電力系統(tǒng)的負(fù)荷

電力系統(tǒng)的負(fù)荷

電力系統(tǒng)中全部用電設(shè)施消耗的功率稱為電力系統(tǒng)的負(fù)荷。其中把電能轉(zhuǎn)換為其他能

量形式（如機(jī)械能、光能、熱能等），并在用電設(shè)施中真實(shí)消耗掉的功率稱為有功負(fù)荷。電

動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵、機(jī)床和軋鋼設(shè)施等機(jī)械，完成電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能還要消耗無(wú)功。例

如，異步電動(dòng)機(jī)要帶動(dòng)機(jī)械，需要在其定子中產(chǎn)生磁場(chǎng)，通過(guò)電磁感應(yīng)在其轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出

電流，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。這種為產(chǎn)生磁場(chǎng)所消耗的功率稱為無(wú)功功率。變

壓器要變換電壓，也需要在其一次繞組中產(chǎn)生磁場(chǎng)，才能在二次繞組中感應(yīng)出電壓,同樣

要消耗無(wú)功功率。因此,沒(méi)有無(wú)功，電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)不動(dòng)，變壓器也不能轉(zhuǎn)換電壓。無(wú)功功率

和有功功率同樣重要，只是由于無(wú)功完成的是電磁能量的相互轉(zhuǎn)換，不直接作功，才稱為

"無(wú)功”的。電力系統(tǒng)負(fù)荷包括有功功率和無(wú)功功率，其全部功率稱為視在功率，等于電

壓和電流的乘積（單位千伏安\有功功率與視在功率的比值稱為功率因數(shù)。電動(dòng)機(jī)在額定

負(fù)荷下的功率因數(shù)為0.8左右，負(fù)荷越小，其值越低；一般白熾燈和電熱爐，不消耗無(wú)

功，功率因數(shù)等于1。

電力系統(tǒng)負(fù)荷隨時(shí)間而不斷變化，具有隨機(jī)性，其變化狀況用負(fù)荷曲線來(lái)表示。通常

有日負(fù)荷曲線、月負(fù)荷曲線（國(guó)外多用周負(fù)荷曲線、年負(fù)荷曲線。圖7—2所示為年、日

負(fù)荷曲線圖。年負(fù)荷曲線表示的是每月的最高負(fù)荷值。日負(fù)荷曲線是將電力系統(tǒng)每日24h

的負(fù)荷繪制成的曲線。日負(fù)荷曲線中負(fù)荷曲線的最高點(diǎn)為日最大負(fù)荷（又稱為高峰負(fù)荷）,

負(fù)荷曲線的最低點(diǎn)為最小負(fù)荷（又稱為低谷負(fù)荷）,它們是一天內(nèi)負(fù)荷變化的兩個(gè)極限值，

高峰負(fù)荷與低谷負(fù)荷之差稱為峰谷差。峰谷差越大，電力調(diào)峰的難度也就越大。依據(jù)負(fù)荷

曲線可求出日平均負(fù)荷。日平均負(fù)荷與最高負(fù)荷的百分比值，稱為負(fù)荷率。負(fù)荷率高，則

設(shè)施采用率高。最小負(fù)荷水平線以下部分稱為基荷；平均負(fù)荷水平線以上的部分為峰荷；

最小負(fù)荷與平均負(fù)荷之間的部分稱為腰荷。為了滿意系統(tǒng)負(fù)荷的需要，應(yīng)進(jìn)行負(fù)荷猜測(cè)工

作，繪制不同用途的負(fù)荷曲線。

二、電力系統(tǒng)互聯(lián)

電力系統(tǒng)互聯(lián)可以獲得顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。它的主要作用和優(yōu)越性有以下幾個(gè)方面:

(1)更經(jīng)濟(jì)合理開(kāi)發(fā)一次能源，實(shí)現(xiàn)水、火電資源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

各地區(qū)的能源資源分右不盡相同，能源資源和負(fù)荷分布也不盡平衡.電力系統(tǒng)互聯(lián)，

可以在煤炭豐富的礦口建設(shè)大型火電廠向能源缺乏的地區(qū)送電，可以建設(shè)具有調(diào)整力量的

大型水電廠，以充分采用水力資源。這樣既可解決能源和負(fù)荷分布的不平衡性，又可充分

發(fā)揮水電和火電在電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)。

(2)降低系統(tǒng)總的負(fù)荷峰值，削減總的裝機(jī)容量。由于各電力系統(tǒng)的用電構(gòu)成負(fù)荷特

性、電力消費(fèi)習(xí)慣性的不同，以及地區(qū)間存在著時(shí)間差和季節(jié)差，因此，各個(gè)系統(tǒng)的年和

日負(fù)荷曲線不同，消失高峰負(fù)荷不在同時(shí)發(fā)生。而整個(gè)互聯(lián)系統(tǒng)的日最高負(fù)荷和季節(jié)最高

負(fù)荷不是各個(gè)系統(tǒng)高峰負(fù)荷的線性相加，結(jié)果使整個(gè)系統(tǒng)的最高負(fù)荷比各系統(tǒng)的最高負(fù)荷

之和要低,峰谷差也要削減。電力系統(tǒng)互聯(lián)有顯著的錯(cuò)峰效益，可削減各系統(tǒng)的總裝機(jī)容

G)削減備用容量。各發(fā)電廠的機(jī)組可以按地區(qū)輪番檢修，錯(cuò)開(kāi)檢修時(shí)間。通過(guò)電力系

統(tǒng)互聯(lián)，各個(gè)電網(wǎng)相互支援，可削減檢修備用。各電力系統(tǒng)發(fā)生故障或事故時(shí)，電力系統(tǒng)

之間可以通過(guò)聯(lián)絡(luò)線相互緊急支援，避開(kāi)大的停電事故，提高了各系統(tǒng)的平安牢靠性，又

可削減事故備用?？傊上鳒p整個(gè)系統(tǒng)的備用容量和各系統(tǒng)裝機(jī)容量。

(4)提高供電牢靠性。由于系統(tǒng)容量加大，個(gè)別環(huán)節(jié)故障對(duì)系統(tǒng)的影響較小，而多個(gè)環(huán)

節(jié)同時(shí)發(fā)生故障的概率相對(duì)較小，因此能提高供電牢靠性.但是，個(gè)別環(huán)節(jié)發(fā)生故障，假

如不準(zhǔn)時(shí)消退，就有可能擴(kuò)人，波及相鄰的系統(tǒng)，嚴(yán)峻狀況下會(huì)導(dǎo)致人面積停電。因此，

互聯(lián)電力系統(tǒng)要形成合理的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平，以保證電力系統(tǒng)互聯(lián)高

牢靠性的實(shí)現(xiàn)。

(5)提高電能質(zhì)量。電力系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)會(huì)引起頻率變化。由于電力系統(tǒng)容量增大，供電

范圍擴(kuò)大，總的負(fù)荷波動(dòng)匕各地區(qū)的負(fù)荷波動(dòng)之和要小，因此，引起系統(tǒng)頻率的變化也相

對(duì)要小。同樣，沖擊負(fù)荷引起的頻率變化也要小。

(6)提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。各個(gè)電力系統(tǒng)的供電成本不相同，在資源豐富地區(qū)建設(shè)發(fā)電廠,

其發(fā)電成本較低。實(shí)現(xiàn)互聯(lián)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，可獲得補(bǔ)充的經(jīng)濟(jì)效益。

電力系統(tǒng)互聯(lián)，由于聯(lián)系增加也帶來(lái)了新問(wèn)題。如故障會(huì)波及相鄰系統(tǒng)，假如處理不

當(dāng),嚴(yán)峻狀況下會(huì)導(dǎo)致大面積停電；系統(tǒng)短路容量可能增加，導(dǎo)致要增加斷路器等設(shè)施容

量；需要進(jìn)行聯(lián)絡(luò)線功率掌握等。這些都要求討論和實(shí)行相應(yīng)技術(shù)措施，提高自動(dòng)化水平,

才能充分發(fā)揮互聯(lián)電力系統(tǒng)的作用和優(yōu)越性。

由于進(jìn)展電力系統(tǒng)互聯(lián)能帶來(lái)顯著的效益,相鄰地區(qū)甚至相鄰我國(guó)電力系統(tǒng)互聯(lián)是電

力工業(yè)進(jìn)展的一個(gè)趨勢(shì)。婦日本9個(gè)電力系統(tǒng)形成了互聯(lián)電力系統(tǒng)。美國(guó)形成了全國(guó)互聯(lián)

電力系統(tǒng)，并且與加拿大電網(wǎng)連接。西歐各國(guó)除各自形成全國(guó)電力系統(tǒng)外，互聯(lián)形成了西

歐的國(guó)際互聯(lián)電力系統(tǒng)，并正在通過(guò)直流背靠背與東歐我國(guó)電力系統(tǒng)相連。埃及能源部長(zhǎng)

在1994年巴黎國(guó)際大電網(wǎng)年會(huì)開(kāi)幕式上還提出了非洲、歐洲和阿拉伯地區(qū)實(shí)現(xiàn)跨洲聯(lián)網(wǎng)

的設(shè)想，得到與會(huì)者重視。我們我國(guó)已形成東北、華北、華東、華中、西北和南方聯(lián)營(yíng)等

6大跨省(區(qū))電力系統(tǒng)，其中華東和華中電網(wǎng)通過(guò)葛一上士500kV直流輸電線實(shí)現(xiàn)了跨

大區(qū)電網(wǎng)的互聯(lián)。世界最大的水電站—