第2章电力系统的负荷分析

电力系统中的电力负荷模型电力负荷模型是电力系统规划和运行中的重要工具，它用于预测和分析电力系统的负荷变化情况。

准确的负荷模型能够为电力系统的规划和运行提供有力的支撑，有助于实现电力供需平衡、提高系统可靠性和经济性。

本文将介绍电力系统中的电力负荷模型及其应用。

一、电力负荷模型的定义与分类电力负荷模型是指根据负荷数据和其他相关信息，通过数学和统计的方法建立的描述电力负荷变化规律的模型。

根据模型的复杂程度和建模的精细程度，电力负荷模型可以分为以下几类：1. 统计负荷模型：统计负荷模型是根据历史负荷数据进行统计分析，建立概率模型来预测未来负荷的变化。

常用的统计负荷模型包括ARIMA模型、时间序列分析和灰色预测模型等。

2. 基于模式识别的负荷模型：基于模式识别的负荷模型通过对历史负荷数据进行模式识别，找到负荷数据的重复规律，并将其应用到未来负荷预测中。

这类模型常用的方法包括神经网络、支持向量机等。

3. 物理负荷模型：物理负荷模型是通过对电力系统负荷特性的深入研究，建立了物理方程来描述负荷变化规律。

物理负荷模型可以考虑到电力系统的参数、拓扑结构、设备运行状态等因素，具有较高的精度和准确性。

二、电力负荷模型的建立方法为了建立准确可靠的电力负荷模型，需要采取科学合理的方法和步骤。

以下是常用的电力负荷模型建立方法：1. 数据收集与预处理：首先，需要收集历史负荷数据、天气数据、节假日数据等相关信息。

然后，对数据进行预处理，包括去除异常数据、补充缺失数据等处理步骤。

2. 特征提取与选择：在建立负荷模型前，需要对数据进行特征提取和选择。

常用的特征包括负荷的平均值、峰值、波动性等。

选择合适的特征对建立准确的负荷模型至关重要。

3. 模型建立与参数估计：根据选定的负荷模型类型，应用适当的建模方法进行模型建立和参数估计。

对于统计负荷模型，可以使用时间序列分析方法进行建模和参数估计；对于基于模式识别的模型，可以采用神经网络等方法建立模型。

第二章 思考题及习题答案2-1 架空线路的参数有哪些？这几个参数分别由什么物理原因而产生？答：架空线路的参数有电阻、电抗、电导和电纳。

电阻反映线路通过电流时产生的有功功率损失效应；电抗反映载流导线周围产生的磁场效应；电导反映电晕现象产生的有功功率损失效应；电纳反映载流导线周围产生的电场效应。

2-2 分裂导线的作用是什么？如何计算分裂导线的等值半径？答：分裂导线可使每相导线的等效半径增大，并使导线周围的电磁场发生很大变化，因此可减小电晕损耗和线路电抗。

分裂半径计算公式为ni ni eq d r r 12=∏=2-3 电力线路一般以什么样的等值电路来表示？答：短线路一般采用一字型等值电路，中等长度线路采用π型等值电路，长线路采用修正值表示的简化π型等值电路。

2-4 双绕组和三绕组变压器一般以什么样的等值电路表示？变压器的导纳支路与电力线路的导纳支路有何不同？答：双绕组和三绕组变压器通常采用Γ型等值电路，即将励磁支路前移到电源侧。

变压器的导纳支路为感性，电力线路的导纳支路为容性。

2-5 发电机的等值电路有几种形式？它们等效吗？答：发电机的等值电路有两种表示形式，一种是用电压源表示，另一种是以电流源表示，这两种等值电路是等效的。

2-6 电力系统负荷有几种表示方式？答：电力系统负荷可用恒定的复功率表示，有时也可用阻抗或导纳表示。

2-7 多级电压电网的等值网络是如何建立的？参数折算时变压器变比如何确定？答：在制定多电压等级电力网的等值电路时，必须将不同电压级的元件参数归算到同一电压级。

采用有名制时，先确定基本级，再将不同电压级的元件参数的有名值归算到基本级。

采用标幺制时，元件标幺值的计算有精确计算和近似计算两种方法。

精确计算时，归算中各变压器的变比取变压器的实际额定变比；近似计算时，取变压器两侧平均额定电压之比。

2-8 有一条110kV 的双回架空线路，长度为100km ，导线型号为LGJ-150，计算外径为16.72mm ，水平等距离排列，线间距离为4m ，试计算线路参数并作出其π型等效电路。

电力系统中的负荷特性分析在当今社会，电力系统的稳定运行对于经济发展和人们的日常生活至关重要。

而负荷特性作为电力系统运行中的一个关键因素，对于电力系统的规划、设计、运行和控制都有着深远的影响。

负荷，简单来说，就是电力系统中各种用电设备所消耗的电功率。

负荷特性则是指负荷功率随时间变化的规律和特点。

要深入理解电力系统中的负荷特性，我们首先需要了解负荷的分类。

从用电性质上，负荷可以分为工业负荷、商业负荷、居民负荷和农业负荷等。

工业负荷通常具有较大的功率需求，而且其用电规律往往与生产流程和工作班次密切相关。

比如，钢铁厂的电炉在生产时会消耗大量电力，而在设备维护或休息期间，用电负荷则会大幅下降。

商业负荷，如商场、写字楼等，其用电高峰通常出现在白天的营业时间。

居民负荷则主要集中在早晚时段，比如清晨人们起床后的用电高峰和晚上家庭用电的高峰期。

农业负荷的季节性较为明显，比如灌溉季节的用电需求会显著增加。

从负荷的变化规律来看，又可以分为恒阻抗负荷、恒电流负荷和恒功率负荷。

恒阻抗负荷的功率与电压的平方成正比，例如一些电阻性加热设备。

恒电流负荷的电流保持恒定，其功率与电压成正比，像某些直流电机就属于此类。

恒功率负荷的功率基本不受电压变化的影响，比如一些电子设备。

电力系统中的负荷特性还具有明显的时间特性。

在一天当中，负荷通常呈现出早晚两个高峰，中午相对较低的“双峰一谷”形态。

在一周内，工作日和周末的负荷曲线也有所不同，工作日的负荷相对较高且较为稳定，而周末的负荷则相对较低且变化较为平缓。

在一年中，夏季和冬季由于空调和采暖设备的使用，往往是用电高峰季节，而春秋季节的负荷则相对较低。

这种时间特性的存在，对于电力系统的调度和运行提出了很高的要求。

此外，负荷特性还受到气候、季节、节假日等因素的影响。

在炎热的夏季，空调负荷会急剧增加，导致电网负荷大幅攀升；在寒冷的冬季，采暖负荷也会给电力系统带来较大压力。

节假日期间，由于工厂停工、商业活动的变化以及居民生活规律的改变，负荷曲线也会与平日有所不同。

第二章 思考题参考答案1-7 综合用电负荷、供电负荷和发电负荷这三者的区别是什么？答：综合用电负荷：电力系统中工业、农业、邮电、交通、市政、商业以及城乡居民等用户所消耗功率的总和。

供电负荷：各发电厂提供给综合用电负荷和网络中损耗的功率之和。

发电负荷：系统中各发电厂的发电机为供电负荷和发电厂厂用电供电所发出的功率之和。

区别：发电负荷包括发电厂厂用电、网络中的功率损耗和综合用电负荷；供电负荷包括网络中的功率损耗和综合用电负荷，而不包括厂用电。

1-13 说明图1-27所示220kV 线路在空载时有无电流，以及送、受端电压是否相等。

图1-27 220k V 输电线答：空载时线路中有电流，受端电压高于送端电压。

线路的П型等值电路如图所示，U B图中，222y BB S P jQ S j U=+=∆=- 。

电压降落的纵分量2BBB X U P R Q X U U+∆==-，横分量2BBBR U P X Q R U U δ-==220kV 线路，X >>R ，则 U U δ∆>>，电压相量图如图所示：B可见B A U U >，即受端电压高于送端电压。

1-17 改变变压器分接头，其参数会发生变化吗？答：由于变压器低压侧只有一个接头，而高（中）压侧有多个分接头，因此，当改变变比，归算到低压侧的参数不变，而归算到高（中）压侧的参数将发生变化。

1-18 在升压和降压三相三绕组变压器中，哪一绕组的漏电抗很小，可视为零值？为什么？ 答：升压三绕组变压器低压绕组的漏抗很小，降压三绕组变压器中压绕组的漏抗很小。

三绕组变压器按三个绕组的排列方式分为升压结构和降压结构。

升压结构变压器的中压绕组最靠近铁芯，低压绕组居中，高压绕组在最外层；降压结构变压器的低压绕组最靠近铁芯，中压绕组居中，高压绕组在最外层。

以升压结构变压器为例，由于高、中压绕组相隔最远，二者间的漏抗最大，从而短路电压%)21(-k U 最大，而%)32(-k U 、%)13(-k U 较小，因此低压绕组的短路电压%)%%(21%)21()13()32(3----+=k k k k UUUU 最小，从而低压绕组的漏抗最小。

电力负荷的特性与计算分析引言在电力系统中，负荷是指接受和使用电能的设备和用户所需的电力。

负荷的特性和计算分析对于电力系统的运行和规划具有重要的意义。

本文将介绍电力负荷的特性，并讨论相关的计算分析方法。

电力负荷的特性电力负荷的特性主要有以下几个方面：1.季节性变化：电力负荷随着季节的变化而发生变化。

一般情况下，在夏季和冬季负荷较大，而在春季和秋季负荷较小。

这是由于夏季和冬季人们使用空调和供暖设备的需求增加，而春季和秋季那么相对较为温和。

2.日变化：电力负荷在一天中也呈现出明显的变化。

在工作日，负荷一般在早上和下午的工作时间段到达顶峰，而在晚上和凌晨的休息时间负荷较低。

而在周末和节假日，负荷的变化规律可能会有所不同。

3.瞬时变化：电力负荷在某些特定时间段内可能会出现瞬间的突变。

例如，当大型工业设备启动或停止时，负荷可能会瞬间增加或减少。

这种瞬时变化对电力系统的稳定性和调度有一定的影响。

4.负荷曲线：电力负荷随时间的变化可以用负荷曲线来描述。

负荷曲线是指负荷随时间的变化图形。

通过分析负荷曲线，可以了解负荷的变化规律，为电力系统的规划和调度提供依据。

电力负荷的计算分析方法为了对电力负荷进行计算分析，我们可以采用以下的方法：1.统计方法：通过对历史负荷数据的统计分析，可以了解负荷的平均值、峰值和谷值等特征。

可以利用相关的统计工具和软件对大量的负荷数据进行分析，从而揭示负荷的变化规律。

2.回归分析：回归分析是一种通过建立数学模型来描述负荷与其他因素之间关系的方法。

例如，可以通过回归分析来研究负荷与温度、湿度等气象因素的关系，从而预测负荷在不同气象条件下的变化。

3.时间序列分析：时间序列分析是一种通过对时间序列数据进行建模和预测的方法。

可以利用时间序列分析方法来预测未来一段时间内的负荷变化趋势，为电力系统的调度和运行提供参考。

4.模拟仿真：通过建立电力系统的模型，并进行仿真计算，可以模拟负荷随时间的变化情况。

电力系统分析第二章（电网的正序参数和等值电路）总结电力系统正常运行时，系统的三相结构和三相负荷完全对称，系统各处电流和电压都对称，并且只含正序分量的正弦量。

系统不对称运行或发生不对称故障时，电压和电流除包含正序分量外，还可能出现负序和零序分量。

静止元件的负序分量参数和等值电路与正序分量完全相同 取负荷滞后功率因数运行时，所吸收的无功功率为正，感性无功 负荷超前功率因数运行时，所吸收的无功功率为负，容性无功 发电机滞后功率因数运行时，所发出的无功功率为正，感性无功 发电机超前功率因数运行时，所发出的无功功率为负，容性无功第一节：电力线路的数学模型一．电力线路的物理现象及电气参数用电阻R 来反映电力线路的发热效应，用电抗X 反映线路的磁场效应，用电纳B 来反映线路的电场效应，用电导G 来反映线路的电晕现象和泄漏现象。

（1）线路的电阻：考虑温度的影响则：（2）线路的电抗：.各相导线有自感，导线之间有互感。

用一相等值电路分析.三相导线间距离不等时，各相电感互不相等。

为使线路阻抗对称，每隔一段距离将三相导线进行换位最常用的电抗计算公式进一步可得到 ()()QP sin cos S U I 3θθU I 3I U3S i u *j j ~+=+=∠=-∠==ϕϕϕ [])20(120-+=t r r t αSr ρ=141105.0lg6.42-⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=r m r D f x μπ）导线单位长度的电抗（km x /1Ω-）或导线的半径（cm mm r - 1=-r r μμ数，对铜、铝，导线材料的相对导磁系）交流电频率（Hz f -3cabc ab m m D D D D cm mm D =-），或几何均距（0157.0lg 1445.01+=rDx m还可以进一步改写为：在近似计算中，可以取架空线路的电抗为0.40Ω/km分裂导线线路的电抗:分裂导线的采用改变了导线周围的磁场分布，等效地增加了导线半径，减小了导线表面的电场强度，避免正常运行时发生电晕。