综合负荷特性解析

各类电力用户所拥有的用电设备,归纳起来主要是电动机、电热器、各种照明灯具及各种电子设备等。它们的用电特性是有很大差异的,上述用电设备所占比重决定着电力系统的综合负荷特性。由于电力系统覆盖面积很大,涉及到的电力用户数量大,而各个用户的用电特性不尽相同,并且就每个用户而言,其用电情况也是随时间变化的,因此,使得电力系统的电力负荷无时无刻不在变化。这种变化通常包括历时变化和瞬间变化。历时变化是指一段时间内的变化,例如一年、一日的变化,瞬间变化是指电力负荷的瞬时波动。历时变化和瞬间变化都具有随机性,但前者可以通过对实测资料的统计分析加以描述,并可达到一定的预期精度,而后者却是无法预知的。

电力负荷的历时变化通常采用以下几种历时曲线来表示。

1.日负荷曲线

日负荷曲线是以一日的小时数为横坐标,用电负荷为纵坐标绘成的波状曲线,如图2.1所示。它表明电力负荷在24h内的变化情况。

图2.1　日负荷曲线示意图

不同地区、不同电力系统的日负荷曲线是不同的,但一般都具有以下几个特征值:

Pmax——日最大负荷;

Pmin——日最小负荷;

Pjun——日平均负荷。

对于一年中最大负荷日而言,Pmax是该年用电负荷最大需求。作为某一设计水平年,Pmax是决定该水平年电力系统装机规模的重要参数。ΔP=Pmax-Pmin称为峰谷差,表明一日之内用电负荷变化幅度,一年之内最大峰谷差不一定发生在最大负荷日,年最大峰谷差是决定电力系统调峰需求的重要参数。日负荷曲线各点斜率dp/dt表明用电负荷的变化速度,是决定电力系统跟踪负荷变化能力的重要参数。Pjun×24h等于日负荷曲线与纵、横坐标所包围的面积,表明电力系统一日用电量需求。亦可按下式计算:

式中 Et——各小时用电量,Et=Pt×1;

Pt——各小时平均用电负荷。

Pjun可按下式计算:

此外,日负荷图又可划分为以下3个区域:

(1)基荷。日最小负荷以下部分。承担基荷的机组可以在24h内以不变出力运行,是核电、径流式水电、部分燃煤火电机组最合适的工作区域。

(2)腰荷。日最小负荷至日平均负荷之间的部分。承担腰荷的机组要有一定的变出力运行能力。为有调节性能的水电、联合循环燃气轮机和部分燃煤火电的合适运行区。

(3)峰荷。日平均负荷至日最大负荷之间的部分。承担峰荷的机组要具有很强的变出力运行能力。其为有调节性能的水电、抽水蓄能和简单循环燃气轮机组合适的运行区。

表示日负荷特性的还有以下两项指标:

γ值越小,表明日负荷越不均衡,日负荷曲线越尖瘦;β值越小,表明日负荷变化幅度越大。这是日负荷曲线的两项重要特征参数。

日负荷图可分为最高负荷日(电力系统的最大日负荷)、中等负荷日(平均日负荷)和最低负荷日(最小日负荷)的负荷图,是三个最具代表性的日负荷图。

2.周负荷曲线

表明一周内负荷变化的曲线。主要是由于假日用电减少造成周内各日用电负荷的变化,如图2.2所示。

3.年负荷曲线

表明一年内负荷变化的曲线,如图2.3所示。(www.xing528.com)

通常用下列参数表示其变化特性:

(1)月负荷率(σ)。表示该月负荷的不均衡性,其值为月平均负荷与月内最大负荷日的平均负荷的比值,即

图2.2　周负荷曲线示意图

图2.3　年负荷曲线示意图

式中 P月jun——月平均负荷;

P日jun——月内最大负荷日的平均负荷。

各月σ不同,其年平均值为:

式中 σ年jun——年内各月月负荷率的平均值;

σi——各月的月负荷率。

(2)季负荷率(ρ)。表示一年内月最大负荷的不均衡性,它是年内各月最大负荷日的最大负荷平均值与年最大负荷的比值,即

式中 Pimax——全年各月最大负荷日的最大负荷;

Pmax——年最大负荷。

(3)年负荷率(δ)。表示年用电量与年最大负荷相应的年电量的比值,即

式中 E年——年用电量;

Pmax——年最大负荷;

h——年最大负荷利用小时。

还可用下式表示:

式中 γjun——平均日负荷率;

σjun——平均月负荷率;

ρ——季负荷率。