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负荷曲线及其特征分析

【摘要】:描述负荷随时间变化规律的曲线就称为负荷曲线。按负荷种类可分为有功负荷曲线和无功负荷曲线;按时间的长短可分为日负荷曲线和年负荷曲线;也可按计量地点分为个别用户、电力线路、变电所、发电厂、电力系统的负荷曲线。将上述三种特征相结合,就确定了某一种特定的负荷曲线,如电力系统的有功日负荷曲线。负荷曲线中的最大值称为日最大负荷Pmax(峰荷),最小值称为日最小负荷Pmin(谷荷)。

电力系统各用户的用电情况不同,并且经常发生变化,因此实际系统的负荷是随时间变化的。描述负荷随时间变化规律的曲线就称为负荷曲线。按负荷种类可分为有功负荷曲线和无功负荷曲线;按时间的长短可分为日负荷曲线和年负荷曲线;也可按计量地点分为个别用户、电力线路、变电所、发电厂、电力系统的负荷曲线。将上述三种特征相结合,就确定了某一种特定的负荷曲线,如电力系统的有功日负荷曲线。

常用的负荷曲线有如下几种:

1.日负荷曲线

描述系统负荷在一天24h内所需功率的变化情况,分为有功日负荷曲线和无功日负荷曲线。它是调度部门制定各发电厂发电负荷计划的依据。图1-10(a)为某系统的日负荷曲线,实线为有功日负荷曲线,虚线为无功日负荷曲线。为了方便计算,常把负荷曲线绘成阶梯形,如图1-10(b)所示。负荷曲线中的最大值称为日最大负荷Pmax(峰荷),最小值称为日最小负荷Pmin(谷荷)。从图1-10(a)可见,有功功率和无功功率最大负荷不一定同时出现,低谷负荷时功率因数较低,高峰负荷时功率因数较高。

图1-10 日负荷曲线

根据日负荷曲线可估算负荷的日耗电量,即

在数值上Wd就是有功日负荷曲线P包含的曲边梯形的面积。

不同行业、不同季节的日负荷曲线差别很大,如图1-11所示几种行业在冬季的有功日负荷曲线。钢铁工业属三班制生产,其负荷曲线[图1-11(a)]很平坦,最小负荷达最大负荷的85%;食品工业属一班制生产,其负荷曲线[图1-11(b)]变化幅度较大,最小负荷仅达最大负荷的13%;农村加工负荷每天仅用电12小时[图1-11(c)];市政生活用电有明显的用电高峰[图1-11(d)]。由图1-11可见,各行业的最大负荷不可能同时出现,因此系统负荷曲线上的最大值恒小于各行业负荷曲线上最大值之和。

图1-11 几种行业的有功功率日负荷曲线(冬季)

(a)钢铁工业负荷;(b)食品工业负荷;(c)农村加工负荷;(d)市政生活负荷

2.年最大负荷曲线

描述一年内每月电力系统综合用电负荷变化规律的曲线,为调度、计划部门有计划的安排发电设备的检修、扩建或新建发电厂提供依据。如图1-12所示为某系统的年最大负荷曲线,其中阴影面积A为检修机组的容量与检修时间的乘积;B为系统扩建或新建的机组容量。年持续负荷曲线如图1-13所示。

图1-12 年最大负荷曲线

图1-13 年持续负荷曲线

全年耗电量W在数值上等于曲线P包围的面积。如果负荷始终等于最大值Pmax,经过Tmax小时后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

可见Tmax表示全年用电量若以最大负荷运行时可供耗用的时间。因此在已知Pmax和Tmax的情况下,可估算出电力系统的全年耗电量

表1-3 各类用户的Tmax

各类用户的Tmax值见表1-3。

由于系统发电能力是按最大负荷需要再加上适当的备用容量确定的,所以Tmax也反映了系统发电设备的利用率。