搜索
第一篇用电检查第一章电力负荷及负荷管理学习目的：1、掌握电力负荷的定义及电力负荷的分类；2、掌握负荷曲线的定义及负荷率的计算方法；3、掌握负荷预测的定义及用电负荷预测的方法；4、掌握电力平衡的定义，电力平衡对电能质量的影响以及危害；5、掌握调整负荷的定义以及用电负荷的调整方法；6、掌握衡量电能质量的指标；7、掌握用电分析的特点；8、理解用电负荷的分类方法及主要特点；9、理解用电分析的作用、内容以及步骤和方法。第一节负荷的基本概念及其特性一、电力负荷电力负荷是指发电厂或电力系统在某一时刻所承担的某一范围耗电设备所消耗电功率的总和，单位用KW表示。（一）电力负荷的分类1、用电负荷用电设备在某一时刻向电力系统取用的电功率总和，称为用电负荷，是电力总负荷中的主要部分。2、线路损失负荷输配电过程中，不可避免的产生一定的能量损失，即线路损失所对应的电功率，称线路损失负荷。3、供电负荷供电负荷=用电负荷+线路损失负荷（同一时刻）4、厂用电负荷自身厂用电设备所消耗的电功率，称为厂用电负荷。5、发电负荷发电负荷=供电负荷+厂用电负荷（同一时刻）（二）用电负荷的分类1、根据客户在国民经济中的部门不同，用电负荷分为：（1）工业用电负荷；（2）农业用电负荷；（3）交通运输用电负荷；（4）照明及市政生活用电负荷。2、根据对供电可靠性的要求不同，分为：（1）一类负荷（重要负荷），指中断供电时将造成人身伤亡或政治、军事、经济上的重大损失的负荷。（2）二类负荷，指中断供电时将造成严重减产、停工，局部地区交通阻塞，大部分城市居民的正常生活秩序被打乱等。（3）三类负荷，除一、二类负荷之外的一般负荷，这类负荷短时停电造成的损失不大。3、根据国际上用电负荷的通用分类（1）农、林、牧、渔、水利业用电负荷；（2）工业用电负荷；（3）地质普查和勘探业负荷；（4）建筑业用电负荷；（5）交通运输、邮电通信业用电负荷；（6）商业、公共饮食业、物资供应和仓储业用电负荷；（7）其他事业单位用电负荷；（8）城乡居民生活用电负荷。4、根据国民经济各个时期的政策和季节的要求分类（1）优先保证供电的重点负荷；（2）一般性供电的非重点负荷；（3）可以暂时限电或停电的负荷。二、用电负荷构成用电负荷构成是对一定范围用电负荷组成的种类、比重及其相互之间关系的总体表述，简称“用电构成”。用电构成有以下特点：（1）我国工业用电比重的变化幅度并不太大，但工业用电在整个用电中所占比重较大。（2）目前我国农业用电的水平仍然偏低，随着农业现代化的发展，我国农业用电水平将会有很大提高。（3）我国市政生活用电比重较低，与世界工业发达的国家相比，差距较大，这反映了当时我国人民生活水平并不很高。近年来随着国民经济的持续快速增长，人民的生活质量不断提高，市政生活用电的比例已有较大幅度的增长。三、用电负荷特性用电负荷特性可以用负荷曲线、负荷分析指标以及文字等来描述。（一）负荷曲线负荷曲线是反映负荷随时间变化规律的曲线。电力负荷曲线用来表示客户在某一时间内，电力、电量的使用情况。常见的电力负荷曲线有以下几种：1、日负荷曲线日负荷曲线是以全日小时数为横坐标，以负荷为纵坐标绘制而成的曲线。2、日平均负荷曲线日平均负荷曲线是以考核的天数为横坐标，以每天的平均负荷为纵坐标而绘制的负荷曲线。3、负荷持续曲线负荷持续曲线是表示某一时间段内，负荷大小和持续时间的关系，按负荷的大小顺序排列而绘制的曲线。4、年负荷曲线年负荷曲线是以全年的时间为横坐标，以考核时间段的负荷为纵坐标绘制的曲线。（二）负荷分析指标负荷分析指标是反映负荷特性的指标，它可以作为编制负荷计划及调度运行方式的依据，作为电力系统规划设计的定额、客户用电设备的设计和报装，制定各类用电电价的依据，同时也是不同地区、不同电网和不同国家负荷对比分析的指标。主要有以下几个指标：1、最高负荷利用小时数它是指一定时间内的发、供、用电量与其相应的发、供、用电最高负荷的比值。越大，负荷越平稳。maxTmaxT2、负荷率负荷率是指在规定时间（日、月、年）内，平均负荷与最高负荷之比的百分数。在一日内日平均负荷与日最高负荷之比的百分数，称为日负荷率，计算公式为=式中—日负荷率;—日平均负荷，KW;—日最大负荷，KW。fK%100maxPPavfKavPmaxP负荷率越接近100%，负荷越平稳，越小，负荷变动越大，需要调度部门调整负荷。3、同时率同时率是指综合最高负荷与各组成单位的绝对最高负荷之和的比率。4、需用率需用率是指最高负荷与用电设备容量之比的百分数。需用率表明一昼夜内客户对用电设备的利用程度。fK5、某一客户（或地区）的平均负荷与该客户（或该地区）在电网最高负荷时所用的负荷之比的百分数。若该指标大于100%时，表示该客户在电网高峰时期用电少，而在其他时段用点多。6、峰谷差率是指电网最高负荷与最低负荷的差值，与电网平均负荷之比的百分数。它越小越好，表明负荷平稳运行。（三）用电负荷的特性1、工业用电负荷特性工业用电负荷在不同行业之间，由于作业方式的不同，其变化情况差别很大，因此，研究、分析和掌握工业用电负荷特性是很重要的。它主要有以下几个特点：（1）在一年时间范围内，工业用电中除建材、榨糖等季节性生产的工业用电负荷以及节假日外，一般是比较稳定的。但在不同地区、不同行业也有一些显著差别。（2）在一个季度内，一般是季初较低，季末较高。（3）在一个月内，一般是上旬较低，中旬较高。（4）在一天内，日负荷变化起伏最大，一般会出现早高峰、午高峰和晚高峰，中午和午夜后两个低谷。由于晚高峰期间照明负荷和生产负荷相重叠，因此，晚高峰比其他两个高峰尤为突出。（5）天气变化对工业用电负荷的影响作用也不容忽视。2、农、林、牧、渔、水利业用电负荷特性这类用电负荷的特性由以下几方面决定：（1）受季节影响较大。在春季和夏季，排灌用电和水利业用电较多。在秋季，以上两种会有所减少，但农业用电和农副业用电剧增。在冬季这些用电都会相对减少。（2）受气候、天气影响较大。在风调雨顺的年份，排灌用电和水利业用电较少，而遇大旱或大涝这类用电负荷就会剧增。（3）农副加工用电一般较平稳。3、城乡居民生活用电负荷特性主要特点如下：（1）在一日内变化大。城乡居民生活用电在一昼夜内极不均衡。在白天和深夜用电负荷很小，而在每天18-23时用电达到高峰。其负荷在系统晚高峰期间所占比重却比较大，因此，对日负荷曲线有很大影响。（2）季节变化对居民用电负荷的影响大。其他几种用电负荷，因其负荷较小，对负荷曲线影响不大，因此不予介绍。第二节负荷预测负荷预测：电力系统对未来可能发生的负荷进行预测。进行负荷预测的必要性：系统内的可用发电容量，在正常运行条件下，应在任何时候都能满足系统内负荷的需求。假如系统内发电容量不够，则应当采取必要的措施来增加发电容量；反之，若发电容量过剩，则也应当采取必要的措施。做好负荷预测的作用：（1）可以及时掌握电力负荷的发展趋势，确定电力工业的发展规模和发展速度；（2）正确安排、调度电力系统的设备的运行方式和检修计划；（3）保证电力系统的安全、稳定和经济的运行。一、负荷预测的分类按时间段分为四种;1、即期负荷预测（日或周）目前所做的即期负荷预测有节日负荷预测和时段负荷预测。2、短期负荷预测（一般失衡1—2年）3、中期负荷预测（一般是4—6年或延长为十年）4、长期负荷预测（一般是10—15年或更长）二、负荷预测的步骤具体步骤如下：（1）根据要求确定预测目标、范围、期限，选取预测方法。（2）收集资料，进行分析、整理。（3）建立预测模型，进行预测编制，作出定性和定量的结论。（4）与历史资料同期进行检验比较，分析增长或降低因素，选出最佳值。三、负荷预测的特征及方法（一）负荷的特征电力系统负荷的特征之一是不可控性。另一个特征是具有按天、按周以及按年的周期性变化特性。（二）负荷预测的方法1、回归分析法一元线性回归法是常用的一种预测法，此外，还有多元回归和逐步回归等分析方法。一元线性回归法：只选用一个影响变量因素，且预测事物之值与相关变量的关系大致是线性的，即是一元线性回归预测。y=a+bx(1—3)式中y—预测事物（如用电量）的值x—影响预测事物的变量因素a、b—回归系数，利用最小二乘法求得a=(1—4)b=（1—5）xbynxbyii22)(iiiiiixxnyxyxn式中—变量x的平均值—预测量已知历史数据的平均值n—期数（有n对相关数据）xnxxinyyiy2、指数平滑法（也是一种曲线拟合）3、时间序列法4、灰色系统凡是系统中既含有已知信息，又含有未知信息，这样的系统定义为“灰色系统”。灰色系统模型负荷预测中主要用来进行中期和长期负荷预测。5、卡尔曼滤波法卡尔曼滤波法又称为状态空间法，把负荷分解为确定分量和随机分量。6、专家系统专家系统是一个基于知识的计算机智能程序系统，具有跟人类专家一样的决策能力，模拟人类专家的思维决策过程，对问题求解并给出相当于专家水平的答案。7、小波分析小波分析是一种时域—频域分析，它在时域、频域同时具有良好的局部化性质。8、神经网络法（三）各种预测方法比较回归分析法、时间序列法、指数平滑法主要基于负荷形状及函数形式对负荷进行研究，把负荷预测的不确定性主要归为随机性，运用概率和数理统计的方法进行处理，缺点：模型的定阶、求解、识别困难；模型的适应性不强。近期的灰色系统法、专家系统法、卡尔曼滤波法，小波分析法和神经网络法，除了考虑负荷形状等因素外，还涉及影响负荷的许多外在因素，因而精度进一步提高，具有较好的发展前景。短期电力电量预测在我国开展得还不够充分，在理论和实践上还有待于发展和完善。第三节电力平衡与电能质量一、电力平衡的概念电力平衡是指电网的有功功率的平衡和无功功率的平衡。电力平衡是动态的，是在不平衡中求得暂时的平衡。二、电能质量主要指标电能质量指标有频率、电压、可靠性和谐波。频率和电压是主要的指标。1、频率世界多数国家额定频率是50Hz，也有的为60Hz，频率的允许偏差很多国家规定为Hz3.0~1.0我国《供电营业规则》中规定电力系统额定频率为50Hz。电网装机容量：允许偏差：300万KW及以上300万KW以下正常状况下，允许偏差不应超过2、电压世界各国对电网的电压质量有不同的标准。Hz2.0Hz5.0Hz0.1三、电力平衡与电能质量的关系（一）有功负荷不平衡引起电网频率波动有功负荷↑→电磁制动转矩↑（不增大原动机机械功率）→发电机组减速→频率↓即：系统提供的有功设备所需有功（有功不足）反之，系统提供的有功系统提供的有功（有功过剩）→频率↑（二）频率波动带来的危害频率下降称低频运行，频率上升称高频运行。1、电网低频运行的危害（1）损坏设备（2）产品的产量和质量均下降（3）原材料、能源消耗增加（4）自动化设备误动作、计算机误动；计算通信、广播、电视、音响失真。（5）发电厂出力下降（6）容易造成电网瓦解事故2、电网高频运行的危害（1）电网高频运行对电力系统和客户同样会产生很大的危害，特别在安全方面更为严重。设备往往会因超过原设计的机械应力而遭到损坏。（2）高频运行也会使自动化设备误动作，影响通信、电视、广播的工作质量。（3）当频率超过额定值很大时，汽轮机肯能会由于危及保安器动作而使机组突然甩负荷运行。（三）无功不平衡引起电网电压波动感性无功负荷↑→电枢反应去磁作用↑（不增加励磁电流）→发电机总磁通量↓→电压↓即：系统提供的感性无功设备所需感性无功（感性无功不足）反之，感性无功过剩→电压↑1、系统电压下降的危害系统有功功率不能充分利用，影响用电设备的性能，电动机出力不足，或引起发热损坏，使客户产品质量下降，甚至导致电网电压崩溃和大面积停电事故。2、系统电压升高的危害影响系统和广大客户用电设备的运行安全，同时增加电能的损耗。四、电网频率、电网电压的控制与调整1、电网频率的控制与调整频率指标实质上反映有功功率平衡问题。针对频率波动的原因，有以下三种调节方法：（1）频率的一次调整。调节发电机组的调节器