《电力系统负荷》PPT课件
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电力系统基础知识课件ppt
1.3
1．
供电系统的高压配电电压主要取决于当地供电电源电压以及高 压用电设备的电压、容量和数量等因素。中、 小型工厂采用的高压 配电电压通常为6～10 kV，从技术经济指标来看，最好采用10 kV配 电电压。由于同样的输送功率和输送距离条件下，配电电压越高， 线路电流越小，线路所采用的导线或电缆截面越小，因而采用10 kV 配电电压可以减少线路的初投资和金属消耗量，还可以减少线路的 电能损耗和电压损耗。从设备的选型及将来的发展来说，10 kV更优 于6 kV。 对于一些厂区面积大、负荷大且集中的大型厂矿，如厂区 的环境条件允许，可采用35～220 kV架空线直接深入工厂负荷中心 配电， 这样可以分散建立总降压变电所，简化供电环节，节约有色 金属， 降低功率损耗和电压损失。
2． 低压配电电压的选择
供电系统的低压配电电压一般采用220/380 V的标准电压 等级，但在某些特殊的场合如矿井，因负荷中心远离变电所， 为保证负荷端的电压水平故采用660 V电压作为配电电压， 这 样不仅可以减少线路的电压损耗，降低线路有色金属消耗量， 而且能够增加配电半径，提高供电能力，简化供配电系统。 另外，在某些场合，由于安全的原因，可以采用特殊的安全低 电压配电。
因此，载流导体大约经30 min后可达到稳定温升值，计算负荷
也就是半小时最大负荷。分别用P30、Q30、S30和I30表示有功计
算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流。
计算负荷是分析和设计供电系统的基础，是选择供电系统 导线、变压器、开关电器等设备的依据。如计算负荷过大， 则将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费； 如计算负荷过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行， 增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁。因此， 正确确定计算负荷意义重大。
第五章：电力系统负荷
电力电子设备、信息技术设备、 电力电子设备、信息技术设备、家电设备以及照明设备 等。
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
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
用电负荷计算(PPT课件
04
负荷计算的注意事项
设备容量的确定
设备容量
在用电负荷计算中，首先需要确定各 类用电设备的容量，包括电动机、照 明设备、空调设备等。
容量匹配
设备容量的确定应与实际需求相匹配， 避免容量过大或过小带来的能源浪费 或设备运行效率低下的问题。
功率因数的考虑
功率因数
功率因数是反映设备消耗有功功率和视在功率的比值，对于电力系统而言，合 理的功率因数可以提高电力设备的利用率和减少线路损耗。
计算公式
Pc = Kd * Pe
适用范围
适用于电动机群或电动机与部分用电设备的计 算负荷计算。
单位指标法
定义
01
单位指标法是根据单位建筑面积、单位产品或单位工作量的耗
电量指标来计算负荷的方法。
适用范围
02
适用于初步设计或小规模生产条件下的负荷计算。
计算公式
03
Pc = Wi * Li
逐级计算法
定义
05
负荷计算的软件工具介绍
用电负荷计算软件功能特点
自动化计算
多种计算模式
软件可以根据输入的参数自动进行负荷计 算，减少人工计算的工作量。
软件支持多种负荷计算模式，如单位建筑 面积负荷计算、单位设备容量负荷计算等 ，满足不同场景的需求。
实时更新
可视化界面
软件可以实时更新数据，确保计算结果的 准确性。
工业园区负荷计算
工业园区负荷计算需要考虑各个企业的生产用 电、辅助设施用电和办公用电等多个方面，根 据企业规模和生产特点进行计算。
生产用电是工业园区的主要负荷之一，需要根 据不同企业的生产设备和工艺要求进行计算。
辅助设施用电包括变配电、供水、供热等设施 的用电，需要根据设施规模和使用频率进行计 算。
电力系统的负荷
U UN
2
BP
U UN
CP
Q
QN
AQ
U UN
2
BQ
U UN
CQ
32
1
2 3
P
PN
AP
U UN
2
BP
U UN
CP
Q
QN
AQ
U UN
2
BQ
U UN
CQ
1------等效恒定阻抗负荷 2------等效恒定电流负荷 3------等效恒定功率负荷
33
思考题？
AP、BP、CP AQ、BQ、CQ
✓若不计负荷的频率特性
31
P
PN
AP
U UN
2
BP
U UN
CP
1
d(P / PN ) d( f / fN )
f
N
f fN
Q
QN
AQ
U UN
2
BQ
U UN
CQ
1
d(Q / QN ) d( f / fN )
fN
f fN
P
PN
AP
29
(一)多项式负荷静态特性
P
PN
AP
U UN
2
BP
U UN
CP
1
d(P / PN ) d( f / fN )
f
N
f fN
Q
QN
AQ
U UN
2
BQ
U UN
CQ
1
d(Q / QN ) d( f / fN )
fN
f fN
负荷的电压特性
负荷的频率特性
30
❖负荷静态模型系数的意义
电力系统的负荷概述
2000~3000 1500~2200 3000~4500 6000~7000 1000~1500
9-3、负荷特性与负荷模型
1、负荷特性
• 综合负荷的功率随系统的运行参数（主要电 压与频率）的变化而变化，反映这种变化规律 的曲线或数学表达式称为负荷特性。包含动态 特性与静态特性。静态特性又分为静态电压特 性（频率不变时）与静态频率特性（电压不变 时）。一般通过实测确定。下面是某综合负荷 的静态特性曲线。
电力系统的负荷概述
• 电力系统的负荷与负荷曲线 • 负荷特性
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,负荷特性
难点:负荷特性
9-1 负荷概述
发电厂所生产的电能，除了一小部分在传输和分配 过程中损失外，全部供给了用户，所有用户所使用 的功率(有功功率与无功功率)叫做电力系统负荷。
•负荷率-----km •最小负荷系数-----α
0 4 8 12 16 20 24 t/h
年负荷曲线
P (kw)
新增容量
装机容量 B
机组检修 A
以日负荷曲线为例说明：
0
t/月
2 4 6 8 10 12
24
Wd Pdt
0
PavW2d4214204Pdt
Pmin
Pmax
km
Pav Pmax
• 日负荷曲线-----是安排日发电计划和确定系 统运行方式的重要依据
年负荷曲线:描述一年内每月(或每日)最大有功功率 负荷变化的情况,主要有来安排发电设备的检修计划, 同时也未指定发电机组或发电厂扩建或新建计划提 供依据.
3、各类负荷年最大负荷利用小时数
（Tmax）
负荷类型
第9章 电力系统的负荷
W = PmaxTmax
9.3 负荷特性与负荷模型
一、负荷特性 1.综合负荷 综合负荷： 1.综合负荷： 一定数量的各类用电设备及相关的变配电设备的组合。 一定数量的各类用电设备及相关的变配电设备的组合。可以 表示一个企业或一个地区的总负荷。 表示一个企业或一个地区的总负荷。 2.负荷特性 负荷特性： 2.负荷特性： 反映综合负荷的功率是随运行参数（电压和频率） 反映综合负荷的功率是随运行参数（电压和频率）的变化而 变化的曲线或数学表达式。 变化的曲线或数学表达式。 3.负荷特性包括： 3.负荷特性包括： 负荷特性包括 动态特性和静态特性； 动态特性和静态特性； 频率特性和电压特性。 频率特性和电压特性。
∫
8760
0
Pdt
0
t1
t2
Tmax
t3
8760
t
各类用户的年最大负荷利用小时数 负 荷 类 型 Tmax/h 2000~3000 1500~2200 3000~4500 6000~7000 1000~1500
户内照明及生活用电 一班制企业用电 二班制企业用电 三班制企业用电 农 灌 用 电
全年耗电量的近似估算
第9章 电力系统的负荷
主要内容： 主要内容：
负荷的分类及组成；负荷曲线； 负荷的分类及组成；负荷曲线；负荷特性及模型
9.1 负荷的组成
1.电力系统的负荷： 1.电力系统的负荷： 电力系统的负荷 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 电力系统的综合用电负荷 是所有用户的负荷总加。 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。 2.负荷分类 负荷分类： 2.负荷分类： 按负荷性质：工业、农业、交通运输业、商业、生活等； 按负荷性质：工业、农业、交通运输业、商业、生活等； 按供电可靠性：一级负荷、二级负荷、三级负荷。 按供电可靠性：一级负荷、二级负荷、三级负荷。 3.电力系统的供电负荷 电力系统的供电负荷： 3.电力系统的供电负荷： 综合用电负荷加上电力网的功率损耗。 综合用电负荷加上电力网的功率损耗。 4.电力系统的发电负荷 电力系统的发电负荷： 4.电力系统的发电负荷： 供电负荷加上发电厂厂用电消耗的功率。 供电负荷加上发电厂厂用电消耗的功率。
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
第三章 电力系统负荷
U U N
f fN
Pf
d ( P / PN ) d ( f / f N ) U U
N
Qf
注意：当涉及的节点电压幅值变化范围过大时，采用 静态模型将会使误差过大，常采用的方式是在不同电 压范围内采用不同的模型参数，或者当电压低于0.30.7时程序将负荷简单处理成恒定阻抗。
考虑：电力网损耗的功率（线损负荷）
供电负荷：用电负荷+线损负荷的功率 ， 即：电力系统中各发电厂应提供的负荷。
考虑：发电厂本身所消耗的功率（发电厂用电负荷）
发电负荷：供电负荷+发电厂用电负荷
3
2、按供电可靠性分类：
一类负荷：煤矿、大型医院；大型冶炼厂，军事 基地；国家重要机关，城市公用照明等。
供电方式：应由两个独立电源供电。有特殊要 求的一类负荷，两个独立电源应该来自不同的变 电站。 独立电源：任意一个电源故障或停电检修时， 不影响其他电源供电。 注： 若一级负荷容量不大，可采用蓄电池组、 自备发电机等作为备用电源，也可从临近单位独 立供电系统中引出低压作为第二个独立电源。
★ 实测法 测量复杂，要求高，难度较大。
负荷电压特性和频率特性
23
★ 辨识法 将负荷当成一整体，根据现场采集的测量数据， 确定负荷模型的结构，然后辨识所采集的数据得 出模型所需参数。
辨识常用方法
最小二乘法
卡尔曼滤波法 非线性递归滤波法
24
3、负荷静态特性及模型
P FP (U , f )
0.4657 00 0.4557 00 1.0755 04 1.0539 04 1.0323 04 1.1849 44 1.1633 44 1.1417 44 0.9387 04
0.4657 00 0.4557 00 1.0755 04 1.0539 04 1.0323 04 1.1849 44 1.1633 44 1.1417 44 0.9387 04
f fN
Pf
d ( P / PN ) d ( f / f N ) U U
N
Qf
注意：当涉及的节点电压幅值变化范围过大时，采用 静态模型将会使误差过大，常采用的方式是在不同电 压范围内采用不同的模型参数，或者当电压低于0.30.7时程序将负荷简单处理成恒定阻抗。
考虑：电力网损耗的功率（线损负荷）
供电负荷：用电负荷+线损负荷的功率 ， 即：电力系统中各发电厂应提供的负荷。
考虑：发电厂本身所消耗的功率（发电厂用电负荷）
发电负荷：供电负荷+发电厂用电负荷
3
2、按供电可靠性分类：
一类负荷：煤矿、大型医院；大型冶炼厂，军事 基地；国家重要机关，城市公用照明等。
供电方式：应由两个独立电源供电。有特殊要 求的一类负荷，两个独立电源应该来自不同的变 电站。 独立电源：任意一个电源故障或停电检修时， 不影响其他电源供电。 注： 若一级负荷容量不大，可采用蓄电池组、 自备发电机等作为备用电源，也可从临近单位独 立供电系统中引出低压作为第二个独立电源。
★ 实测法 测量复杂，要求高，难度较大。
负荷电压特性和频率特性
23
★ 辨识法 将负荷当成一整体，根据现场采集的测量数据， 确定负荷模型的结构，然后辨识所采集的数据得 出模型所需参数。
辨识常用方法
最小二乘法
卡尔曼滤波法 非线性递归滤波法
24
3、负荷静态特性及模型
P FP (U , f )
0.4657 00 0.4557 00 1.0755 04 1.0539 04 1.0323 04 1.1849 44 1.1633 44 1.1417 44 0.9387 04
0.4657 00 0.4557 00 1.0755 04 1.0539 04 1.0323 04 1.1849 44 1.1633 44 1.1417 44 0.9387 04
负荷特性和负荷模型 电力系统
Z LD
2 V LD = 2 ( PLD + jQ LD ) = R LD + jX S 荷电压静态特性： 二次多项式表示的负荷电压静态特性：
P = PN [aP (V VN ) 2 + bP (V VN ) + cP ]
Q = PN [ a q (V V N ) 2 + bq (V V N ) + c q ]
6kV综合中小工业负荷的静态特性 图2-25 6kV综合中小工业负荷的静态特性 (b)频率静态特性 （a）电压静态特性 (b)频率静态特性 负荷组成：异步电动机79.1% 79.1%； 负荷组成：异步电动机79.1%；同步电动机 3.2%；电热电炉17.7% 3.2%；电热电炉17.7%
负荷模型
• 恒功率模型：负荷功率恒定不变。 恒功率模型：负荷功率恒定不变。 • 恒阻抗模型：等值阻抗恒定不变。 恒阻抗模型：等值阻抗恒定不变。
a p + b p + c p = 1 aq + bq + cq = 1
第一部分与电压平方成正比，表示恒定阻抗消耗的功率； 第一部分与电压平方成正比，表示恒定阻抗消耗的功率； 第二部分与电压成正比，代表恒电流负荷消耗的功率； 第二部分与电压成正比，代表恒电流负荷消耗的功率； 第三部分为恒功率负荷。 第三部分为恒功率负荷。
负荷组成
3、电力系统的供电负荷：综合用电负荷加上电力网 电力系统的供电负荷：
的功率损耗。 的功率损耗。
4、电力系统的发电负荷：供电负荷加上发电厂厂用 电力系统的发电负荷：
电消耗的功率。 电消耗的功率。
负荷模型
1、综合负荷：一定数量的 综合负荷： 各类用电设备及相关的 变配电设备的组合。可 变配电设备的组合。 以表示一个企业或一个 地区的总负荷。 地区的总负荷。 2、负荷特性：综合负荷的 负荷特性： 功率随运行参数（电压 功率随运行参数（ 和频率）的变化而变化， 和频率）的变化而变化， 反映这种变化规律的曲 线或数学表达式称为负 荷特性。包括动态特性 荷特性。 与静态特性（电压静态 与静态特性（ 特性和频率静态特性）。
2 V LD = 2 ( PLD + jQ LD ) = R LD + jX S 荷电压静态特性： 二次多项式表示的负荷电压静态特性：
P = PN [aP (V VN ) 2 + bP (V VN ) + cP ]
Q = PN [ a q (V V N ) 2 + bq (V V N ) + c q ]
6kV综合中小工业负荷的静态特性 图2-25 6kV综合中小工业负荷的静态特性 (b)频率静态特性 （a）电压静态特性 (b)频率静态特性 负荷组成：异步电动机79.1% 79.1%； 负荷组成：异步电动机79.1%；同步电动机 3.2%；电热电炉17.7% 3.2%；电热电炉17.7%
负荷模型
• 恒功率模型：负荷功率恒定不变。 恒功率模型：负荷功率恒定不变。 • 恒阻抗模型：等值阻抗恒定不变。 恒阻抗模型：等值阻抗恒定不变。
a p + b p + c p = 1 aq + bq + cq = 1
第一部分与电压平方成正比，表示恒定阻抗消耗的功率； 第一部分与电压平方成正比，表示恒定阻抗消耗的功率； 第二部分与电压成正比，代表恒电流负荷消耗的功率； 第二部分与电压成正比，代表恒电流负荷消耗的功率； 第三部分为恒功率负荷。 第三部分为恒功率负荷。
负荷组成
3、电力系统的供电负荷：综合用电负荷加上电力网 电力系统的供电负荷：
的功率损耗。 的功率损耗。
4、电力系统的发电负荷：供电负荷加上发电厂厂用 电力系统的发电负荷：
电消耗的功率。 电消耗的功率。
负荷模型
1、综合负荷：一定数量的 综合负荷： 各类用电设备及相关的 变配电设备的组合。可 变配电设备的组合。 以表示一个企业或一个 地区的总负荷。 地区的总负荷。 2、负荷特性：综合负荷的 负荷特性： 功率随运行参数（电压 功率随运行参数（ 和频率）的变化而变化， 和频率）的变化而变化， 反映这种变化规律的曲 线或数学表达式称为负 荷特性。包括动态特性 荷特性。 与静态特性（电压静态 与静态特性（ 特性和频率静态特性）。
电力系统负荷汇总
负荷为P2, ，t3小时的负荷为P3,P1=Pmax ，这种负荷曲
线常用于安排发电计划,电网能量损耗计算,可靠性估算
等方面。
根据电力系统实际运行经验,各类负荷的数值大致有一个
范围,如表1-3所示。在设计电网时,往往用户的负荷曲线
是未知的,如果知道用户的类型,就能从表中选择适当的
最大负荷利用小时数Tmax值,估算出用户的全年耗电量 。
1．有功功率日负荷曲线
用户的有功功率日负荷曲线是反映一天24h内有 功负荷的变化。可以根据运行中的记录绘出。有功 功率日负荷曲线是制定各发电厂发电负荷计划及系 统调度运行的依据.虽然系统中不同用户的有功功率 日负荷曲线变化较大,但系统总的有功功率日负荷曲 线却相当平坦。为了简化计算和便于绘制，常把连 续变化的负荷看成在测量的那一小段时间内不变， 因此负荷曲线可以绘制成阶梯形。如图是电力系统 典型综合有功负荷曲线的一个例子。
二、负荷曲线 通常把负荷随时间变化的情况画成的目，称为负荷 曲线。负荷曲线是指某一时间段内负荷随时间变化的规 律。绘制负荷曲线时，一般以横坐标表示时间，纵坐标 表示负荷。负荷曲线的种类很多。
（1）按负荷种类分为有功负荷曲线和无功负荷曲线; （2）按时间的长短分为日负荷、月负荷和年负荷曲线； （ 3）按计量地点分为个别用户、电力线路、变电所、发 电厂和电力系统的负荷曲线。 以下介绍几种典型的负荷曲线：
3．有功功率年负荷曲线 表示一年内每月最大有功负荷变化的曲线,称年最大有功
功率负荷曲线,如图所示,实际中常据此制定发电设备的 检修计划。
有功功率年负荷曲线
4．年持续负荷曲线 年持续负荷曲线是将一年中系统负荷按其大小及 持续时间顺序排列而成的,如图所示。
年持续负荷曲线
电力负荷培训课件
某地区积极推广太阳能、风能等可再生能源利用，有效减少了化石能源的消耗和碳 排放量。
04
电力负荷优化调度技术
调度原则与目标
安全性原则
确保电网安全稳定运行 ，避免设备过载或电压
越限。
经济性原则
优化资源配置，降低发 电成本和网损，提高系
统运行经济性。
可靠性原则
保障电力供应的连续性 和稳定性，满足用户用
回归分析法
相似日法
选取与预测日相似的历史日负荷数据 ，通过相似性分析来预测未来负荷。 相似性的判断可以基于日期、天气、 节假日等因素。
通过建立自变量和因变量之间的回归 模型，来预测未来负荷。常见的回归 模型包括线性回归、多元回归等。
现代预测技术探讨
01
人工神经网络
通过模拟人脑神经元的连接和信号传递过程，构建神经网络模型进行负
作用
电力负荷是电力系统的重要组成 部分，它的大小和特性直接影响 到电力系统的安全、稳定和经济 运行。
负荷分类与特点
分类
根据用电性质的不同，电力负荷可分 为工业负荷、农业负荷、商业负荷和 居民生活负荷等。
特点
各类负荷具有不同的特点和规律，例 如工业负荷通常较大且稳定，而居民 生活负荷则具有较大的波动性和随机 性。
未来发展趋势预测
1 2 3
电力负荷精细化管理
未来电力负荷管理将更加注重精细化，包括负荷 预测、调度控制、用电行为分析等方面的精细化 管理。
新能源接入与消纳
随着新能源的大规模接入，电力负荷管理将面临 新的挑战和机遇，需要研究新能源的消纳技术和 策略。
电力市场化改革
电力市场化改革将推动电力负荷管理向市场化、 智能化方向发展，需要关注市场动态和政策变化 。
限制高耗能产业发展，推广节能 环保技术和产品。
04
电力负荷优化调度技术
调度原则与目标
安全性原则
确保电网安全稳定运行 ，避免设备过载或电压
越限。
经济性原则
优化资源配置，降低发 电成本和网损，提高系
统运行经济性。
可靠性原则
保障电力供应的连续性 和稳定性，满足用户用
回归分析法
相似日法
选取与预测日相似的历史日负荷数据 ，通过相似性分析来预测未来负荷。 相似性的判断可以基于日期、天气、 节假日等因素。
通过建立自变量和因变量之间的回归 模型，来预测未来负荷。常见的回归 模型包括线性回归、多元回归等。
现代预测技术探讨
01
人工神经网络
通过模拟人脑神经元的连接和信号传递过程，构建神经网络模型进行负
作用
电力负荷是电力系统的重要组成 部分，它的大小和特性直接影响 到电力系统的安全、稳定和经济 运行。
负荷分类与特点
分类
根据用电性质的不同，电力负荷可分 为工业负荷、农业负荷、商业负荷和 居民生活负荷等。
特点
各类负荷具有不同的特点和规律，例 如工业负荷通常较大且稳定，而居民 生活负荷则具有较大的波动性和随机 性。
未来发展趋势预测
1 2 3
电力负荷精细化管理
未来电力负荷管理将更加注重精细化，包括负荷 预测、调度控制、用电行为分析等方面的精细化 管理。
新能源接入与消纳
随着新能源的大规模接入，电力负荷管理将面临 新的挑战和机遇，需要研究新能源的消纳技术和 策略。
电力市场化改革
电力市场化改革将推动电力负荷管理向市场化、 智能化方向发展，需要关注市场动态和政策变化 。
限制高耗能产业发展，推广节能 环保技术和产品。
第六章电力系统的负荷特性和负荷计算课件
当已知车间生产面积负荷密度指标ρ（单位为kW/m2） 时，车间的平均负荷按下式求得
式中 A —车间生产面积。 二、求计算负荷的方法
1、对单台电动机 供电线路在30min内出现的最大平均负荷即计算负荷为
16
式中 PNM－电动机的额定功率； ηN －电动机在额定负荷下的效率。
2、多组用电设备的负荷计算 多组用电设备求计算负荷的常用方法如下：
从负荷曲线上还可以求得一些有用的参数。 1、年最大负荷Pmax，负荷曲线上的最高点，见图6—3。 2、年最小负荷Pmin，负荷曲线上的最低点，见图6—3。 3、全年消耗的电量AY为
全日消耗的电量AD为
8
4、年最大负荷利用小时数Tmax 5、平均负荷Pav 6、负荷率，平均负荷与最大负荷的比值
有功负荷率 无功负荷率
3
式中 T—工作周期； tg—工作周期内的工作时间； t0—工作周期内的停歇时间。
三、负荷曲线
负荷曲线是指在某一时间段内描绘负荷随时间的推 移而变化的曲线。
按负荷性质可绘制有功和无功的负荷曲线；按负荷 持续时间可绘制日、月和年的负荷曲线；按负荷在电力 系统内的地点可绘制个别用户、电力线路、变电所、发 电厂乃至整个地区、整个系统的负荷曲线。将这几方面 负荷曲线综合在一起就可表明负荷曲线发与供的全部特性
荷，再与三相对称负荷相加”。等效三相负荷可按下列
方法计算：
•只有相负荷时，等效三相负荷取最大相负荷的3倍；
•只有线间负荷时，单台时等效三相负荷取线间负荷的
倍；多台时等效三相负荷取最大线间负荷的 倍加
上次线间最大负荷的（
）倍；
3
）既有线间负荷又有相间负荷时，应先将线间负荷
换算为相间负荷，然后各相负荷分别相加，选取最大相 负荷乘3倍作为等效三相负荷。 3、多组用电设备计算负荷的确定
式中 A —车间生产面积。 二、求计算负荷的方法
1、对单台电动机 供电线路在30min内出现的最大平均负荷即计算负荷为
16
式中 PNM－电动机的额定功率； ηN －电动机在额定负荷下的效率。
2、多组用电设备的负荷计算 多组用电设备求计算负荷的常用方法如下：
从负荷曲线上还可以求得一些有用的参数。 1、年最大负荷Pmax，负荷曲线上的最高点，见图6—3。 2、年最小负荷Pmin，负荷曲线上的最低点，见图6—3。 3、全年消耗的电量AY为
全日消耗的电量AD为
8
4、年最大负荷利用小时数Tmax 5、平均负荷Pav 6、负荷率，平均负荷与最大负荷的比值
有功负荷率 无功负荷率
3
式中 T—工作周期； tg—工作周期内的工作时间； t0—工作周期内的停歇时间。
三、负荷曲线
负荷曲线是指在某一时间段内描绘负荷随时间的推 移而变化的曲线。
按负荷性质可绘制有功和无功的负荷曲线；按负荷 持续时间可绘制日、月和年的负荷曲线；按负荷在电力 系统内的地点可绘制个别用户、电力线路、变电所、发 电厂乃至整个地区、整个系统的负荷曲线。将这几方面 负荷曲线综合在一起就可表明负荷曲线发与供的全部特性
荷，再与三相对称负荷相加”。等效三相负荷可按下列
方法计算：
•只有相负荷时，等效三相负荷取最大相负荷的3倍；
•只有线间负荷时，单台时等效三相负荷取线间负荷的
倍；多台时等效三相负荷取最大线间负荷的 倍加
上次线间最大负荷的（
）倍；
3
）既有线间负荷又有相间负荷时，应先将线间负荷
换算为相间负荷，然后各相负荷分别相加，选取最大相 负荷乘3倍作为等效三相负荷。 3、多组用电设备计算负荷的确定
电力系统分析第9章电力系统负荷
12.07.2021
整理课件
14
负荷模型
指在电力系统分析计算中对负荷特性所作的物理模拟或数学描述。
也可分为动态模型和静态模型。将负荷的静态特性用数学公式表
述出来，就是负荷的静态数学模型。负荷的电压静态特性常用二
次多项式表示
P=PN[aP(V/VN)2+bP(V/VN)+cP] （9-5）
Q=QN[aq(V/VN)2+bq(V/VN)+cq] （9-6） 式中，VN为额定电压，PN和QN为额定电压时的有功和无功功率，
当频率维持额定值不变时，负荷功率与电压的关系称为 负荷的电压静态特性。当负荷端电压维持额定值不变时， 负荷功率与频率的关系称为负荷的频率静态特性
12.07.2021
整理课件
13
各类用户的负荷特性依其用电设备的组成情况而不同， 一般是通过实测确定。
图9—5表示由6kV电压供电的中小工业负荷的静态特 性。负荷组成：异步电动机79．1％；同步电动机 3．2％；电热电炉17．7％
（又称谷荷）。为了方便计算，实际上常把连续变化的曲线绘 制成阶梯形，如图9-1（b）所示。根据负荷曲线可以计算一日 的总耗电量，即
24
Wd Pdt 0
故日平均负荷为
PavW 24d214204Pdt
12.07.2021
整理课件
4
为了说明负荷曲线的起伏特性，常引用这样两个系数：负荷
率km和最小负荷系数α。
电力系统的发电负荷：供电负荷再加上发电厂用电消耗的 功率，就是各发电厂应该发出的功率。
12.07.2021
整理课件
3
9.2 负荷曲线
常用的负荷曲线有日负荷曲线和年负荷曲线。就是实际 的系统负荷随时间变化的规律。图9—1所示的电力系统日负荷 曲线描述了一天24小时负荷的变化情况。负荷曲线中的最大值
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P=PN [ap(V/VN)2+bp(V/VN)+cp] Q=QN[aq(V/VN)2+bq(V/VN)+cq]
其中，VN为额定电压，PN、QN为额定电压 下的有功功率与无功功率，各系数由实际的电压 静态特性用最小二乘法拟合得到。并且有：
ap+ bp +cp=1 aq+ bq +cq=1
• 当电压与频率都在额定值附近微小变化时，可以 作线性化处理。
异步电动机负荷特性
TJ
d*
dt
Pa*
*
M a*
M e*
M m*
M m K 1 1 s
电力系统综合负荷
• 电力系统综合负荷可以简单地表示为一个 静态（不旋转）负荷与一台等值异步电动 机的组合。
二、负荷综合特性模型-----对负荷特性的物 理模拟或数学描述
• 1．恒定阻抗模型 • 2．多项式模型 • 3．幂函数模型
3．幂函数模型
P U pu p
Q
U qu q
dp du
pu
dp df
pf
• 本课程中的负荷模型只作简化处理。 • 潮流计算时，负荷用恒定功率 • 短路计算时，含源阻抗支路或恒定阻
抗支路。 • 稳定计算时，恒定阻抗或不同比例的
恒定阻抗与异步电动机的组合。
补充：负荷预测概述 ---电力部门一项十分重要的基础工作
• 按负荷的构成范围------电网负荷、地区性负荷 、小区负荷、单个负荷等
4、工业用电典型负荷比重（%）
3-1负荷的描述-----负荷曲线
• 负荷曲线 • 日负荷曲线 • 年（最大）负荷曲线 • 年持续负荷曲线
1、典型日负荷曲线
P (kw)
峰荷 Pma
x
2、负荷曲线的描述 日负荷曲谷线荷Pmin
•峰荷-- --Pmax •腰荷
•基荷
腰
0
基荷 荷
4 8 12 16 20 24 t/h
•谷荷-----Pmin •平均负荷----Pav •总耗电量----W
•负荷率-----km •最小负荷系数-----α
以日负荷曲线为例说明：
P (kw)
新增容
年负荷曲线装机容量量 B
机修A组检
0
t/月
2 4 6 8 10 12
某综合负荷的静态特性曲线。
负荷的静态特性
P FP U , f Q Fq U , f
负荷的动态特性
计及运行状态从一种状态变化到另一种状 态时负荷急剧变化的中间过程 。
P p U , f , dU dt , df dt , dU df Q q U , f , dU dt , df dt , dU df
中性线
（地线、
零线保）
三
护
相 负
接 地
荷
电源接地极
外露导电部分
外露导电部分
b) TN-C系统。整个系统中保护线PE与 中性线N是合一的，见下图。
L1
“ L2 三 L3 相 PEN
四
线
N PE
PE
制
”
单相负荷
电源接地极
外露导电部分
外露导电部分
c) TN—C—S系统。整个系统中有一部分 保护线PE与中性线N是合一的，见下图。
2、负荷的单位
•
W，KW，MW，GW；VA，KVA，MVA
3、负荷的分类
• 按用电设备-----异步电动机、同步电动机、电 热装置、整流装置、照明设备等
• 按用户性质------工业负荷、农业负荷、交通运 输业负荷、市政及生活用电等
• 按用户的重要程度------一级负荷、二级负荷、 三级负荷
• 按负荷的工作特点------连续性负荷、间断性负 荷、冲击负荷等
配电系统分为:TN, IT, TT系统三
种。
1、几种配电方式
① TN系统。 电源有一点（通常是中性点）直接
接地，负荷側的建筑物电气装置的外露导 电部分通过保护线与该接地点连接的系统。
a) TN-S系统。整个系统中保护线PE与 中性线N是分开的，见下图
L1
“ L2
三 相
L3 N
PE
五
线
制
”
变压器 的“地”
1.恒定阻抗模型
• 模型简单，结果与真实情况有较大差别， 使用时注意场合。
• 一般用在负荷端电压变化不大、负荷容量 小、且精度要求不高的场合
2．多项式模型
P apU 2 bpU cp
Q
aqU
2
bqU
cq
ap bp cp 1
aq bq cq 1
• 电压的静态特性常用二次项表示：
• 长期负荷预测 • 中、短期负荷预测 • 超短期负荷预测 • 负荷预测的方法，如弹性系数法、回归法、神
经网络、模糊数学等。 • 负荷预测与许多因素相关联，如所在地区的规
模、人口、经济水平、负荷结构、地理位置、 气候条件、人们生活习惯、电价政策等等。
补充:工业及民用负荷配电系统 负荷在电网中如何接入？
4、负荷曲线对电力系统运行的作用
• 日负荷曲线-----是安排日发电计划和 确定系统运行方式的重要依据
• 年负荷曲线-----是安排发电设备检修 计划和制定发电机组或发电厂的扩建 或新建计划提供依据。
3-2、负荷特性与负荷模型
1、负荷特性 • 综合负荷的功率随系统的运行参数（主要电压与
频率）的变化而变化，反映这种变化规律的曲线 或数学表达式称为负荷特性。包含动态特性与静 态特性。静态特性又分为静态电压特性（频率不 变时）与静态频率特性（电压不变时）。一般通 过实测确定。下面是某综合负荷的静态特性曲线 。
24
Wd Pdt
0
Pav
Wd 24
1 24 Pdt
24 0
Pmin
Pmax
km
Pav Pmax
3、各类负荷年利用小时数（Tmax）
负荷类型
户内照明及生活用电 一班制企业用电 二班制企业用电 三班制企业用电 农灌用电
Tmax /h 2000~3000 1500~2200 3000~4500 6000~7000 1000~1500
P=PN(1+kpvΔV) 或 P=PN(1+kpf Δf) Q=QN(1+kqvΔV) 或 Q=QN(1+kqf Δf) • 同时考虑电压和频率变化时可以采用 P=PN(1+kpvΔV) (1+kpf Δf) Q=QN(1+kqvΔV) (1+kqf Δf) 其中ΔV =（V-VN）/VN
Δf =（f - fN ）/ f N
第五章 电力系统负荷
• 电力系统的负荷与负荷曲部分在传输和分配 过程中损失外，全部供给了用户，所有用户所使用 的功率(有功功率与无功功率)叫做电力系统负荷。
1、负荷的组成
• 电力系统负荷（电力系统综合用电负荷）
• 电力系统供电负荷
• 电力系统发电负荷
其中，VN为额定电压，PN、QN为额定电压 下的有功功率与无功功率，各系数由实际的电压 静态特性用最小二乘法拟合得到。并且有：
ap+ bp +cp=1 aq+ bq +cq=1
• 当电压与频率都在额定值附近微小变化时，可以 作线性化处理。
异步电动机负荷特性
TJ
d*
dt
Pa*
*
M a*
M e*
M m*
M m K 1 1 s
电力系统综合负荷
• 电力系统综合负荷可以简单地表示为一个 静态（不旋转）负荷与一台等值异步电动 机的组合。
二、负荷综合特性模型-----对负荷特性的物 理模拟或数学描述
• 1．恒定阻抗模型 • 2．多项式模型 • 3．幂函数模型
3．幂函数模型
P U pu p
Q
U qu q
dp du
pu
dp df
pf
• 本课程中的负荷模型只作简化处理。 • 潮流计算时，负荷用恒定功率 • 短路计算时，含源阻抗支路或恒定阻
抗支路。 • 稳定计算时，恒定阻抗或不同比例的
恒定阻抗与异步电动机的组合。
补充：负荷预测概述 ---电力部门一项十分重要的基础工作
• 按负荷的构成范围------电网负荷、地区性负荷 、小区负荷、单个负荷等
4、工业用电典型负荷比重（%）
3-1负荷的描述-----负荷曲线
• 负荷曲线 • 日负荷曲线 • 年（最大）负荷曲线 • 年持续负荷曲线
1、典型日负荷曲线
P (kw)
峰荷 Pma
x
2、负荷曲线的描述 日负荷曲谷线荷Pmin
•峰荷-- --Pmax •腰荷
•基荷
腰
0
基荷 荷
4 8 12 16 20 24 t/h
•谷荷-----Pmin •平均负荷----Pav •总耗电量----W
•负荷率-----km •最小负荷系数-----α
以日负荷曲线为例说明：
P (kw)
新增容
年负荷曲线装机容量量 B
机修A组检
0
t/月
2 4 6 8 10 12
某综合负荷的静态特性曲线。
负荷的静态特性
P FP U , f Q Fq U , f
负荷的动态特性
计及运行状态从一种状态变化到另一种状 态时负荷急剧变化的中间过程 。
P p U , f , dU dt , df dt , dU df Q q U , f , dU dt , df dt , dU df
中性线
（地线、
零线保）
三
护
相 负
接 地
荷
电源接地极
外露导电部分
外露导电部分
b) TN-C系统。整个系统中保护线PE与 中性线N是合一的，见下图。
L1
“ L2 三 L3 相 PEN
四
线
N PE
PE
制
”
单相负荷
电源接地极
外露导电部分
外露导电部分
c) TN—C—S系统。整个系统中有一部分 保护线PE与中性线N是合一的，见下图。
2、负荷的单位
•
W，KW，MW，GW；VA，KVA，MVA
3、负荷的分类
• 按用电设备-----异步电动机、同步电动机、电 热装置、整流装置、照明设备等
• 按用户性质------工业负荷、农业负荷、交通运 输业负荷、市政及生活用电等
• 按用户的重要程度------一级负荷、二级负荷、 三级负荷
• 按负荷的工作特点------连续性负荷、间断性负 荷、冲击负荷等
配电系统分为:TN, IT, TT系统三
种。
1、几种配电方式
① TN系统。 电源有一点（通常是中性点）直接
接地，负荷側的建筑物电气装置的外露导 电部分通过保护线与该接地点连接的系统。
a) TN-S系统。整个系统中保护线PE与 中性线N是分开的，见下图
L1
“ L2
三 相
L3 N
PE
五
线
制
”
变压器 的“地”
1.恒定阻抗模型
• 模型简单，结果与真实情况有较大差别， 使用时注意场合。
• 一般用在负荷端电压变化不大、负荷容量 小、且精度要求不高的场合
2．多项式模型
P apU 2 bpU cp
Q
aqU
2
bqU
cq
ap bp cp 1
aq bq cq 1
• 电压的静态特性常用二次项表示：
• 长期负荷预测 • 中、短期负荷预测 • 超短期负荷预测 • 负荷预测的方法，如弹性系数法、回归法、神
经网络、模糊数学等。 • 负荷预测与许多因素相关联，如所在地区的规
模、人口、经济水平、负荷结构、地理位置、 气候条件、人们生活习惯、电价政策等等。
补充:工业及民用负荷配电系统 负荷在电网中如何接入？
4、负荷曲线对电力系统运行的作用
• 日负荷曲线-----是安排日发电计划和 确定系统运行方式的重要依据
• 年负荷曲线-----是安排发电设备检修 计划和制定发电机组或发电厂的扩建 或新建计划提供依据。
3-2、负荷特性与负荷模型
1、负荷特性 • 综合负荷的功率随系统的运行参数（主要电压与
频率）的变化而变化，反映这种变化规律的曲线 或数学表达式称为负荷特性。包含动态特性与静 态特性。静态特性又分为静态电压特性（频率不 变时）与静态频率特性（电压不变时）。一般通 过实测确定。下面是某综合负荷的静态特性曲线 。
24
Wd Pdt
0
Pav
Wd 24
1 24 Pdt
24 0
Pmin
Pmax
km
Pav Pmax
3、各类负荷年利用小时数（Tmax）
负荷类型
户内照明及生活用电 一班制企业用电 二班制企业用电 三班制企业用电 农灌用电
Tmax /h 2000~3000 1500~2200 3000~4500 6000~7000 1000~1500
P=PN(1+kpvΔV) 或 P=PN(1+kpf Δf) Q=QN(1+kqvΔV) 或 Q=QN(1+kqf Δf) • 同时考虑电压和频率变化时可以采用 P=PN(1+kpvΔV) (1+kpf Δf) Q=QN(1+kqvΔV) (1+kqf Δf) 其中ΔV =（V-VN）/VN
Δf =（f - fN ）/ f N
第五章 电力系统负荷
• 电力系统的负荷与负荷曲部分在传输和分配 过程中损失外，全部供给了用户，所有用户所使用 的功率(有功功率与无功功率)叫做电力系统负荷。
1、负荷的组成
• 电力系统负荷（电力系统综合用电负荷）
• 电力系统供电负荷
• 电力系统发电负荷