1、ELECTRIC POWER ENGINEERING ELECTRIC POWER ENGINEERING 电力工程电力工程鞠平 主编第三章第三章 电力负荷电力负荷第第3章章 电力负荷电力负荷3.1 负荷曲线3.2 负荷分类3.3 负荷模型3.1 负荷曲线负荷曲线v负荷：电力系统中用电设备的总称，习惯上也 指所耗用的功率。v单位：MW/Mvar/MVA，我国习惯上采用“万 kV”，即10kVv电量：消耗的电能量，单位为“千瓦时”、“度”3.1 负荷曲线负荷曲线v 负荷曲线 负荷所耗用的功率随时间变化的曲线。日负荷曲线：将一天的负荷按照一定的时间间隔 描成一条曲线 以往24点曲线（每小时一点）目
2、前采用96点曲线（每一刻钟一点）3.1 负荷曲线负荷曲线日负荷曲线1实际负荷曲线 2预测负荷曲线3.1 负荷曲线负荷曲线年最大负荷曲线：将一年中每一天的日最大负荷连成一条曲线。某市2003年峰值负荷曲线3.1 负荷曲线负荷曲线v 负荷特性 时间特性：负荷随时间变化呈现出的规律 电压或频率特性：负荷与电压频率之间的关系描述类比较类曲线类1、日最大负荷2、日最小负荷3、日平均负荷4、日峰谷差 5、年最大负荷6、年最小负荷7、年平均负荷1、日负荷率2、日最小负荷率3、日峰谷差率4、季负荷率（季不均衡系数）1、日负荷曲线2、周负荷曲线3、年负荷曲线负荷特性指标分类3.1 负荷曲线负荷曲线某市5年夏季典
3、型日负荷曲线3.1 负荷曲线负荷曲线v负荷预测 周期性周期性相似性相似性增长性增长性随机性随机性3.1 负荷曲线负荷曲线按照预测时间的长短，可分为 超短期负荷预测（分钟级）短期负荷预测（日级）中长期负荷预测（年级）3.2 负荷分类负荷分类工业负荷民用负荷农业负荷按行业市政居民生活负荷照明加热空调按设备一级二级三级按重要性3.2 负荷分类负荷分类v按照行业分 工业负荷：负荷量大，负荷曲线比较平稳；农业负荷：季节性强，年最大负荷利用小时数低，负荷密度小，功率因数低，复合机构变化大；商业负荷：很强的实践性和季节性，电网峰荷的主要组成部分；市政及居民生活负荷：负荷变化大，负荷率跨度大，负荷同时率高，负
4、荷功率因数低。3.2 负荷分类负荷分类v按重要性分类 一级负荷：若中断供电，可能造成生命危险、重大经济损失或社会混乱；二级负荷：若中断供电，可能造成大量减产、交通停顿、生活受到影响；三级负荷：其他负荷。3.3 负荷模型负荷模型3.3.1 负荷模型概述3.3.2 静态负荷模型3.3.3 电动机负荷模型3.3.1 负荷模型概述负荷模型概述电力负荷UfPQv 负荷模型 描述负荷吸收的有功功率（P）及无功功率（Q）随着负荷母线电压（U）和频率（f）变化的数学方程式。v 建立负荷模型的意义 负荷作为能量消耗者，在电力系统的设计、分析与控制中有重要影响。v 如何建立负荷模型3.3.1 负荷模型概述负荷模型
5、概述例：某负荷由R、L串联而成，如图所示，其端口电压是频率为的交流电压源。推导其静态和动态模型。解：静态模型 动态模型222222(2)2(2)RPURfLfLQURfLdiuRiLdt3.3.2 静态负荷模型静态负荷模型 稳态条件下，负荷功率与电压及频率之间的非线性函数关系称为负荷的静态模型。a)b)综合负荷的静态特性a)综合负荷的电压静特性曲线 b)综合负荷的频率静特性曲线3.3.2静态负荷模型静态负荷模型1、多项式模型式中多项式2000020000()()(1)()()(1)ZIPDPZIPDQP PP U UP U UPLffQ QQ U UQ U UQLff11ZIPZIPPPPQQ
6、Q3.3.2 静态负荷模型静态负荷模型2、幂函数模型3、静态特征系数静态特征系数：负荷的功率、电压、及频率均取相对值时，功率对电压及频率的变化率。000000()()()()pupfquqfnnnnP PU UffQ QU Uff00000000d()d()d()d()d()d()d()d()ufufP PP PppU UffQ QQ QqqU Uff，3.3.2静态负荷模型静态负荷模型静态特征系数与幂函数模型中幂指数的关系：由多项式模型获取幂函数模型：fufuqqppffUUQQffUUPP)()()()(000000DQfIZuDPfIZuLqQQqLpPPp，2，23.3.2静态负荷模型
7、静态负荷模型由幂函数获取多项式模型：232，)2(，2)1(232，)2(，2)1(22uuPuuLuuZuuPuuLuuZqqQqqQqqQppPppPppP3.3.2静态负荷模型静态负荷模型例：对于RL电路，已知其功率因数为0.8，计算其静态特征系数，并写出多项式模型和幂函数模型方程。解：该负荷的电压特性系数为2，即将 代入，可得幂函数模型为 2，2uuqp1cos22cos)1(cos2sin2)(2)()()()(2222200000ffqzLdPPdffdPPdp8.0cos0.28，72.0ufqp28.0020072.00200)()()()(ffUUQQffUUPP3.3.2静
8、态负荷模型静态负荷模型计算可得多项式模型为0.28，0，0，1-0.72，0，0，1DQPLZDPPLZLQQQLPPP)0.281()()0.72-1()(02000200ffUUQQffUUPP3.3.3 电动机的数学模型电动机的数学模型机电暂态模型 端口电压方程 电动势方程 转子运动方程 电磁转矩和机械转矩 IXjfREUs)(00)()(drqdTEfjIXXjfEdtEdTjMErTTTdtd)()(002rrMMsETTfRIPT3.3.3 电动机的数学模型电动机的数学模型机械暂态模型根据T形等效电路，可得 从电动机端口看进去的电导 转差率s：转子运动方程电磁转矩和机械转矩GURXRUP2222)()(fTTTdtdsjEMfXRRRUfRIGUTssE)()(22222)1(0fsTTMMfsrsrs1)(G3.3.4 综合负荷模型综合负荷模型综合负荷模型结构
