电力系统的负荷

电力系统的负荷

电力系统中全部用电设施消耗的功率称为电力系统的负荷。其中把电能转换为其他能

量形式（如机械能、光能、热能等），并在用电设施中真实消耗掉的功率称为有功负荷。电

动机带动风机、水泵、机床和轧钢设施等机械，完成电能转换为机械能还要消耗无功。例

如，异步电动机要带动机械，需要在其定子中产生磁场，通过电磁感应在其转子中感应出

电流，使转子转动，从而带动机械运转。这种为产生磁场所消耗的功率称为无功功率。变

压器要变换电压，也需要在其一次绕组中产生磁场，才能在二次绕组中感应出电压,同样

要消耗无功功率。因此,没有无功，电动机就转不动，变压器也不能转换电压。无功功率

和有功功率同样重要，只是由于无功完成的是电磁能量的相互转换，不直接作功，才称为

"无功”的。电力系统负荷包括有功功率和无功功率，其全部功率称为视在功率，等于电

压和电流的乘积（单位千伏安\有功功率与视在功率的比值称为功率因数。电动机在额定

负荷下的功率因数为0.8左右，负荷越小，其值越低；一般白炽灯和电热炉，不消耗无

功，功率因数等于1。

电力系统负荷随时间而不断变化，具有随机性，其变化状况用负荷曲线来表示。通常

有日负荷曲线、月负荷曲线（国外多用周负荷曲线、年负荷曲线。图7—2所示为年、日

负荷曲线图。年负荷曲线表示的是每月的最高负荷值。日负荷曲线是将电力系统每日24h

的负荷绘制成的曲线。日负荷曲线中负荷曲线的最高点为日最大负荷（又称为高峰负荷）,

负荷曲线的最低点为最小负荷（又称为低谷负荷）,它们是一天内负荷变化的两个极限值，

高峰负荷与低谷负荷之差称为峰谷差。峰谷差越大，电力调峰的难度也就越大。依据负荷

曲线可求出日平均负荷。日平均负荷与最高负荷的百分比值，称为负荷率。负荷率高，则

设施采用率高。最小负荷水平线以下部分称为基荷；平均负荷水平线以上的部分为峰荷；

最小负荷与平均负荷之间的部分称为腰荷。为了满意系统负荷的需要，应进行负荷猜测工

作，绘制不同用途的负荷曲线。

二、电力系统互联

电力系统互联可以获得显著的技术经济效益。它的主要作用和优越性有以下几个方面:

(1)更经济合理开发一次能源，实现水、火电资源优势互补。

各地区的能源资源分右不尽相同，能源资源和负荷分布也不尽平衡.电力系统互联，

可以在煤炭丰富的矿口建设大型火电厂向能源缺乏的地区送电，可以建设具有调整力量的

大型水电厂，以充分采用水力资源。这样既可解决能源和负荷分布的不平衡性，又可充分

发挥水电和火电在电力系统运行的特点。

(2)降低系统总的负荷峰值，削减总的装机容量。由于各电力系统的用电构成负荷特

性、电力消费习惯性的不同，以及地区间存在着时间差和季节差，因此，各个系统的年和

日负荷曲线不同，消失高峰负荷不在同时发生。而整个互联系统的日最高负荷和季节最高

负荷不是各个系统高峰负荷的线性相加，结果使整个系统的最高负荷比各系统的最高负荷

之和要低,峰谷差也要削减。电力系统互联有显著的错峰效益，可削减各系统的总装机容

G)削减备用容量。各发电厂的机组可以按地区轮番检修，错开检修时间。通过电力系

统互联，各个电网相互支援，可削减检修备用。各电力系统发生故障或事故时，电力系统

之间可以通过联络线相互紧急支援，避开大的停电事故，提高了各系统的平安牢靠性，又

可削减事故备用。总之，可削减整个系统的备用容量和各系统装机容量。

(4)提高供电牢靠性。由于系统容量加大，个别环节故障对系统的影响较小，而多个环

节同时发生故障的概率相对较小，因此能提高供电牢靠性.但是，个别环节发生故障，假

如不准时消退，就有可能扩人，波及相邻的系统，严峻状况下会导致人面积停电。因此，

互联电力系统要形成合理的网架结构，提高电力系统自动化水平，以保证电力系统互联高

牢靠性的实现。

(5)提高电能质量。电力系统负荷波动会引起频率变化。由于电力系统容量增大，供电

范围扩大，总的负荷波动匕各地区的负荷波动之和要小，因此，引起系统频率的变化也相

对要小。同样，冲击负荷引起的频率变化也要小。

(6)提高运行经济性。各个电力系统的供电成本不相同，在资源丰富地区建设发电厂,

其发电成本较低。实现互联电力系统的经济调度，可获得补充的经济效益。

电力系统互联，由于联系增加也带来了新问题。如故障会波及相邻系统，假如处理不

当,严峻状况下会导致大面积停电；系统短路容量可能增加，导致要增加断路器等设施容

量；需要进行联络线功率掌握等。这些都要求讨论和实行相应技术措施，提高自动化水平,

才能充分发挥互联电力系统的作用和优越性。

由于进展电力系统互联能带来显著的效益,相邻地区甚至相邻我国电力系统互联是电

力工业进展的一个趋势。妇日本9个电力系统形成了互联电力系统。美国形成了全国互联

电力系统，并且与加拿大电网连接。西欧各国除各自形成全国电力系统外，互联形成了西

欧的国际互联电力系统，并正在通过直流背靠背与东欧我国电力系统相连。埃及能源部长

在1994年巴黎国际大电网年会开幕式上还提出了非洲、欧洲和阿拉伯地区实现跨洲联网

的设想，得到与会者重视。我们我国已形成东北、华北、华东、华中、西北和南方联营等

6大跨省(区)电力系统，其中华东和华中电网通过葛一上士500kV直流输电线实现了跨

大区电网的互联。世界最大的水电站—