第二篇 电力系统的负荷

2 负荷特性 与模型
29
电力系统分析 主讲教师：徐箭
一、负荷的静态特性 反映电压和频率缓慢变化时负荷功率变 化的特性。
1 负荷的表 示方法
P = FP (U , f )
Q = FQ (U , f )
2 负荷特性 与模型
30
电力系统分析 主讲教师：徐箭
一、负荷的静态特性
;负荷静态特性常用近似模型 多项式 幂函数 恒定阻抗 ;负荷静态模型的使用范围 ¾电力系统的潮流计算 ¾频率稳定、电压稳定分析计算 ¾无功优化补偿等分析计算
1 负荷的表 示方法
计划。检修机组应尽 量安排在负荷量小的 时段；
¾ 为新建或扩建电厂的
2 负荷特性 与模型
容量提供依据。
年最大负荷曲线
19
电力系统分析 主讲教师：徐箭
（二）年负荷曲线
;年持续负荷曲线的定义
1 负荷的表 示方法
——按一年内系统负 荷数值的大小及其 累计小时数顺序由 大至小排列而成的 曲线。
⎡ ⎛ U ⎞2 ⎤ ⎛U ⎞ Q = QN ⎢ AQ ⎜ ⎜U ⎟ ⎟ + BQ ⎜ ⎜U ⎟ ⎟ + CQ ⎥ ⎢ ⎥ ⎝ N⎠ ⎣ ⎝ N⎠ ⎦
33
电力系统分析 主讲教师：徐箭
一、负荷的静态特性 1
2
2
3
1 负荷的表 示方法
⎡ ⎛ U ⎞ ⎤ ⎛ U ⎞ P = PN ⎢ AP ⎜ ⎜U ⎟ ⎟ + BP ⎜ ⎜U ⎟ ⎟ + CP ⎥ ⎥ ⎢ ⎝ N⎠ ⎣ ⎝ N⎠ ⎦ ⎡ ⎛ U ⎞2 ⎤ ⎛ U ⎞ Q = Q N ⎢ AQ ⎜ ⎜U ⎟ ⎟ + BQ ⎜ ⎜U ⎟ ⎟ + CQ ⎥ ⎢ ⎥ ⎝ N⎠ ⎣ ⎝ N⎠ ⎦
日最大负荷 日最小负荷 峰荷 腰荷 基荷
2 负荷特性 与模型
12
电力系统分析 主讲教师：徐箭
（一）日负荷曲线
;峰谷差
1 负荷的表 示方法
——日最大负荷Pmax和日最小负荷Pmin的差值。
;日用电量
——日有功负荷曲线所围成的面积。
2 负荷特性 与模型
Ad
13
∫
24
0
P d t = ∑ Pk tk
k =1
¾1—恒定阻抗负荷；2—恒定电流负荷；3—恒定
2 负荷特性 与模型
功率负荷；
¾ AP , BP , C P , AQ , BQ , CQ 分别为恒定阻抗、恒定电流和
恒定功率负荷占总有功负荷和总无功负荷的百分数
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电力系统分析 主讲教师：徐箭
一、负荷的静态特性
思考题？
⎤ ⎡ ⎛U ⎞ ⎛U ⎞ P = PN ⎢ AP ⎜ ⎟ + CP ⎥ ⎟ + BP ⎜ ⎜U ⎟ ⎜U ⎟ ⎥ ⎢ ⎝ N⎠ ⎦ ⎣ ⎝ N⎠ ⎤ ⎡ ⎛ U ⎞2 ⎛U ⎞ Q = QN ⎢ AQ ⎜ ⎟ + CQ ⎥ ⎟ + BQ ⎜ ⎜U ⎟ ⎜U ⎟ ⎥ ⎢ ⎝ N⎠ ⎦ ⎣ ⎝ N⎠
第二篇
本篇内容：
电力系统的负荷
1 负荷的表 示方法
掌握负荷的表示方法、负荷曲线和负荷曲线的类型以及各类负 荷曲线的作用； 掌握最大负荷利用时间的物理意义； 熟悉负荷特性，了解负荷的数学模型；
2 负荷特性 与模型
重点：负荷曲线的类型以及各类负荷曲线的作用；最
大负荷利用时间的物理意义以及负荷特性。
U P
三 相 负 荷
2 负荷特性 与模型
6
电力系统分析 主讲教师：徐箭
一、负荷功率
向量图
U P
α
1 负荷的表 示方法
ϕ
β
I P
0
复数功率
-β
IP
*
*
固定轴
2 负荷特性 与模型
IP SP = U P
7
SP = P + jQ
电力系统分析 主讲教师：徐箭
一、负荷功率
I P = U I ∠ (α + ( − β ) ) SP = U P P P = U P I P ∠ (α − β )
（一）日负荷曲线
k m , α与负荷特性
¾km、α值愈小，表明负荷波动
愈大，发电机的利用率愈差， 负荷特性愈差。
km = Pav Pmax
α =
Pmin Pmax
1 负荷的表 示方法
¾Km、α值愈大，表明负荷波动
愈小，发电机的利用率愈好， 负荷特性愈好。 ¾电力系统运行应采用“削峰填 谷”等措施，尽量使得km、α趋 近于1。
2 负荷特性 与模型
9
电力系统分析 主讲教师：徐箭
二、负荷曲线
;负荷曲线的分类
有功负荷曲线 ①按功率性质 无功负荷曲线 日负荷曲线 ②按 时 间 月负荷曲线 用户负荷曲线 ③按负荷范围 地区电网负荷曲线 电力系统负荷曲线
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1 负荷的表 示方法
季负荷曲线 年负荷曲线
2 负荷特性 与模型
电力系统分析 主讲教师：徐箭
电力系统分析 主讲教师：徐箭
2－1 负荷的表示方法
;电力系统的负荷
1 负荷的表 示方法
有功负荷（有功功率） 无功负荷（无功功率） 有功功率的定义？
2 负荷特性 与模型
3
电力系统分析 主讲教师：徐箭
2－1 负荷的表示方法
;有功功率
1 负荷的表 示方法
——把电能转换为其他能量（机械能、光能、 热能等）并在用电设备中真实消耗掉的功率
1 负荷的表 示方法
Tmax
1 Pmax
22
A Pmax
2 负荷特性 与模型
∫
8760
0
Pdt
年持续负荷曲线 电力系统分析 主讲教师：徐箭
表2-1
负荷类型 户内照明及生活用电 单班制企业用电 两班制企业用电 三班制企业用电 农灌用电
各类用户的Tmax
Tmax （h） 2000~3000 1500~2200 3000~4500 6000~7000 1000~1500 2 负荷特性 与模型 1 负荷的表 示方法
2 负荷特性 与模型
无功功率的定义？
4
电力系统分析 主讲教师：徐箭
2－1 负荷的表示方法
;无功功率
1 负荷的表 示方法
——并不做功，只是用来完成电磁能量的相互交 换所需的功率。
2 负荷特性 与模型
为什么存在无功负荷?
5
电力系统分析 主讲教师：徐箭
一、负荷功率
1 负荷的表 示方法
a b c
I P
⎤ ⎥ ⎥ ⎦
1 负荷的表 示方法
⎡ ⎛ U ⎞2 ⎤ ⎡ d(Q / Q ) ⎛U ⎞ N ⎟ ⎜ ⎟ ⎥ ⎢ + + + 1 C B Q = QN ⎢ AQ ⎜ Q⎜ Q ⎜U ⎟ ⎟ d( f / f N ) UN ⎠ ⎢ ⎥ ⎢ N⎠ ⎝ ⎝ ⎣ ⎦⎣
2 负荷特性 与模型
⎡ ⎛ U ⎞2 ⎛U ⎞ ⎜ ⎟ ⎟ + BP ⎜ + CP P = PN ⎢ AP ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ U ⎢ ⎝UN ⎠ ⎣ ⎝ N⎠
1 负荷的表 示方法
⎡ ⎛ U ⎞2 ⎤ ⎡ d(Q / Q ) ⎛ Δf ⎞⎤ ⎛U ⎞ N ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎥ ⎢ ⎥ + + Q = QN ⎢ AQ ⎜ B C + 1 Q⎜ Q ⎜U ⎟ ⎟ ⎜ ⎟ UN ⎠ d( f / f N ) f ⎝ f N ⎠⎥ ⎢ ⎥ ⎢ N⎠ ⎝ ⎝ N ⎦ ⎣ ⎦⎣
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电力系统分析 主讲教师：徐箭
（一）日负荷曲线
;日平均负荷
1 负荷的表 示方法
Pav
;负荷率
Ad 24
1 24 1 24 P t = P t d ∑ k k ∫ 0 24 24 k =1
;最小负荷系数
2 负荷特性 与模型
Pav km = Pmax
14
Pmin α= Pmax
电力系统分析 主讲教师：徐箭
2 负荷特性 与模型
年持续负荷曲线
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电力系统分析 主讲教师：徐箭
（二）年负荷曲线
;年持续负荷曲线的作用
¾ 安排发电计划及进
1 负荷的表 示方法
行可靠性估计。
¾ 计算用户全年的耗
2 负荷特性 与模型
电量
A=∫
8760
0
Pdt
年持续负荷曲线
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电力系统分析 主讲教师：徐箭
（二）年负荷曲线
;最大负荷利用时间
年最大负荷曲线
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年持续负荷曲线 电力系统分析 主讲教师：徐箭
（二）年负荷曲线
;年最大负荷曲线的定义
1 负荷的表 示方法
——描述一年内每月 （或每日）最大有功负 荷随时间变化情况的曲 线。
2 负荷特性 与模型
年最大负荷曲线
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电力系统分析 主讲教师：徐箭
（二）年负荷曲线
;年最大负荷曲线的作用
¾ 制订发电设备的检修
负荷的电压特性 负荷的频率特性
2 负荷特性 与模型
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电力系统分析 主讲教师：徐箭
一、负荷的静态特性
9若不计负荷的频率特性 ⎡ ⎛ U ⎞2 ⎛U ⎞ P = PN ⎢ AP ⎜ ⎜U ⎟ ⎟ + BP ⎜ ⎜U ⎟ ⎟ + CP ⎢ ⎝ N⎠ ⎣ ⎝ N⎠ ⎤ ⎡ d(P / P ) N ⎥ ⎢1+ d( f / f N ) ⎥ ⎣ ⎦⎢ ⎛ Δf ⎞⎤ ⎜ ⎜f ⎟ ⎟⎥ f N ⎝ N ⎠⎥ ⎦ ⎛ Δf ⎞⎤ ⎜ ⎜f ⎟ ⎟⎥ f N ⎝ N ⎠⎥ ⎦
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电力系统分析 主讲教师：徐箭
2－2
负荷特性与模型
1 负荷的表 示方法
;负荷特性的定义
——反映负荷功率随系统运行参数(电压或频 率）的变化而变化规律的曲线或数学表达式。