第五章 电力系统负荷
电力系统负荷调度
电力系统负荷调度电力系统负荷调度是指通过对电力系统内的各个电力设备和电源进行合理管理和调度，以满足用户需求，保证电力供应的可靠性和稳定性的一项重要工作。
负荷调度的目标是实现电力供需平衡，合理分配电力资源，提高电网的运行效率和安全性。
一、电力系统负荷调度的概述电力系统负荷调度是电力系统运行中的一个关键环节，它的任务是根据用户的需求和电力供给能力，合理安排电力的生产、传输和消费。
负荷调度工作涉及到各个电力设备的运行状态、用户的用电需求以及电力市场的供需状况等多个因素，需要科学合理地进行规划和调度。
负荷调度主要包括对电力负荷的实时预测和调度计划的制定。
通过对历史数据和实时监测数据的分析，可以预测未来一段时间内的负荷变化趋势，为电力系统的运行安排提供参考。
同时，负荷调度还需要根据电力系统的实际情况制定合理的负荷分配计划，确保各个电力设备的运行负荷均衡，防止过载和损坏。
二、负荷调度的重要性1. 保障电力供应的可靠性：负荷调度可以根据用户的实际需求，提前做出合理的电力供应安排，确保电力系统能够满足用户的用电需求。
它能够通过及时的负荷预测和调度计划，避免电力短缺或过剩，保证电力供应的可靠性和稳定性。
2. 提高电网的运行效率：负荷调度可以对电力系统内各个电力设备进行合理的负荷分配，避免某些设备过载运行，提高设备的利用率，保证电力系统的正常运行。
同时，负荷调度还可以优化电力的输送路径，减少损耗，提高电网的运行效率。
3. 促进电力市场的发展：负荷调度可以根据电力市场的供需情况，制定合理的负荷分配计划，确保供电与用户需求的匹配。
它可以促进电力市场的发展，增加市场竞争，提高资源的利用效率。
三、负荷调度的方法和技术1. 负荷预测技术：负荷预测是负荷调度的基础工作，它可以通过对历史数据和实时监测数据的分析，预测未来一段时间内的负荷变化趋势。
负荷预测技术主要包括基于统计学方法的负荷预测和基于人工智能算法的负荷预测。
2. 负荷调度算法：负荷调度算法是实现电力系统负荷调度的重要工具，通过建立负荷与电力供应的优化模型，求解最优的负荷调度方案。
电力系统中的电力负荷模型
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。
智能电网中的电力负荷预测与控制
智能电网中的电力负荷预测与控制第一章：引言随着电力需求的不断增长，智能电网作为一种能够提供可靠能源供应和高效能源管理的解决方案，已成为当前能源领域的研究热点。
其中，电力负荷预测与控制是智能电网系统中的重要环节。
本章将介绍智能电网的定义和特点，以及电力负荷预测与控制在智能电网中的重要性。
第二章：智能电网的定义和特点智能电网，又被称为智能能源网络或智慧能源系统。
它利用先进的通信、传感、控制和计算技术，集成了分布式发电、先进计量和监控系统等，实现对电力供应和需求的智能管理。
智能电网的特点包括高度自适应性、多功能性、可靠性和可持续性等。
第三章：电力负荷预测与控制的重要性电力负荷预测与控制是智能电网中不可或缺的环节。
通过准确预测和控制电力负荷，可以实现对能源供应的优化调度，减少能源浪费和成本开销。
此外，电力负荷预测与控制还是实现电力系统稳定运行和保障用户用电需求的关键。
第四章：电力负荷预测的方法电力负荷预测的方法可分为传统统计模型和基于人工智能的模型。
传统统计模型包括时间序列模型和回归模型，它们基于历史数据进行建模和预测。
而基于人工智能的模型，如神经网络模型和支持向量机模型，则能够通过学习数据的非线性关系实现更准确的预测。
第五章：电力负荷控制的方法电力负荷控制的方法包括供电侧控制和需求侧控制两种。
供电侧控制主要通过优化电力系统的发电计划和调度，以适应负荷的变化。
需求侧控制则通过调整用户用电需求，实现对电力负荷的有效控制。
传统的控制方法包括电力系统负荷调度和负荷管理控制等。
第六章：智能电网中的电力负荷预测与控制的挑战与前景虽然电力负荷预测与控制在智能电网中有着重要的地位，但仍面临一些挑战。
例如，电力负荷的不确定性和多样性使得预测和控制变得更加复杂。
此外，数据的采集和处理也是一个需要解决的问题。
然而，随着人工智能和大数据技术的不断发展，智能电网中的电力负荷预测与控制的前景仍然十分广阔。
第七章：结论电力负荷预测与控制是智能电网中的重要环节，能够实现对电力供应和能源管理的优化调度。
第五章：电力系统负荷
把用户所消耗的总用电负荷再加上网络中线路和变压器所 损耗的功率就是系统中各个发电厂所应供给的功率， 损耗的功率就是系统中各个发电厂所应供给的功率，称其 为系统的供电负荷。 为系统的供电负荷。 供电负荷再加上发电厂本身所消耗的功率(发电厂的自用 供电负荷再加上发电厂本身所消耗的功率( 电)就是系统中各个发电厂所应发出的总功率。 就是系统中各个发电厂所应发出的总功率。
三、电力系统的年负荷曲线和年最大负荷利用小时数
年最大负荷P 年最大负荷 max ：指全年中消耗电能最多的半小时的平均 功率， 功率，即 P =P
m ax 30
年最大负荷利用小时数Tmax:若用户始终保持最大负荷 年最大负荷利用小时数Tmax:若用户始终保持最大负荷 Tmax: Pmax运行 经过Tmax 运行， Pmax运行，经过Tmax 后所消耗的电能恰好等于全年的实 际耗电量。 际耗电量。
2．负荷的分类 (1)按物理性能分类 可分为有功负荷与无功负荷。 按物理性能分类： (1)按物理性能分类：可分为有功负荷与无功负荷。 (2)按电力生产和销售过程分类：可分为发电负荷、 (2)按电力生产和销售过程分类：可分为发电负荷、供电负 按电力生产和销售过程分类 荷和用电负荷等。 荷和用电负荷等。 (3)按突然中断供电对用户所造成的损失分类： (3)按突然中断供电对用户所造成的损失分类： 按突然中断供电对用户所造成的损失分类 一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏， 一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏，重大 产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。 产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。 供电方式:由两个独立电源供电。 供电方式 由两个独立电源供电。 由两个独立电源供电 二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品报废， 二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品报废， 重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。 重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。 供电方式:由双回路供电。 供电方式 由双回路供电。 供电 三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。 三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。 供电方式:对供电电源无特殊要求。 供电方式 对供电电源无特殊要求。 对供电电源无特殊要求
电力系统负荷的分类
电力系统负荷的分类
1. 居民负荷，就像我们家里各种各样的电器，空调呀、电视呀、冰箱呀，这些都是居民负荷的一部分呢！咱每天回到家，一打开这些电器，这不就在给电力系统增添居民负荷嘛！
2. 商业负荷，那可是商场、店铺里的那些设备哦！比如商场里的灯光、电梯，这不就跟我们平时逛街看到的一样嘛，那些都是商业负荷在起作用呢！
3. 工业负荷，哎呀，那可是工厂里的大家伙们啊，大型机器轰轰响个不停，它们运作起来可需要大量电力呢，这就是强大的工业负荷呀！
4. 农业负荷，好比灌溉的水泵、养殖的设备，这些在农田和养殖场里忙碌的家伙们，也在产生着农业负荷呢！
5. 照明负荷，晚上走在路上，那些明亮的路灯，那就是照明负荷呀，照亮我们回家的路呢！
6. 动力负荷，像那些电动工具，比如钻孔机啥的，启动起来马力十足，这就是动力负荷的表现呢！
7. 季节性负荷，夏天热的时候空调用得多，冬天冷的时候暖气需求大，这不就是季节性负荷嘛，还挺明显的呢！
8. 高峰负荷，就像上下班高峰期的交通一样，大家都在这个时候集中用电，这就是高峰负荷啦，那电力压力可大啦！
9. 低谷负荷，到了夜里大家都睡了，用电少了，这不就是低谷负荷嘛，和白天形成鲜明对比呢！
我觉得啊，了解电力系统负荷的分类真的很重要，这能让我们更好地明白电是怎么被使用和分配的，也能让我们更加珍惜每一度电呀！。
电力系统
1-1什么是电力系统负荷？+电力系统用电负荷是电力系统中某一时刻所有各种用电设备，如电动机、电热、照明等消耗电力的总和。
电力系统的用电负荷加上网络中损耗的功率称为供电负荷，再加上各发电厂厂用功率总称为电力系统的发电负荷。
电力负荷是电力系统规划、设计、运行和调度的主要依据，因此，系统负荷数据资料的搜集、积累、分析和预测工作很重要。
1-2何谓基荷、峰荷、腰荷、峰谷差？基荷是日负荷曲线图(见图1)最小负荷P min以下的部分。
承担基荷的发电机组可以连续运行。
腰荷是在日负荷曲线图平均负荷P av和最小负荷P min之间的部分，它在一天内是有间断的，承担腰荷的机组一般需要间歇运行，如图1所示。
峰荷P max是日负荷曲线图平均负荷P av以上的部分，一般电网在一天内有2个或3个尖峰负荷，如图1所示。
承担峰荷的机组需要具有起停方便、能快速带上或卸掉负荷的能力。
峰谷差是日负荷图上负荷最高点P max和最低点P min的差值，近代电力系统呈现峰谷差愈来愈大的特征。
1-3什么是日负荷率、平均负荷率、最小负荷率？日负荷率是一天内的平均负荷P 与最高负荷的比率，也就是平均负荷率。
对于同样的用电量，如果日负荷率高，则所需投入运行的机组容量比较小；最高负荷与最低负荷的差额(峰谷差)必然小，多数机组可接近额定容量运行，因而可提高运行的经济性。
最小负荷率是一天内最小负荷与最大负荷的比率。
如最小负荷率的数值低，则表示电力系统的高低负荷之间差别大，也就是峰谷差大。
采用抽水蓄能这种方式来储备电网负荷低谷时的电能，到负荷高峰时发电，是一种提高电力系统运行经济性的好措施。
1-4什么是日循环、周循环？如果一个电力系统的运行规律是每天一样的，则这样的运行方式称为日循环。
也有的电力系统在一周之内每天的运行规律不相同，但每周的运行规律是相同的，则称为周循环。
现在各国都重视工作人员的周末(周六、周日)休息，所以正常工作日(周一至周五)的负荷较高，而周末的负荷较低。
电力系统负荷预测分析
电力系统负荷预测分析近年来，随着能源需求的不断扩大和环境污染问题的不断严重化，对电力系统的准确预测和分析需求越来越高。
其中，负荷预测分析作为电力系统的重要组成部分，对电力供需平衡、电网调度、电价制定等方面具有巨大的帮助作用。
负荷预测的定义和意义负荷预测是指对未来一定时间内电力系统的总负荷进行预测，并利用这些信息进行电力系统计算、调度、运行等方面的决策。
其准确性对于保障电源供应，提高电网安全运行，节约能源、降低排放、优化调度等方面具有重要的意义。
负荷预测的基本方法常见的负荷预测方法主要包括：统计分析法、机器学习法、神经网络法和混合预测法。
统计分析法是利用大量历史负荷数据，通过分析时间序列、周期性变化、节日影响等因素，预测未来负荷的方法。
机器学习法是指利用数据挖掘和机器学习算法对历史数据进行分析和学习，建立预测模型，从而得到未来负荷的预测结果。
神经网络法是一种基于人脑神经元结构建立数学模型的方法，通过对一定量的输入数据进行训练，预测未来负荷。
混合预测法是指将多种预测方法结合起来，综合考虑多方面因素进行负荷预测。
常见的混合预测方法包括时间序列分解和模型组合两种。
负荷预测的应用负荷预测可以应用于电力市场、电网调度、电站运行等多个领域。
在电力市场方面，负荷预测可以为市场参与者提供准确的负荷信息，优化电力交易方案，降低市场风险。
在电网调度方面，通过对未来电力负荷进行预测，调度员可以合理安排电力供应，保障电网安全稳定运行。
在电站运行方面，负荷预测可以帮助电站经营者提前了解电力需求，调整发电和输电计划，降低成本，提高效益。
负荷预测的发展趋势随着信息技术的发展和应用范围的不断扩大，负荷预测也越来越受到关注。
未来，负荷预测的主要发展趋势包括以下几点：1. 数据源丰富，质量更高。
未来，随着数据的不断增多和质量的不断提高，负荷预测将更加准确且实用。
2. 预测方法更加细化。
未来，负荷预测将逐渐探索更细致、更高效的预测方法，以满足更为多样的应用场景。
电力系统负荷预测
神经网络法
数据要求
神经网络法需要具备一定量的历史负荷数 据，同时需要设置合适的网络结构和参数
。
简介
神经网络法是一种模拟人脑神经元 网络结构的预测方法，通过训练神 经网络模型，实现对未来负荷的预
测。
A
B
C
D
优缺点
神经网络法能够处理非线性关系和复杂模 式，预测准确性较高，但需要大量计算资 源和时间进行模型训练和验证。
将训练好的模型应用于未来数据进 行预测。
结果评估
对预测结果进行评估，分析误差和 不确定性，提出改进措施。
02
负荷预测的影响因素
经济因素01ຫໍສະໝຸດ 0203国内生产总值
电力负荷与国内生产总值 密切相关，随着国内生产 总值的增长，电力负荷也 会相应增加。
工业发展状况
工业是电力负荷的主要用 户，特别是重工业和制造 业的发展对电力负荷的增 加有显著影响。
03
负荷预测的方法
时间序列法
简介
数据要求
时间序列法是一种基于时间序列数据的预 测方法，通过分析历史负荷数据，预测未 来负荷趋势。
适用场景
时间序列法需要具备连续、准确的历史负 荷数据，数据质量对预测结果影响较大。
优缺点
适用于短期负荷预测，如日、小时级别预 测。
时间序列法简单易行，但受历史数据影响 较大，如历史数据存在异常或缺失，将影 响预测结果的准确性。
以提高负荷预测的准确性和鲁棒性。
THANK YOU
混合模型
将经典模型与深度学习模型进行 融合，以综合利用两种模型的优
点，提高预测精度。
模型评估指标
预测精度
常用的评估指标包括平 均绝对误差(MAE)、均 方根误差(RMSE)、平均 绝对百分比误差 (MAPE)等，用于评估 模型的准确性。
《电力系统分析》第5章 习题解答
第五章思考题及习题答案5-1什么是电力系统的有功功率备用容量？为什么要设置备用容量？答：系统的电源容量超出发电厂发出的有功功率的总和的部分，称为系统的备用容量。
系统设置有功功率备用容量为了满足频率调整的需要，以保证在发电、供电设备发生故障或检修时，以及系统负荷增加时，系统仍有足够的发电容量向用户供电，保证电力系统在额定频率下达到有功平衡。
5-2 电力系统频率偏移过大的影响有哪些？答：频率偏移过大时，主要有以下影响：（1）电动机的转速和输出功率随之变化，会严重地影响产品的质量。
（2）会影响各种电子设备工作的精确性。
（3）对电力系统的正常运行影响很大。
对汽轮发电机叶片都有不良影响；电厂用的许多机械如水泵、风机等在频率降低时都要减小出力，因而影响发电设备的正常运行，使整个发电厂的有功出力减小，从而导致系统频率的进一步下降；频率降低时，异步电动机和变压器的励磁电流增大，为了不超越温升限额，不得不降低发电机的发出功率；频率降低时，系统中的无功功率负荷将增大，无功功率损耗增加，这些都会给电力系统无功平衡和电压调整增加困难。
总之，由于所有设备都是按系统额定频率设计的，系统频率质量的下降将影响各行各业。
而频率过低时，甚至会使整个系统瓦解，造成大面积停电。
5-3 什么是电力系统负荷的有功功率—静态频率特性？何为有功功率负荷的频率调节效应？K的大小与哪些因素有关？L答：系统处于运行稳定时，系统中有功负荷随频率的变化特性称为负荷的有功功率—静态频率特性。
当系统有功平衡破坏而引起频率变化时，系统负荷也参与对频率的调节（当频率变化时，系统中的有功功率负荷也将发生变化），这种特性有助于系统中的有功功率在新的频率下重新达到平衡，这种现象称为负荷的频率调节效应。
K的数值取决于全电力系统各类负荷的比重。
L5-4什么是电力系统发电机组的有功功率—静态频率特性？何为发电机组的单位调节功率？K的大小与哪些因素有关？G答：发电机输出的有功功率与频率之间的关系称为发电机组的有功功率一频率静态特性。
电力系统负荷预测模型的建立
电力系统负荷预测模型的建立电力系统是现代社会的重要组成部分，是所有领域发展的基础。
为了确保电力系统的正常运行，电力公司不仅需要确保供应充足的电力，还需要对负荷情况进行科学合理的预测。
一般来说，电力负荷是指电网中电力消费者的用电量，因此电力系统负荷预测就是为了准确预测未来一定时间段内的电力消费量，以便于进行电力系统的规划和调度。
本文将探讨如何建立电力系统负荷预测模型。
一、电力系统负荷预测的重要性在电力系统中，电力公司需要考虑供应和负荷的平衡，即确保发电能力等于负荷需求。
如果负荷预测不准确，就可能导致电力供应过剩或不足，进而影响电网的稳定运行。
因此，电力系统负荷预测是电力公司的一项重要任务。
正确的负荷预测可以帮助电力公司进行科学合理的电力规划和调度，提高电力供应的质量和效率，降低电网运行成本。
二、电力系统负荷预测的方法1. 基于历史数据的时间序列方法时间序列方法是一种常见的电力负荷预测方法。
该方法基于历史数据中发现的周期性和趋势性来预测未来负荷需求。
时间序列法可以分为移动平均法、指数平滑法、ARIMA模型等多种模型，其中ARIMA模型是较为常用的模型之一。
ARIMA 模型可以分为自回归项、差分项和移动平均项，通过对历史数据进行回归分析和模型选择，得到一个较为准确的负荷预测模型。
2. 基于神经网络的模型神经网络模型是一种基于训练的模型，它不仅可以分析历史数据，而且可以通过学习来预测未来负荷。
神经网络模型可以包括前馈神经网络、循环神经网络、自组织映射神经网络等多种类型，其中前馈神经网络（Feedforward Neural Network，FNN）是电力负荷预测常用的神经网络模型之一。
它通过建立多层连接的神经元网络，通过输入历史负荷数据进行训练，得到一个能够根据历史数据预测未来的负荷预测模型。
三、电力系统负荷预测模型的建立建立电力系统负荷预测模型，需要从数据的采集、预处理、模型训练和预测评价等多个方面进行考虑。
电力系统负荷
一: 负荷分类
发电负荷
供电负荷
厂用电负荷
厂用电率：8%
用户1 用户2
综合用电负荷
线路损失负荷
网损率：5% ~10%
（1）用电负荷
• 电能用户的用电设备在某一时刻向电力系统取用的 电功率的总和，称为用电负荷，用电负荷是电力总 负荷中的主要部分。 （2）线路损失负荷
• 电能在从发电厂到用户的输电过程中，不可避免地 发生一定量的损失，既线路损失，这种损失所对应 的电功率，称为线路损失负荷。
电力负荷整形技术
• 改变用户的用电方式是通过负荷管理技术来实现的 ，负荷管理技术就是负荷整形技术。
• 它是根据电力系统的负荷特性，以某种方式将用户 的电力需求从电网负荷高峰期削减、转移或增加在 电网负荷低谷期的用电，以达到改变电力需求在时 序上的分布，减少日或季节性的电网峰荷，以期提 高系统运行的可靠性和经济性。
• 某企业年最大负荷利用时间Tmax=7000h,最大负荷Pmax=3500KW,则其年
耗电量
Hale Waihona Puke W=KW.h.• 电力系统的负荷与一系列因素有关，主要取决于电网所在 地区的经济结构和用户的生产特点，当地的气候条件、生 活水平和风俗习惯，以及电网规模等。对一个具有一定规 模的电网来讲，电力系统的负荷方式主要是由终端用电方 式决定的，要改变电力系统的负荷方式就要改变终端用电 方式。
电力系统的负荷
电力系统中接有为数众多、千差万别的用电设备，如异 步电动机、同步电动机、电热装置、整流设备、电子仪 器和照明设备等，统称为电力系统的用户。
电力负荷是指发电厂或电力系统在某一时刻所承担的某 一范围耗电设备所消耗电功率的总和，单位用KW表示。
负荷也可按照用户的性质分为工业负荷、农业负荷、交 通运输业负荷、和生活用电负荷等；工业负荷按行业分 为纺织、化学、机械加工、冶金等。在这些不同的种类 的负荷中，各类用电设备所占的比重是不同、变化特性
电力系统稳态分析-第五章
③ 耗量微增率 火力发电机组： i
dFi (T / MW .h) dP Gi
水力发电机组： i dWi (m3 / MW .s) dP Gi
反映发电机组在该运行状态下，出力增加或减少单位值
时，能源消耗增加或减少的多少。
3、有功负荷的最优分配（火电厂、不计能源消耗受限） ① 目标函数
min F F1 ( PG1 ) F2 ( PG 2 ) Fn ( PGn ) Fi ( PGi )
2、有功功率平衡与系统备用容量
①有功功率平衡： PGi PLi P （额定频率下） ②系统备用容量： 定义：系统备用容量=系统电源容量-发电负荷≈ （15～20）%
作用： 在系统出现第一类、第二类负荷的波动、负荷的超计划增 长、事故导致的发电机退出运行和设备检修导致的设备退出运 行情况下，保证电力系统在要求频率水平下的功率平衡率平衡的关系
要保持电力系统在某 一频率下运行，就必须保 证在该频率下电力系统的 有功率功率平衡；有功不 足，频率下降；有功过剩 ，频率升高。
三、频率变化原因及分类 1、负荷波动分类
P1—一类负荷波动 周期短；幅值小；由用电设备 的投入和退出引起；不可预测。 P2—二类负荷波动 周期较长，幅值较大；由大容 量用电设备的投入和退出引起，
Tk 2Hk k
(k 1、 2m)
即在每个时间段内，在满足功率平衡的情况下，按
Tk 2Hk k 分配，并使总的水量消耗等于规定值。
3、 2 的物理意义及计算
① 物理意义
Tk 2Hk
Tk 2 Hk
就发电而言，每吨标准煤相当于 2 立方米水，称为水煤 换算系数。
三次调整—针对第三类负荷变动进行的调整，由于此类负
电力系统负荷分析与优化
电力系统负荷分析与优化随着现代社会对电力能源需求的不断增长，电力系统负荷分析与优化成为了一项至关重要的工作。
本文将探讨电力系统负荷分析的意义、方法以及优化措施。
一、电力系统负荷分析的意义电力系统负荷分析是指对电力系统中的负荷进行综合、系统的分析研究。
负荷分析的主要目的是为了更好地理解电力系统的负荷状况，为电力生产与供应提供科学依据，优化电力系统运行效率，以提高电网的稳定性和经济性。
电力系统负荷分析的意义主要体现在以下几个方面：1. 实现合理用电：通过分析负荷特性和需求规律，可以为用户提供指导，帮助其在高峰期进行负荷调整，降低电力系统的负荷峰值，减少能源浪费。
2. 优化电力供应：通过准确分析负荷需求，可以合理规划电力供应，避免供需失衡，提高电力系统的供电质量和可靠性。
3. 节约能源与降低成本：通过负荷分析，可以为电力企业提供合理的负荷预测和负荷预测模型，帮助其优化发电计划，减少无效的能源浪费，降低生产成本。
4. 推动可持续发展：负荷分析可以为新能源发电（如风电、光伏等）的接入提供技术支持，实现电力系统的可持续发展。
二、电力系统负荷分析的方法电力系统负荷分析的方法主要包括以下几个方面：1. 数据采集与处理：首先需要采集不同时间段内电力系统的负荷数据，并进行清洗与处理，保证数据的准确性和可靠性。
2. 负荷曲线分析：通过对负荷数据进行处理与分析，得到负荷曲线，了解负荷的日内变化规律、季节性变化特点、峰谷差异等内容。
3. 负荷预测：根据历史负荷数据和影响负荷的因素（如天气、节假日等），使用数学统计方法、人工智能算法等进行负荷预测，为电力供应进行规划指导。
4. 负荷优化：根据负荷预测结果，制定合理的负荷优化策略，包括合理配置发电设备、负荷调度、能源储备等，以提高电力系统的经济性和稳定性。
三、电力系统负荷优化措施为了提高电力系统的运行效率和供电质量，以下是一些电力系统负荷优化的常用措施：1. 负荷分级管理：根据不同用户的负荷需求特点，进行负荷分类管理，实施差异化的供电策略，确保关键用户的供电质量。
电力系统负荷
电力系统负荷电力系统负荷是指供电系统所承载的各种负荷的总和。
随着现代社会对电力需求的增加，电力系统的负荷管理成为了一个重要的课题。
本文将介绍电力系统负荷的定义、分类、影响因素以及负荷预测和管理的方法。
一、电力系统负荷的定义电力系统负荷是指电网中各类用电设备消耗的电能总量。
它包括居民生活用电、工业生产用电、商业用电以及农业用电等各种负荷。
电力系统负荷通常以功率的形式表示，单位为瓦特（W）或千瓦（kW）。
二、电力系统负荷的分类根据使用模式和负荷特征，电力系统负荷可以分为以下几类：1. 居民生活用电负荷：包括家庭用电、公共建筑用电等。
这类负荷通常具有周期性和规律性，如早晚高峰期的用电需求明显增加。
2. 工业生产用电负荷：包括各类工厂、矿山、制造业等行业的用电需求。
这类负荷通常具有较大的波动性，受生产工艺、设备状态等因素的影响较大。
3. 商业用电负荷：包括商场、办公楼、餐饮场所等的用电需求。
这类负荷通常具有较为稳定的特点，但在特定节假日或促销活动期间可能会有明显的波动。
4. 农业用电负荷：包括农田灌溉、农作物贮存、养殖场等的用电需求。
这类负荷通常受季节变化和天气条件的影响较大。
三、电力系统负荷的影响因素电力系统负荷的大小和波动性受多个因素的综合影响，其中包括：1. 经济发展水平：随着经济的快速发展，人口增长和城市化进程的推进，电力需求呈现不断增长的趋势。
2. 季节和气候条件：各季节和不同气候条件下，人们对电力的需求会有所不同，如夏季空调用电需求大增。
3. 社会活动和节假日：各种大型活动和节假日期间，电力需求通常会有明显的增加，如演唱会、体育赛事等。
4. 新能源消纳能力：随着可再生能源的迅猛发展，如风电、太阳能等，电力系统负荷受其消纳能力的影响，需进行合理调度和管理。
四、负荷预测和管理方法负荷预测和管理是保障供电系统稳定运行的重要措施。
以下是常用的负荷预测和管理方法：1. 历史数据分析法：通过对历史负荷数据的统计分析，找出负荷的规律和趋势，并进行预测。
电力系统分析第05章电力系统有功功率平衡与频率调整
¾ 目标函数 ¾ 约束条件：
n
∑ F = Fi ( PGi ) i =1
∑ ∑ PGi − PLi = 0
¾ 等微增率准则的表达式
dF1 ( PG1 ) = dF2 ( PG2 ) = .... = dFn ( PGn ) = λ
dPG1
dPG 2
dPGn
18
3.最优分配方案的求解步骤
对于机组较少的情况，可以用解方程组的方法求解，机 组较多，可以迭代求解
算。
5) 直到满足条件。
19
例5-1同一发电厂内两套发电设备共同供电，耗量特性分别为
F1 = 3 + 0.25PG1 + 0.0014PG21 F2 = 5.0 + 0.25PG2 + 0.0018PG22
它们可发有功功率上下限分别为PG1max=100MW, PG1min=20MW,
PG2max=100MW, PG2min=20MW,求承担150MW负荷时的分配方案 解：两台发电设备的耗量微增率分别为
第五章 电力系统有功功率 平衡与频率调整
1
第五章电力系统有功功率平衡与频率调整
电力系统的调频问题实质上是正常运行时有功功率的平衡问题。 ¾ 发电机的输入功率、输出功率和系统的总负荷相等，发电机匀速运
转。 ¾ 当系统中发出的有功功率与负荷消耗的有功功率不平衡时，就会反映
为频率的变化。
当电力系统发生某种扰动（负荷减小），发电机输出的功率瞬间 减小。但发电机的输入功率是机械功率，不能瞬间变化。扰动后瞬间 发电机的输入功率大于输出功率，发电机转子将加速，电力系统的频 率上升。
投切增减负荷不增 加能耗，时间短 (4)有强迫功率，视不 同水电厂而定
调峰机组
电力系统负荷的概念
电力系统负荷的概念
电力系统负荷是指电力系统中所需供应的电能总量。
它是指在特定时间段内，
用户对电网的用电需求总和。
负荷是电力系统规划、设计和运行的重要参数之一。
电力系统负荷可以分为两种类型：实际负荷和预测负荷。
实际负荷是指电力系统在某一时刻或某一时间段内实际消耗的电能总量。
它是
通过电力仪表和监测设备实时采集得到的。
实际负荷的变化是不确定的，受到
用户用电行为、季节性变化、天气条件等因素的影响。
预测负荷是指根据历史数据和统计分析，对未来一段时间内的负荷进行估计和
预测。
预测负荷可以通过建立数学模型、使用统计方法和考虑相关因素进行计算。
它对电力系统的规划和运行具有重要意义，能够帮助电力公司合理安排发
电计划、调度电力设备和优化能源利用。
举个例子，如果某地区在一个夏天的高温日，空调用电量大幅增加，那么该地
区的实际负荷会比平时增加。
而预测负荷可以通过历史数据和天气预报等信息，预测出未来几天或几周内的负荷变化趋势，从而帮助电力公司做好资源调配和
供电计划，确保电力系统的稳定运行。
电力行业的电力系统负荷与调度
电力行业的电力系统负荷与调度电力行业是现代社会发展和人民生活的重要支撑，电力系统负荷与调度是电力行业运行的关键问题之一。
本文将从电力负荷的概念和特点、电力系统的负荷预测和调度管理以及未来电力系统负荷与调度的发展趋势等方面进行论述。
一、电力负荷的概念和特点电力负荷是指用户对电力的需求量，它是电力系统运行的基础和目标。
电力负荷的特点主要包括峰谷差异大、季节变化明显以及随机性较强等。
电力负荷的峰谷差异大是由于不同时间段用户对电力的需求量不同，如工作日与非工作日或白天与夜晚等；季节变化明显是由于气候等因素导致了用户对电力的需求量有所不同；而电力负荷的随机性较强则是由于用户用电行为的不确定性所致。
二、电力系统的负荷预测与调度管理电力系统的负荷预测和调度管理是保障电力供需平衡和经济运行的基础。
负荷预测的目的是对未来一段时间内的电力负荷进行合理准确的预测，以便为电力调度提供指导。
负荷预测的方法主要包括统计方法、数学模型和人工智能等。
在负荷调度管理方面，要根据负荷预测结果进行合理的电力调度安排，以保证电力系统的可靠稳定运行。
三、未来电力系统负荷与调度的发展趋势随着社会经济的不断发展和科技进步，未来电力系统负荷与调度将面临一系列新的挑战和机遇。
首先，随着可再生能源的广泛应用，电力系统将面临不稳定和不可控的电力注入，因此负荷预测和调度管理需要更加灵活和智能化。
其次，电动汽车等新型负荷的快速增长将对电力系统负荷的合理分配和调度提出要求。
再次，智能电网、能源互联网等新兴技术的应用将为电力系统负荷与调度带来极大的创新和发展空间。
总结：电力系统负荷与调度是电力行业运行的重要问题。
正确预测和合理调度电力负荷对于保障电力供需平衡和经济运行至关重要。
未来，随着技术的发展和能源结构的变化，电力系统负荷与调度将迎来更大的挑战和机遇。
只有不断创新和完善负荷预测和调度管理方法，才能更好地满足人民对电力的需求，推动电力行业的繁荣和可持续发展。
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断续运行工作制（重复短暂工作制） 用电设备以断续方式反复进行工作，其工作时间（t）与 停歇时间（t0）相互交替。工作时间内设备温度升高，停歇时 间温度又下降，若干周期后，达到一个稳定的波动状态。如电 焊机和吊车电动机等。断续周期工作制的设备，通常用暂载率 ε表征其工作特征，取一个工作周期内的工作时间与工作周期 的百分比值，即为ε ，即：
用电组计算负荷P C
是指用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷。若用电组中的设 备容量为：PN，设备组的容量为：PS。
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用电设备可能不会同时运行，或者也可能不会满负荷运行，因此，设备组的计 算负荷P C为：
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实际上，上述系数对于成组用电设备是很难 确定的，而且对一个生产企业或车间来说，生 产性质,工艺特点，加工条件，技术管理和劳动 组织以及工人操作水平等因素，都对Kd有影响。 所以Kd只能靠测量统计确定,见附录表5~2。上 述各种因素可供设计人员在变动的系数范围内 选用时参考。
t T
t t t0
100%
式中 t，t0——工作时间与停歇时间，两者之和为工作周期T。
5.2.1 用电设备组计算负荷的确定
负荷计算的方法有： 需要系数法、二项式法、利用系数法、形状 系数法、附加系数法. 需要系数法比较简便因而广泛使用。这里 仅介绍需要系数法。
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负荷曲线（load curve） 是指用于表达电力负荷随时间变化情况的函 数曲线。在直角坐标系中，纵坐标表示负荷（有 功功率或无功功率）值，横坐标表示对应的时间 （一般以小时为单位）。 负荷曲线的分类 按负荷的功率性质分： 可分为有功负荷曲线和无功负荷曲线； 按所表示的负荷变动的时间分： 可分为日负荷、月负荷和年负荷曲线。
第五章 电力系统负荷
第一节 电力系统负荷及负荷曲线*
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一、电力系统负荷的基本概念及其分类 二、电力系统负荷曲线的基本概念及其分类
三、电力系统日负荷曲线
四、年负荷曲线和年最大负荷利用小时数
第二节 用电设备计算负荷的确定 第三节 电力系统负荷特性及模型
5.1、电力系统负荷的基本概念及其分类 电力系统负荷（有功、无功、视在功率）：
0.5
1.73
3.79
6.56
7.58
24
— —
— —
17.79 16.01
26.86 24.17
— 28.99
负荷总计
5.2.2 需要系数法 由负荷端逐级向电源端进行计算
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第二节 用电设备计算负荷的确定
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不作要求
第三节 电力系统负荷特性及模型
不作要求
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电力系统负荷曲线的基本概念及其分类 电力系统负荷曲线
电力负荷随时间变动情况的曲线图。
分类：
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按时间分类： 日负荷曲线： 日平均负荷曲线、日负荷持续曲线 年负荷曲线 历年负荷曲线 其他，如：周负荷曲线，年持续负荷曲线等 按用电特性分类： 指根据部门分类的用户负荷曲线
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年最大负荷和年最大负荷利用小时数 （1）年最大负荷Pmax 年最大负荷Pmax就是全年中负荷最大的工作 班内消耗电能最大的半小时的平均功率，因此年 最大负荷也称为半小时最大负荷P30。 （2）年最大负荷利用小时数Tmax 年最大负荷利用小时数又称为年最大负荷使 用时间Tmax，它是一个假想时间，在此时间内， 电力负荷按年最大负荷Pmax (或P30)持续运行所消 耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的 电能。
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负荷计算的意义和目的 负荷计算主要是确定计算负荷，如前所述， 若根据计算负荷选择导体及电器，则在实际运行 中导体及电器的最高温升不会超过允许值。 计算负荷是设计时作为选择工厂供配电系 统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器 及互感器等的额定参数的依据。 正确确定计算负荷意义重大，是供电设计 的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必 要手段。
指电力系统在某一时刻各类用电设备消耗功率的总和。
分类：
消耗功率的性质： 用电负荷、供电负荷、发电负荷 供电可靠性： 一类负荷、二类负荷、三类负荷 根据用户所属国民经济中的部门： 工业用电负荷 农、林、牧、渔、水利用电负荷 建筑业用电负荷 交通运输、邮电通信用电负荷 商业、饮食、供销、仓储业用电负荷 城乡居民生活用电负荷
需要系数 需要系数考虑了以下的主要因素：
Kd Kt K H
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式中
Kt——同时使用系数，为在最大负荷工作班某组工作着 的用电设备容量与接于线路中全部用电设备总额定容量之比； KH——负荷系数，用电设备不一定满负荷运行，此系数表 示工作着的用电设备实际所需功率与其额定容量之比； ηS——线路供电效率； ηt——用电设备组在实际运行功率时的平均效率。
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下图为某厂年有功负荷曲线，此曲线上最大 负荷Pmax就是年最大负荷，Tmax为年最大负荷利 用小时数。
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平均负荷Pav 平均负荷Pav，就是电力负荷在一定时间t内 平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间内消 耗的电能W除以时间t的值，即Pav=W/t 年平均负荷为Pav=Wa/8760
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短时运行工作制（短暂工作制） 用电设备的运行时间短而停歇时间长， 在工作时间内，用电设备的温升尚未达到 该负荷下的稳定值即停歇冷却，在停歇时 间内其温度又降低为周围介质的温度，这 是短暂工作的特点。如机床上的某些辅助 电动机（如横梁升降、刀架快速移动装置 的拖动电动机）及水闸用电动机等设备。 这类设备的数量不多。
5.2 用电设备额定容量的确定
5.2.1 用电设备的工作方式 用电设备按其工作方式可分为三种： （1）连续运行工作制（长期工作制） （2）短时运行工作制（短暂工作制） （3）断续运行工作制（重复短暂工作制）
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连续运行工作制（长期工作制） 在规定的环境温度下连续运行，设备 任何部分温升均不超过最高允许值，负荷 比较稳定。如通风机水泵、空气压缩机、 皮带输送机、破碎机、球磨机、搅拌机、 电机车等机械的拖动电动机，以及电炉、 电解设备、照明灯具等，均属连续运行工 作制的用电设备。
St
序 号
1
用电设 备组名 称 机床组 通风机 组 电葫芦
设备容量 台数 （kW）
20 50
Kd
cos
计算负荷
tan
Pca (kW) 10
Qca (kVar) 17.3
Sca (kVA) 20
0.2
0.5
1.73
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2
3
5
0.8
0.8
0.75
4
3
5
3
1
3.79 1 （ε=25%） — 取Ｋ∑=0.9 —