第九章电力系统负荷

1、第九章第九章 电力系统负荷运行特性及数学模型电力系统负荷运行特性及数学模型n电力系统的负荷与负荷曲线电力系统的负荷与负荷曲线n负荷特性负荷特性负荷概述负荷概述1、负荷的组成、负荷的组成n电力系统负荷（电力系统综合用电负荷）电力系统负荷（电力系统综合用电负荷）n电力系统供电负荷电力系统供电负荷 发电厂应该供给的功率发电厂应该供给的功率n电力系统发电负荷电力系统发电负荷 供电负荷加上发电厂厂用电消耗的功率供电负荷加上发电厂厂用电消耗的功率2、负荷的单位、负荷的单位n W，KW，MW，GW；VA，KVA，MVA发电厂所生产的电能，除了一小部分在传输和分配过程中损失外，全部供给了用户，所有用户所使用的

2、功率(有功功率与无功功率)叫做电力系统负荷。发电负荷供电负荷厂用电供电负荷综合用电负荷网损300+j45MVA118kvGT1T2L负荷的组成3、负荷的分类负荷的分类n按用电设备按用电设备-异步电动机、同步电动机、电异步电动机、同步电动机、电热装置、整流装置、照明设备等热装置、整流装置、照明设备等n按用户性质按用户性质-工业负荷、农业负荷、交通运工业负荷、农业负荷、交通运输业负荷、人民生活用电等输业负荷、人民生活用电等n按用户的重要程度按用户的重要程度-一级负荷、二级负荷、一级负荷、二级负荷、三级负荷三级负荷n按负荷的工作特点按负荷的工作特点-连续性负荷、间断性负连续性负荷、间断性负荷、冲击负

3、荷等荷、冲击负荷等n按负荷的构成范围按负荷的构成范围-电网负荷、地区性负荷、电网负荷、地区性负荷、小区负荷、单个负荷等小区负荷、单个负荷等9-1负荷的描述负荷的描述-负荷曲线负荷曲线n负荷曲线负荷曲线n日负荷曲线日负荷曲线n年（最大）负荷曲线年（最大）负荷曲线n年持续负荷曲线年持续负荷曲线1、典型日负荷曲线、典型日负荷曲线2、负荷曲线的描述、负荷曲线的描述 日负荷曲线日负荷曲线 峰荷峰荷- -P Pmaxmax谷荷谷荷-P-Pminmin平均负荷平均负荷-P Pav av 年负荷曲线年负荷曲线总耗电量总耗电量-W W负荷率负荷率-k km m最小负荷系数最小负荷系数-以日负荷曲线为例说明：以日

4、负荷曲线为例说明：dtPWPdav24024124maxPPkavmmaxminPPdtPWd240 t/h t/月00PP(kw)(kw)242016128412108642BA装机容量新增容量机组检修 Pmax Pmin谷荷峰荷87600PdtWmaxmaxPWT年用电量最大负荷利用小时年持续负荷曲线年持续负荷曲线baPPT8760P1P2P3t1t2t3maxmaxcdefghio各类用户的年最大负荷利用小时最大负荷利用小时可用来估算用户的年用电量负荷类型负荷类型 (h)户内照片及生活用电20003000一班制企业用电15002200二班制企业用电30004500三班制企业用电60007

5、000农灌用电10001500maxTmaxmaxTPW 3、负荷曲线对电力系统运行的作用负荷曲线对电力系统运行的作用n日负荷曲线日负荷曲线-是安排日发电计划和确是安排日发电计划和确定系统运行方式的重要依据定系统运行方式的重要依据n年负荷曲线年负荷曲线-是安排发电设备检修计是安排发电设备检修计划和制定发电机组或发电厂的扩建或划和制定发电机组或发电厂的扩建或新建计划提供依据新建计划提供依据。9-2、负荷特性与负荷模型、负荷特性与负荷模型1、负荷特性、负荷特性 n 综合负荷的功率随系统的运行参数（主要综合负荷的功率随系统的运行参数（主要电电压与频率压与频率）的变化而变化，反映这种变化规律）的变化而

6、变化，反映这种变化规律的曲线或数学表达式称为负荷特性。包含的曲线或数学表达式称为负荷特性。包含动态动态特性特性与与静态特性静态特性。静态特性又分为静态电压特。静态特性又分为静态电压特性（频率不变时）与静态频率特性（电压不变性（频率不变时）与静态频率特性（电压不变时）。一般通过实测确定。下面是某综合负荷时）。一般通过实测确定。下面是某综合负荷的静态特性曲线。的静态特性曲线。某综合负荷的静态特性曲线。某综合负荷的静态特性曲线。二、负荷综合特性模型二、负荷综合特性模型-对负荷特对负荷特性的物理模拟或数学描述性的物理模拟或数学描述n1恒定阻抗模型恒定阻抗模型 n2多项式模型多项式模型 1.恒定阻抗模型

7、恒定阻抗模型n模型简单，结果与真实情况有较大差别，模型简单，结果与真实情况有较大差别，使用时注意场合。使用时注意场合。n一般用在负荷端电压变化不大、负荷容量一般用在负荷端电压变化不大、负荷容量小、且精度要求不高的场合小、且精度要求不高的场合2多项式模型多项式模型22()()()()11NpNpNpNqNqNqpppqqqPP a V Vb V VcQQ a V Vb V Vcabcabc n电压的静态特性常用电压的静态特性常用二次项二次项表示：表示： P=PN ap(V/VN)2+bp(V/VN)+cp Q=QNaq(V/VN)2+bq(V/VN)+cq 其中，其中，VN为额定电压，为额定电压

8、，PN、QN为额定电压下为额定电压下的有功功率与无功功率，各系数由实际的电压静的有功功率与无功功率，各系数由实际的电压静态特性用最小二乘法拟合得到。并且有：态特性用最小二乘法拟合得到。并且有： ap+ bp +cp=1 aq+ bq +cq=1 n当电压与频率都在额定值附近微小变化时，可以当电压与频率都在额定值附近微小变化时，可以作作线性化处理线性化处理。 P=PN(1+kpvV) 或或 P=PN(1+kpf f) Q=QN(1+kqvV) 或或 Q=QN(1+kqf f)n同时考虑电压和频率变化时可以采用同时考虑电压和频率变化时可以采用 P=PN(1+kpvV) (1+kpf f) Q=QN

9、(1+kqvV) (1+kqf f)其中其中V =（V-VN）/VN f =（f - fN ）/ f N负荷动态模型：可用微分方程和代数方程表示n本课程中的负荷模型只作本课程中的负荷模型只作简化处理简化处理。 n潮流计算时潮流计算时，负荷用恒定功率，负荷用恒定功率n短路计算时短路计算时，含源阻抗支路或恒定阻，含源阻抗支路或恒定阻抗支路。抗支路。n稳定计算时稳定计算时，恒定阻抗或不同比例的，恒定阻抗或不同比例的恒定阻抗与异步电动机的组合。恒定阻抗与异步电动机的组合。补充：负荷预测概述补充：负荷预测概述-电力部门一项十分重要的基础工作电力部门一项十分重要的基础工作n长期负荷预测长期负荷预测n中、短期负荷预测中、短期负荷预测n超短期负荷预测超短期负荷预测n负荷预测的方法，如弹性系数法、回归法、神负荷预测的方法，如弹性系数法