)、地質(zhì)普查和勘探業(yè)、建筑業(yè)、交通運(yùn)輸郵電通訊業(yè)、商業(yè)飲食物資供銷倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)、居民用電和其它。2021/

26、8/641第五節(jié)第五節(jié) 負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介w負(fù)荷預(yù)測(cè)的種類負(fù)荷預(yù)測(cè)的種類w根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)的周期，可按以下兩種方法進(jìn)行分類：w 一種可分為長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)(數(shù)年數(shù)十年的負(fù)荷預(yù)測(cè))；中期負(fù)荷預(yù)測(cè)(1月1年的負(fù)荷預(yù)測(cè)，用于水庫(kù)調(diào)度、機(jī)組檢修、交換計(jì)劃、燃料計(jì)劃等長(zhǎng)期運(yùn)行計(jì)劃的編制)；短期負(fù)荷預(yù)測(cè)(1日1周的負(fù)荷預(yù)測(cè)，用于編制調(diào)度計(jì)劃)；超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)(未來(lái)1h以內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，其中510s的負(fù)荷預(yù)測(cè)用于質(zhì)量控制；15min的負(fù)荷預(yù)測(cè)，用于安全監(jiān)視；1060min的負(fù)荷預(yù)測(cè)用于預(yù)防控制和緊急狀態(tài)處理)。w 2021/8/642第五節(jié)第五節(jié) 負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介w負(fù)荷預(yù)測(cè)的種類負(fù)荷預(yù)測(cè)的種類w 另一種

27、可分為長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)(20年以上)；年負(fù)荷預(yù)測(cè)；月負(fù)荷預(yù)測(cè)；日負(fù)荷預(yù)測(cè)；周負(fù)荷預(yù)測(cè)；短期負(fù)荷預(yù)測(cè)(1060min)；超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)(510s或15min)。w 按全社會(huì)用電或行業(yè)類別可分為城市民用負(fù)荷預(yù)測(cè)或商業(yè)負(fù)荷預(yù)測(cè)、農(nóng)村負(fù)荷預(yù)測(cè)、工業(yè)負(fù)荷預(yù)測(cè)等。w 按被預(yù)測(cè)負(fù)荷的特性可分為最大負(fù)荷預(yù)測(cè)、最小負(fù)荷預(yù)測(cè)、平均負(fù)荷預(yù)測(cè)、峰谷差預(yù)測(cè)、高峰負(fù)荷平均預(yù)測(cè)、低谷負(fù)荷平均預(yù)測(cè)、母線負(fù)荷預(yù)測(cè)、負(fù)荷率預(yù)測(cè)等。2021/8/643第五節(jié)第五節(jié) 負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介w 做好負(fù)荷預(yù)測(cè)工作首先應(yīng)了解負(fù)荷預(yù)測(cè)的機(jī)理，并掌握負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)。w 負(fù)荷預(yù)測(cè)主要基于可知性原理、可能性原理、連續(xù)性原理、相似性原理、反饋性原

28、理和系統(tǒng)性原理。w 負(fù)荷預(yù)測(cè)具有以下幾個(gè)明顯的特點(diǎn)，即不準(zhǔn)確性或不完全準(zhǔn)確性、條件性、時(shí)間性和同一時(shí)間不同條件下的多方案性。w 顯然，不可能存在某種方法，它在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)、對(duì)任何對(duì)象，都具有普遍的適用性。2021/8/644第五節(jié)第五節(jié) 負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介w二、負(fù)荷預(yù)測(cè)的步驟二、負(fù)荷預(yù)測(cè)的步驟w (1)明確負(fù)荷預(yù)測(cè)的內(nèi)容和要求。w 根據(jù)不同地區(qū)、不同時(shí)期的具體情況，確定合理的預(yù)測(cè)內(nèi)容和預(yù)測(cè)指標(biāo)。 w (2)調(diào)查并搜集資料。w 要盡可能全面、細(xì)致地收集所需要的資料，避免用臆想的數(shù)據(jù)去填補(bǔ)負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型中所缺少的資料。 w (3)基礎(chǔ)資料分析。 w 對(duì)收集的大量信息去偽存真，提高關(guān)鍵

29、數(shù)據(jù)的可信度。 w (4)經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測(cè)。 w 掌握經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力需求的影響。2021/8/645第五節(jié)第五節(jié) 負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介w 一般說(shuō)來(lái)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)必然帶動(dòng)電力需求的增長(zhǎng)。在這方面要重點(diǎn)關(guān)注國(guó)家增加投入、擴(kuò)大內(nèi)需、結(jié)構(gòu)調(diào)整、通貨緊縮、企業(yè)經(jīng)營(yíng)狀況及深化改革等因素。w (5)選取預(yù)測(cè)模型、確定模型的參數(shù)。w (6)負(fù)荷預(yù)測(cè)。 w 用預(yù)測(cè)模型進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，給出“上、中、下”幾個(gè)可能的、較為可靠的預(yù)測(cè)方案。w (7)結(jié)果審核。w 結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果、預(yù)測(cè)精度及可信度作出評(píng)價(jià)，用歷史數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行檢驗(yàn)，并進(jìn)行自適應(yīng)修正。 w (8)準(zhǔn)備滾動(dòng)負(fù)荷預(yù)測(cè)。w 積累資料，為下個(gè)年度的滾動(dòng)負(fù)荷預(yù)測(cè)做好

30、準(zhǔn)備。 2021/8/646第五節(jié)第五節(jié) 負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介w三三 、負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法、負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法w 1、常規(guī)單一的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法：w (1)專家預(yù)測(cè)法w (2)類比法 對(duì)具有相似研究特征的事件進(jìn)行對(duì)比分析和預(yù)測(cè)，如新開(kāi)發(fā)區(qū)的建設(shè)，無(wú)歷史經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，此時(shí)可用類比法預(yù)測(cè)負(fù)荷的發(fā)展。 w (3)主觀概率預(yù)測(cè)法 對(duì)不能做實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)成本太高、無(wú)法接受的方案，請(qǐng)若干專家估計(jì)特定事件發(fā)生的主觀概率，然后綜合得出該事件的概率。 2021/8/647第五節(jié)第五節(jié) 負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介w(4)單耗法 該方法需做大量細(xì)致的調(diào)研工作，對(duì)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)效果較好。w(5)負(fù)荷密度法 已知某地區(qū)的總?cè)丝?總建筑

31、面積或土地面積)，按每人平均用電量(即用電密度)計(jì)算該地區(qū)的年用電量。 w (6)比例系數(shù)增長(zhǎng)法 假定負(fù)荷按過(guò)去比例增長(zhǎng)，預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展。 w (7)彈性系數(shù)法 2021/8/648第五節(jié)第五節(jié) 負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介2、負(fù)荷預(yù)測(cè)的新技術(shù)(1)趨勢(shì)外推預(yù)測(cè)技術(shù) 電力負(fù)荷雖有隨機(jī)、不確定的一面，但卻有明顯的變化和發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)各行業(yè)負(fù)荷變化的規(guī)律，運(yùn)用趨勢(shì)外推技術(shù)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)能夠得到較為理想的結(jié)果。外推法有線性趨勢(shì)預(yù)測(cè)、對(duì)數(shù)趨勢(shì)預(yù)測(cè)、二次曲線趨勢(shì)預(yù)測(cè)、多項(xiàng)式趨勢(shì)預(yù)測(cè)、季節(jié)型預(yù)測(cè)和累計(jì)預(yù)測(cè)等方法。 外推法的優(yōu)點(diǎn)是只需要?dú)v史數(shù)據(jù)、所需的數(shù)據(jù)量較少。缺點(diǎn)是如果負(fù)荷出現(xiàn)變動(dòng)，會(huì)引起較大的誤差。(2)負(fù)荷回歸模型預(yù)測(cè)技術(shù) 根據(jù)以往負(fù)荷的歷史資料，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的回歸分析方法對(duì)變量的觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，確定變量之間的相關(guān)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)荷預(yù)測(cè)的目的?；貧w模型有一元線性回歸、多元線性回歸、非線性回歸等回歸預(yù)測(cè)模型。其中，線性回歸可用于中期負(fù)荷預(yù)測(cè)。2021/8/649第五節(jié)第五節(jié) 負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介負(fù)荷預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介w (3)時(shí)間序列預(yù)測(cè)技術(shù) 實(shí)際問(wèn)題中，多數(shù)預(yù)測(cè)目標(biāo)的觀測(cè)值構(gòu)成的序列表現(xiàn)為廣義平穩(wěn)的隨機(jī)序列或可以轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)的隨機(jī)序列。依據(jù)這一規(guī)律建立和估計(jì)產(chǎn)生實(shí)際序列的隨機(jī)過(guò)程模型，并用它進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)