系统负荷曲线：年最大和持续负荷

电力系统各用户在使用电能时没有按照固定的规律而是具有较大的随机性，整体上具有统计规律。我们可以用电力系统的负荷曲线来描述某一段时间内负荷随时间变化的规律。负荷曲线通常绘制在平面坐标系中，X轴表示时间，Y轴表示负荷（功率、电流等）。依据纵坐标的不同可以体现为有功负荷曲线、无功负荷曲线、视在功率负荷曲线等，但主要是依据时间参数的不同，负荷曲线可以归结为以下几种：

1.日负荷曲线

日负荷曲线就是描述了一天24小时负荷的变化情况。图6-1（a）所示为某电力系统的有功日负荷曲线。负荷曲线中的最大值称为日最大负荷Pmax（又称峰荷），最小值称为日最小负荷Pmin（又称谷荷）。为了方便计算，实际上常常把连续变化的曲线绘制成阶梯形，如图6-1（b）所示：

根据日负荷曲线可以计算一天的总耗电量：

日平均负荷为

图6-1　日负荷曲线（有功负荷）

（a）平滑曲线；（b）阶梯形曲线

为了说明负荷曲线的起伏特性，常引用负荷率和最小负荷率这两个指标来表征。这两个系数不仅用于日负荷曲线，也可用于其他时间段的负荷曲线。

负荷率是指在规定时间（日、月、年）内的平均负荷与最大负荷之比，通常用γ表示：

最小负荷率是指在规定时间（日、月、年）内的最小负荷与最大负荷之比，通常用β表示：

负荷率和最小负荷率用来衡量在规定时间内负荷变动情况，以及考核电气设备的利用程度。负荷率γ与最小负荷率β越接近于1，说明负荷曲线越平坦，设备利用率越高；有利于调频、调压，并且可以降低网损，减少机组启停，提高系统运行的安全性和经济性。电力系统通常采用“调荷节电”、“峰谷电价”等措施来达到这一目的。

2.年最大负荷曲线(www.xing528.com)

年最大负荷曲线描述一年内每月（或每日）最大有功功率负荷变化的情况。它主要用来安排发电设备的检修计划，同时也为制订发电机组或发电厂的扩建或新建计划提供依据。

图6-2所示为年最大负荷曲线，其中划斜线的面积A代表各检修机组的容量和检修时间的乘积之和，B是系统新装的机组容量。

图6-2　年最大负荷曲线

图6-3　年持续负荷曲线

3.年持续负荷曲线

年持续负荷曲线按一年中系统负荷的数值大小及其持续小时数顺序排列而绘制成，如图6-3所示。比如，在全年8760小时中，有t1小时负荷值为P1即是图6-3中最大值Pmax，有t2小时负荷值为P2，有t3小时负荷值为P3，以此类推。在安排发电计划、计算电能损耗和进行可靠性估算时，常用到年持续负荷曲线。

根据年持续负荷曲线可以确定系统负荷的全年耗电量为

如果负荷始终等于最大值Pmax，经过Tmax小时后所消耗的电能恰好等于全年的实际耗电量，则称Tmax年最大负荷利用小时数（也叫最大负荷使用时间）。它是表征年负荷曲线起伏特性的主要指标，其定义式可表述为

对于图6-3所示的年持续负荷曲线，若使矩形面积oahgo等于年持续负荷曲线与时间轴围成的面积oabcdefgo，则线段og表示的时间即等于Tmax。图中负荷曲线越平坦，Tmax的值越大，设备的利用率越高。

依据电力系统的运行经验，各类负荷的Tmax的数值大体上有一定范围，如表6-1所示。

表6-1　各类用户的年最大负荷利用小时数

在电力设计中，用户的负荷曲线往往是未知的，但如果知道用户的性质，就可以选择适当的Tmax值，就可以近似地估算出用户的全年耗电量，即是W＝PmaxTmax。