1、电力工程河海大学第1篇 电力设备Part I Electric Apparatus输电设备电力负荷 同步发电机组 开关类设备高压绝缘与保护控制电力工程河海大学第3章 电力负荷Chap 3 Electric Loads1.1.负荷曲线负荷曲线2.2.负荷分类负荷分类3.3.负荷模型负荷模型3.1.1 负荷概念n负荷：负荷：电力负荷是电力系统中所有用电电力负荷是电力系统中所有用电设备的总称，习惯上也指所耗用的功率，设备的总称，习惯上也指所耗用的功率，简称负荷。简称负荷。n单位：单位：国际上国际上MW/MVAR/MVA，我国，我国习惯上万千瓦。习惯上万千瓦。n电量：电量：指消耗的电能量，用电量或者发
2、指消耗的电能量，用电量或者发电量。电量。电力工程河海大学1 1、负荷：、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。系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和。也称也称电力系统的综合用电负荷。电力系统的综合用电负荷。是所有用户的负荷总加是所有用户的负荷总加。2 2、负荷分类（按负荷性质分类）、负荷分类（按负荷性质分类）：工业、农业、交通运输业、工业、农业、交通运输业、商业、生活等。商业、生活等。3 3、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综合用电负荷加上电力网的功率损耗。耗。4 4、电力系统的发电负荷：、电力系统的发电负荷：供电负荷加上发电厂厂
3、用电消耗的供电负荷加上发电厂厂用电消耗的功率。功率。电力系统的负荷电力系统的负荷 电力工程河海大学1、日负荷曲线n以往以往24点（每小时）点（每小时）n目前开始大都目前开始大都96点（每一刻钟）点（每一刻钟）3.1 负荷曲线n负荷有功、无功随时间变化的曲线负荷有功、无功随时间变化的曲线(),()Pp tQq t负荷曲线负荷曲线负荷预测负荷预测电力工程河海大学用曲线描述某一时间段内负荷随时间变化的规律用曲线描述某一时间段内负荷随时间变化的规律 1.1.日负荷曲线日负荷曲线:制定发电计划的依据制定发电计划的依据 一天的总耗电量一天的总耗电量 日平均负荷日平均负荷 240PdtAd24024124P
4、dtAPdav二负荷曲线：二负荷曲线：电力工程河海大学负荷率km 最小负荷系数 maxPPkavmmaxminPP电力工程河海大学(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 年最大负荷曲线：为安装新机组、安排检修计年最大负荷曲线：为安装新机组、安排检修计 划提供依据划提供依据电力工程河海大学2.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 3.年持续负荷曲线：按一年中系统负荷的数值大小及其持续小时数顺序排列绘制而成 t1PPmaxP1P2P3tt3t28760Tmax全年耗电量 PdtA87600最大负荷利用小时数 Tmax PdtPP
5、AT87600maxmaxmax1电力工程河海大学A=PmaxTmax 各类用户的年最大负荷利用小时数负 荷 类 型Tmax/h户内照明及生活用电20003000一班制企业用电15002200二班制企业用电30004500三班制企业用电60007000农 灌 用 电10001500电力工程河海大学电气工程基础河海大学,鞠平观察规律？2、年（月、周）最大负荷曲线n横坐标（时间）：逐月或者逐日。横坐标（时间）：逐月或者逐日。n纵坐标（负荷）：最大（峰值）负荷或纵坐标（负荷）：最大（峰值）负荷或者其它（最小负荷、平均负荷）。者其它（最小负荷、平均负荷）。n月、周类似，以往用的不多。月、周类似，以往用
6、的不多。电力工程河海大学电气工程基础河海大学,鞠平3.1.3 负荷特性n时间特性：时间特性：负荷功率随时间变化的特性负荷功率随时间变化的特性n电气特性：电气特性：负荷功率与电压和频率之间负荷功率与电压和频率之间的关系。的关系。电力工程河海大学电力工程河海大学电气工程基础河海大学,鞠平n周期性周期性n相似性相似性n增长性增长性n随机性随机性负荷预测负荷预测3.1.4 负荷预测电力工程河海大学n超短期：超短期：分钟级，比如一刻钟。分钟级，比如一刻钟。n短期：短期：日级，比如明天。日级，比如明天。n中长期：中长期：年级，比如明年。年级，比如明年。电力工程河海大学电气工程基础河海大学,鞠平工业负荷工业
7、负荷 民用负荷民用负荷 农业负荷农业负荷 照明照明 加热加热 空调空调 一级一级二级二级 三级三级 3.2 负荷分类 按行业 按设备 按重要性电力工程河海大学工业负荷：工业负荷：量大，比较稳定。量大，比较稳定。农业负荷：农业负荷：季节性强季节性强，负荷密度小，功，负荷密度小，功率因数低，负荷的结构变化大。率因数低，负荷的结构变化大。商业负荷：商业负荷：很强的时间性，电网峰荷的主很强的时间性，电网峰荷的主要组成部分。要组成部分。市政及居民生活负荷：市政及居民生活负荷：负荷变化大，负荷负荷变化大，负荷同时率高，负荷功率因数低同时率高，负荷功率因数低。n 按照行业分类电力工程河海大学一级负荷一级负荷
8、：若中断供电，可能造成生命危：若中断供电，可能造成生命危险、重大损失或混乱。险、重大损失或混乱。二级负荷二级负荷：若中断供电，可能造成大量减：若中断供电，可能造成大量减产、交通停顿、生活受到影响。产、交通停顿、生活受到影响。三级负荷三级负荷：其它负荷。：其它负荷。n 按照重要性分类电力工程河海大学3.3 负荷模型n概述概述n静态负荷模型静态负荷模型n电动机负荷模型电动机负荷模型n综合负荷模型综合负荷模型电力工程河海大学n 重要重要：电力总是负荷消耗的，影响大：电力总是负荷消耗的，影响大n 负荷特性负荷特性：P、Q 与与 U、f 之间的关系之间的关系n 负荷模型负荷模型：描述关系的方程：描述关系
9、的方程3.3.1 概述Uf电力负荷PQ电力工程河海大学1、静态特性模型【例】某负荷由某负荷由RL串联而成，推导串联而成，推导其有功和无功功率的静态和动态特其有功和无功功率的静态和动态特性模型性模型。222222(2)2(2)RPURfLfLQURfLuRL电力工程河海大学2、动态特性模型2diuRiLdtPRI电力工程河海大学n 难点难点：整体而非个体：整体而非个体个体元件容易个体元件容易整体综合难整体综合难简单实用简单实用UfP,Q电力工程河海大学3.3.2 静态负荷模型 稳态情况下，负荷功率与电压、频率之间稳态情况下，负荷功率与电压、频率之间的静态关系的静态关系电力工程河海大学1、多项式（
10、、多项式（ZIP）模型）模型2012300020123000()()(1)()()(1)DPDQUUfPP pppLUUfUUfQQ qqqLUUf12312311pppqqq 恒定阻抗负荷 Z恒定电流负荷 I恒定功率负荷 P0P0Q对应于0U0f电力工程河海大学2 2、幂函数模型、幂函数模型000000()()()()fufuppqqUfPPUfUfQQUf电力工程河海大学3、特征系数（、特征系数（SCC)0000()()uP PUPpU UUPfpuqfq0/UU0PP0000()()fP PfPpfffP负荷有功的电压特性指数负荷有功的频率特性指数类似电力工程河海大学000000/(/)
11、(/)/(/)(/)fufuppqqP PU UffQ QU Uff121222ufDPufDQppppLqqqqL，21232123(1)23,(2),22(1)23,(2),22uuuuuuuuuuuupppppppppq qqqqqqqq【课堂讨论课堂讨论】模型系数关系模型系数关系电力工程河海大学3.3.3 电动机负荷模型(1)以前常用机械暂态模型 电机学9-6 忽略所有电磁暂态忽略所有电磁暂态n 考虑转子运动方程考虑转子运动方程11,=(1-s)p,emJmennsnddsJMMTMMdtdt电力工程河海大学电力工程河海大学sRsxrxrSRxlsrxxxrSRx40KW0(1)mS
12、fMM2maxmax2,2eeecrlcrMUMMSxSSS电力工程河海大学(2)现在大都采用3阶机电暂态模型 n忽略定子电磁暂态忽略定子电磁暂态n考虑转子电磁暂态和运动方程考虑转子电磁暂态和运动方程)(1EMjLLTTTdtdS)2.()(1000fSejTIXXjKeTdtedLLLdzLLdL电力工程河海大学n最常用：最常用：感应电动机感应电动机 +静态负荷静态负荷 3.3.4 综合负荷模型3LlLIMSL整体特性1L2L电力工程河海大学 220(380)V 235 kV 110 kV 220 kV 110 kV 10 kV 10 kV 感应电动机 照明系统 无功补偿系统 感应电动机 感应电动机 无功补偿系统 静态负荷 无功补偿系统 电力工程河海大学习题：习题：某负荷由某负荷由RCRC串联而成，推串联而成，推导其有功和无功功率的静态和动导其有功和无功功率的静态和动态特性模型。态特性模型。电力工程河海大学小结小结 重点掌握负荷曲线重点掌握负荷曲线 一般了解负荷模型一般了解负荷模型电力工程河海大学电气工程基础河海大学,鞠平本章结束！
