电力系统分析课件第9章电力系统负荷.ppt

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1、第九章 电力系统的负荷 n91负荷的组成n92负荷曲线n93负荷特性与负荷模型2/19/20231电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算n电力系统的负荷电力系统的负荷:系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和，亦称电力系统的综合用电负荷电力系统的综合用电负荷，它是把不同地区、不同性质的所有用户的负荷总加起来而得到的。n系统中主要的用电设备大致有异步电动机、同步电动机、电热装置、整流装置和照明设备等。n根据用户的性质，用电负荷也可以分为工业负荷、农业负荷、交通运输业负荷和人民生活用电负荷等。9.1 负荷的组成 2/19/20232电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析

2、和计算n在不同性质的用户中，上述各类用电设备消耗功率所占的比重是不同的。在工业负荷中，对于不同的行业，这些用电设备的比重也不相同。n电力系统的供电负荷：电力系统的供电负荷：综合用电负荷加上电力网的功率损耗，就是各发电厂应该供给的功率。n电力系统的发电负荷：电力系统的发电负荷：供电负荷再加上发电厂用电消耗的功率，就是各发电厂应该发出的功率。2/19/20233电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算 常用的负荷曲线有常用的负荷曲线有日负荷曲线日负荷曲线和和年负荷曲线年负荷曲线。就是实际的系统负荷随时间变化的规律。图91所示的电力系统日负荷曲线描述了一天24小时负荷的变化情况。负荷曲线

3、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，实际上常把连续变化的曲线绘制成阶梯形，如图9-1（b）所示。根据负荷曲线可以计算一日的总耗电量，即 故日平均负荷为 9.2 负荷曲线2/19/20234电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算为了说明负荷曲线的起伏特性，常引用这样两个系数：负荷率km和最小负荷系数。wkm=Pav/Pmax =Pmin /Pmaxw对于不同性质的用户，负荷曲线是不同的。一般说来，负荷曲线的变化规律取决于负荷的性质，厂矿企业生产发展情况及作息制度，用电地区的地理位置，当地气候条件和人民生活习惯等。2/

4、19/20235电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算n例：钢铁工业的日负荷曲线如图92（a）所示，曲线比较平坦，最小负荷系数达到085。n例：食品工业的日负荷曲线示于图92（b），负荷变化幅度大，最小负荷系数只有013。2/19/20236电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算n例：非排灌季节的农业日负荷曲线示于图92（c），农村加工用电每天仅12小时。n例：市政生活负荷曲线中存在明显的照明用电高峰，见图92（d）。n在电力系统中各用户的日最大负荷不会都在同一时刻出现，最小负荷也不会在同一时刻出现。因此，系统的最大负荷总是小于各用户最大负荷之和，而系统的最小负荷总

5、是大于各用户最小负荷之和。日负荷曲线对电力系统的运行非常重要，它是安排日发电计划和确定系统运行方式的重要依据。2/19/20237电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算图9-3 年最大负荷曲线年最大负荷曲线n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93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。2/19/20238电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算年持续负荷曲线w在电力系统的运行分析中，还经

6、常用到年持续负荷曲线，它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。例如，在全年8760小时中，有t1小时负荷值为Pl（即最大值Pmax），t2小时负荷值为P2，t3小时负荷值为P3，于是可绘出如图94所示的年持续负荷曲线。在安排发电计划和进行可靠性估算时，常用到这种曲线。2/19/20239电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算根据年持续负荷曲线可以确定系统负荷的全年耗电量为：w如果负荷始终等于最大值Pmax，经过了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为最大负荷利用小时数，即w对于图94所示的年持续负荷曲线，若使矩形面积 oahIo同

7、面积 oabcdefgo相等，则线段oi即等于Tmax。2/19/202310电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算n根据电力系统的运行经验，各类负荷的Tmax的数值大体有一个范围(见表92).负荷类型Tmax/h户内照明及生活用电 2000-3000一班制企业用电 1500-2200二班制企业用电3400-4500三班制企业用电6000-7000农灌用电1000-15002/19/202311电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算9.3 负荷特性与负荷模型 n综合负荷:在电力系统分析计算中，常将电力网覆盖的广大地区内难以胜数的电力用户合并为数量不多的负荷，分接在不

8、同地区不同电压等级的母线上。每一个负荷都代表一定数量的各类用电设备及相关的变配电设备的组合，这样的组合亦称为综合负荷。n负荷特性:综合负荷的功率一般是要随系统的运行参数（主要是电压和频率）的变化而变化的，反映这种变化规律的曲线或数学表达式称为负荷特性。2/19/202312电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算负荷特性n负荷特性包括：q 动态特性和静态特性；q 频率特性和电压特性。q动态特性反映电压和频率急剧变化时负荷功率随时间的变化。q静态特性则代表稳态下负荷功率与电压和频率的关系。q当频率维持额定值不变时，负荷功率与电压的关系称为负荷的电压静态特性。当负荷端电压维持额定值不变

9、时，负荷功率与频率的关系称为负荷的频率静态特性2/19/202313电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算n各类用户的负荷特性依其用电设备的组成情况而不同，一般是通过实测确定。n图95表示由6kV电压供电的中小工业负荷的静态特性。负荷组成：异步电动机791；同步电动机32；电热电炉1772/19/202314电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算指在电力系统分析计算中对负荷特性所作的物理模拟或数学描述。也可分为动态模型和静态模型。将负荷的静态特性用数学公式表述出来，就是负荷的静态数学模型。负荷的电压静态特性常用二次多项式表示P=PNaP(V/VN)2+bP(V/VN

10、)+cP （9-5）Q=QNaq(V/VN)2+bq(V/VN)+cq （9-6）式中，VN为额定电压，PN和QN为额定电压时的有功和无功功率，各个系数可根据实际的电压静态特性用最小二乘法拟合求得，这些系数应满足：aP+bP+cP=1 aq+bq+cq=1 （9-7）公式（9-5）和（9-6）表明，负荷的有功和无功功率都由三个部分组成，第一部分与电压平方成正比，代表恒定阻抗消耗的功率；第二部分与电压成正比，代表与恒电流负荷相对应的功率；第三部分为恒功率分量。负荷模型2/19/202315电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算负荷的频率静态特性负荷的频率静态特性n也可以用类似的多项式表示。当电压和频率都在额定值附近小幅度变化时，还可以对静态特性作线性化处理，将负荷功率表示为 n式中n需要同时考虑电压和频率的变化时，也可以采用 n 2/19/202316电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算作业n9-1n9-2n9-3n9-42/19/202317电力系统分析 第八章 电力系统不对称故障的分析和计算