5 电力系统的负荷
《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。
电力系统用电负荷定义
电力系统用电负荷定义用电负荷的概念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；用电负荷的分类及要求1、根据对用电可靠性要求的不同1.1、一类负荷：中断供电时将造成人身伤亡，或经济、政治、军事上的重大损失的负荷：如发生设备重大损坏，产品出现大量废品，引起生产混乱、重要交通枢纽、干线受阻、广播通信中断或城市水源中断、环境严重污染等；1.2、二类负荷：中断供电时将造成严重减产、停工，局部地区交通阻塞，大部分城市居民的正常生活秩序被打乱；1.3、三类负荷：除一、二类负荷之外的一般负荷，这类负荷短时停电造成的损失不大。
2、根据国际上用电负荷的通用分类2.1、农、林、牧、渔、水利业：包括农村排灌、农副业、农业、林业、畜牧、渔业、水利业等用电，约占总用电负荷的7%；2.2、工业：包括各种采掘业和制造业用电，约占总用电负荷的80%；2.2.3、地质普查和勘探类：此类负荷仅占总用电负荷的0.07%；2.4、建筑业：约占总用电负荷的0.76%；2.5、交通远运、邮电通信业：公路、铁路车站、码头、机场、管道运输、电气化铁路及邮电通讯等用电，约占总用电负荷的1.7%；2.6、商业、公共饮食、物资供应和仓储业：各种商店、饮食业、物资供应单位及仓储用电等，约占总用电负荷的1.2%；2.7、其它事业单位：包括市内交通、路灯照明用电、文艺、体育单位、国家党政机关、各种社会团体，福利事业、研究等单位，约占总用电负荷的3.1%；2.2.8、城乡居民生活用电：包括城市和乡村居民生活用电，约占总用电负荷的6.2%；3、国民经济各个时期的政策和要求的不同3.1、优先保证供电的重点负荷；3.2、一般供电的非重点负荷；3.3、可以暂时限电或停电的负荷；用电设备分类一般将用电设备按其工作性质分为以下三类：3.1、长时工作制用电设备其使用时间长或连续工作的用电设备，如多种泵类，通风机、压缩机、输运带、机床、电弧炉、电阻炉、电解设备和某些照明装置等．3.2、短时工作制用电设备其工作时间短而停歇时间相对较长的用电设备，如切削机床辅助机械的驱动电动机，启闭水闸的电动机等。
电力系统的负荷
电力系统的负荷电力系统中所有用电设备消耗的功率称为电力系统的负荷。
其中把电能转换为其他能量形式（如机械能、光能、热能等），并在用电设备中真实消耗掉的功率称为有功负荷。
电动机带动风机、水泵、机床和轧钢设备等机械，完成电能转换为机械能还要消耗无功。
例如，异步电动机要带动机械，需要在其定子中产生磁场，通过电磁感应在其转子中感应出电流，使转子转动，从而带动机械运转。
这种为产生磁场所消耗的功率称为无功功率。
变压器要变换电压，也需要在其一次绕组中产生磁场，才能在二次绕组中感应出电压，同样要消耗无功功率。
因此，没有无功，电动机就转不动，变压器也不能转换电压。
无功功率和有功功率同样重要，只是因为无功完成的是电磁能量的相互转换，不直接作功，才称为“无功”的。
电力系统负荷包括有功功率和无功功率，其全部功率称为视在功率，等于电压和电流的乘积（单位千伏安）。
有功功率与视在功率的比值称为功率因数。
电动机在额定负荷下的功率因数为0．8左右，负荷越小，其值越低；普通白炽灯和电热炉，不消耗无功，功率因数等于1。
电力系统负荷随时间而不断变化，具有随机性，其变化情况用负荷曲线来表示。
通常有日负荷曲线、月负荷曲线（国外多用周负荷曲线）、年负荷曲线。
图7—2所示为年、日负荷曲线图。
年负荷曲线表示的是每月的最高负荷值。
日负荷曲线是将电力系统每日24h的负荷绘制成的曲线。
日负荷曲线中负荷曲线的最高点为日最大负荷（又称为高峰负荷），负荷曲线的最低点为最小负荷（又称为低谷负荷），它们是一天内负荷变化的两个极限值，高峰负荷与低谷负荷之差称为峰谷差。
峰谷差越大，电力调峰的难度也就越大。
根据负荷曲线可求出日平均负荷。
日平均负荷与最高负荷的百分比值，称为负荷率。
负荷率高，则设备利用率高。
最小负荷水平线以下部分称为基荷；平均负荷水平线以上的部分为峰荷；最小负荷与平均负荷之间的部分称为腰荷。
为了满足系统负荷的需要，应进行负荷预测工作，绘制不同用途的负荷曲线。
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
2-电力系统的负荷(2015-10 授课用)
52
本课程中，对负荷模型一般都作简化处理。
潮流计算中，负荷常用恒定功率表示，必要时也采 用线性化的静态特性。
短路计算中，负荷或表示为含源阻抗支路，或表示 为恒定阻抗支路。 稳定计算中，综合负荷可表示为恒定阻抗、静态特 性或不同比例的恒定阻抗和异步电动机的组合。
53
五、什么是负荷预测？
利用已知的历史负荷、气象信息等，结合人工经 验，预测未来的负荷变化。 重要性：可类比产品市场预测，电能不能大量存 储，对预测精度要求高。
的恒阻抗+ 60%的恒功率）。
（2）暂态计算也可用多项式静态负荷模型，但在
低电压下(0.6pu) 多转化为恒阻抗模型。多数情况
下，采用包含一定比例电动机的动态负荷模型。
51
（3）在电力系统动态分析中,对负荷模型不太
敏感的负荷点可采用静态负荷模型。当结果对负
荷模型的灵敏度较高时,应当采用动态负荷模型。
d ( P / PN ) PU d (U / U N )
电压特性系数
Pf
P U
f f N
频率特性系数
QU
f f N
Qf
U 2 P PN ( ) UN U 2 Q QN ( ) UN
f fN
d ( P / PN ) Pf d ( f / f N ) U U
间接特征量： 峰谷差 日用电量A 日平均负荷Pav 日负荷率 最小负荷系数
21
日有功负荷曲线图
日负荷率
Pav km Pmax
最小负荷系数
Pmin Pmax
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。
电力系统基础知识--6第六章电力负荷特性和计算分析
16
第二节 负荷计算的方法
根据长期观察所测得的负荷曲线可以发现： 对于同一类型的用电设备组、同一类型车间或 同一类企业，其负荷曲线具有相似的形状。因 此，典型负荷曲线就可作为负荷计算时各种必 要系数的根本依据。利用这种系数，根据工厂 所提供的用电设备容量、将其变换成电力设备 所需要的假想负荷——计算负荷。
Kz
Pca Pav
5、附加系数Kf
附加系数可定义为
Kf
Pm Pav
21
第三节 工厂供电负荷的统计计算例如
考虑到在变配电系统中，并不是所有用电设备都 同时运行，即使同时运行的设备也不一定每台都到达 额定容量，因此不能用简单地把所有用电设备的容量 相加的方法来确定计算负荷。 一、计算负荷的估算法
在作设计任务书或初步设计阶段，尤其当需要进 行方案比较时，车间或企业的年平均有功功率和无功 功率往往可按下述方法估算。
25
第三节 工厂供电负荷的统计计算例如
〔二〕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：
1、需要系数法 用需要系数法求计算负荷的具体步骤如下：
⑴将用电设备分组，求出各组用电设备的总额 定容量。
⑵查出各组用电设备相应的需要系数及对应的 功率因数Pc。a1Kd1PN1 Pca 2Kd2PN2
位为kW/m2〕时，车间的平均负荷按下 式求得
Pav A
式中 A —车间生产面积。
24
第三节 工厂供电负荷的统计计算例如
二、求计算负荷的方法
〔一〕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
Pca
PNM
N
PNM
式中 PNM－电动机的额定功率；
简述电力系统的负荷的分类
简述电力系统的负荷的分类
电力系统的负荷是指在电力系统中消耗电能的设备和用电设备。
根据负荷的性质和用途，电力系统的负荷可以分为以下几类：
1. 工业负荷：主要包括工厂、矿山、制造业等行业的用电设备，如电动机、电炉、电焊机、气体放电灯等。
这类负荷大多数需要较大的电流和功率，且常常是不规则、突然变化的。
2. 商业负荷：主要包括商店、酒店、写字楼、超市等场所的用电设备，如空调、电梯、照明等。
这类负荷电流和功率较小，但是持续时间较长，较为稳定。
3. 居民负荷：主要来自于住宅区的用电设备，如灯具、电视机、冰箱、空调、洗衣机等。
这类负荷数量大、功率小、持续时间较长，是整个电力系统中最基础、最广泛的负荷。
4. 农业负荷：主要来自于农业生产的用电设备，如灌溉机、拖拉机、电动农具等。
这类负荷多为不规则、间歇性的，且大多集中在农村地区。
5. 公共负荷：主要是各种公共设施和服务的用电设备，如电车、地铁、医院、学校、政府机关等。
这类负荷规模大、功率不一，多为不规则的峰谷负荷。
了解电力系统的负荷分类有助于制定电力系统的规划和调度策略，以及合理安排用电负荷的时间和容量，保证电力系统的稳定运行。
- 1 -。
电力负荷及分类+火电厂主要厂用负荷
电力负荷及分类一、什么叫电力负荷？是指发电厂或电力系统中，在某一时刻所承担的各类用电设备消费电功率的总和，叫电力负荷。
单位：“KW”。
虽然电力负荷的标准单位为“KW”，但在实际运行工作中我们经用电流来表征负荷。
二、电力负荷分类1、按发、供、用关系分类（1）、用电负荷：用户的用电设备在某一时刻实际取用的功率的总和。
通俗来讲就是用户在某一时刻对电力系统所要求的功率。
从电力系统来讲，则是指该时刻为了满足用户用电所须具备的发电出力。
（2）、线路损失负荷：电能在输送过程中发生的功率和能量损失叫线路损失负荷。
（3）、供电负荷：用电负荷加上同一时刻的线路损失负荷称为供电负荷。
（4）、厂用负荷：发电厂厂用设备所消耗的功率称厂用负荷。
（5）、发电负荷：供电负荷加上同一时刻各发电厂的厂用负荷，构成电网的全部生产负荷，称为电网发电负荷。
2、按电力系统中负荷发生的时间对负荷分类（1）高峰负荷：是指电网或用户在一天时间内所发生的最大负荷值。
通常选一天24小时中最高的一个小时的平均负荷为最高负荷。
（2）最低负荷：是指电网或用户在一天24小时内发生的用电量最小的一点的小时平均电量。
（3）平均负荷：是指电网或用户在某一段确定时间阶段内的平均小时用电量。
4.按突然中断供电引起的损失程度分类一级负荷：是指突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起周围环境严重污染的；将会造成经济上的巨大损失的；将会造成社会秩序严重混乱或在政治上产生严重影响的。
二级负荷：是指突然中断供电会造成经济上较大损失的；将会造成社会秩序混乱或政治上产生较大影响的。
三级负荷：是指不属于上述一类和二类负荷的其他负荷。
用电负荷的这种分类方法，其主要目的是为确定供电工程设计和建设标准，保证使建成投入运行的供电工程的供电可靠性能满足生产或安全、社会安定的需要。
一、按用电的部门属性来划分：1、工业用电。
其特点是用电量大，用电比较稳定，一般冶炼工业的用电量大，而且负荷稳定，负荷率高，一般在0.95以上；而机械制造行业和食品加工业的用电量就小些，且负荷率也较低，一般在0.70以下。
电力系统复习资料
第一章1.发电机把机械能转化成电能，用电设备把电能转化成机械能，由这些产生，变换，传送，分配，消耗电能的电气设备（发电机，变压器，电力线路及各种用电设备）联系在一起组成统一的整体就是电力系统。
在电力系统的基础上又加上动力设备，统称为动力系统。
2.电力网是指电力系统中除去发电机和用电设备外的部分动力系统是指电力系统和发电厂动力部分总和。
3.电力系统和电力网的区别：电力网指电力系统中除去发电机和用电设备外的部分，动力系统指电力系统和发电厂动力部分的总和。
所以，电力网是电力系统的一个组成部分，而电力系统又是动力系统的一个组成部分。
4.电力网络——电力系统——动力系统5.电厂的类型：火力发电厂，水力发电厂，核能发电厂，其他能源发电（太阳能，风力，潮汐发电）核心任务：把不同种类的一次能源转换成电能。
6.火电厂可以分为凝汽式火电厂和热电厂二大类，凝汽工火电厂是单一生产电能的火电厂；而热电厂即能产生电能，又向热用户提供电能。
7.为什么采用高压远距离输电：因为电流在导线中流过，将造成电压降落，功率损耗和电能损耗。
电压降落与导线中通过的电流成正比，功率损耗和电能损耗与电流的平方成正比，为提高运行的经济性，在输送功率不变的情况下，提高电压可以减小电流，不仅可以降低电压降落和电能损耗，还可以选择较细的导线，以节约电网的建设投资。
8.电能的传输方式：交流传输和直流传输。
9.电力变压器的主要作用除了升高或降低电压之外，还能起到将不同电压等级的电网相连。
10.变压器分类：1）按相数分类：单相式、三相式2）按每相绕组数分类：双绕组变压器和三绕组变压器3）按线圈的耦合方式分类：普通变压器和自耦变压器11.电能的传输是在输电线路上进行的，输电线路按结构分为架空线路和电缆线路。
架空线路元件组成：①导线和避雷线导线作用是传输电能，避雷线的作用是将电流引入大地，保护电力线路免受雷击②杆塔作用是用来支持导线和避雷线，并使导线和导线之间，导线与杆塔之间，导线和避雷器之间以及导线与大地之间保持一定的安全距离。
电力系统的负荷类型
电力系统的负荷类型
依据中断供电后，在政治上和经济上造成的损失和影响程度的不同，一般可分为三类负荷。
1.一类负荷。
1)具有重大政治和经济意义的用电为重要电力负荷，中断供电后将会造成人民生活秩序发生混乱。
例如：交通枢纽、广播电台、电视台、重要宾馆、常常用于国际活动或有大量人员集中的公共场所等。
2)中断供电后将会造成人身死亡的重要电力负荷。
例如：医院、煤矿等单位。
3)中断供电后将会在政治上或经济上造成重大损失的重要电力负荷，包括重大设备损坏、重大产品报废、或用重要原料生产的产品的大量报废、连续生产过程被打乱后长时间不能恢复等状况。
例如：炼钢、化工等部门。
2.二类负荷。
1)中断供电后将使政治上或经济上造成较大损失，人民生活秩序受到较大影响的电力负荷。
例如：主设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱后较长时间不能恢复、重点企业大量减产等状况。
2)中断供电后将会影响重要用电单位正常工作的电力负荷。
例如：交通枢纽、通讯枢纽、大型电影院、大型体育馆、大型商场、有大量人员集中的公共场所等。
3.三类负荷。
不属于一类和二类负荷的一般电力负荷。
电力系统中的负荷控制装置
当 处于 电 量控 制状 态 时 ，累 积 每 日或 每 月 用 电量 超 过 规 定
为满 足 我 国现 阶 段 经 济 社 会 发 展 的 需求 ，通 过 综 合 运 用 自
动 控制、 电子 、 计 算机、 通 信 等 技 术 以及 高性 能 配 电设 备 等 的 配 电 网 已经 开 启 了 自动 化 时 代 。 电力部 门 可 以 对 配 电网 进 行 智 能 化 监控 管 理 ， 使 得 配 电 网始 终处 于 安 全可 靠、 优 质且经济高效 的 运 行状 态 。 电力 负荷 控 制 装 置 一 方 面 可 以 对 用 户 的用 电情 况进
使 用 电量 的 ８ Ｏ ％的 时候 ， 报 警 信 号 会 从 终 端 自动发 出。 当 实 际 使 用 的 电量 超 过 预 先规 定 的数 值 时 ，终 端 将 会 对主 进 开 关实 施 跳 闸操 作。 主 站可 以直 接 发 出 命 令 ， 对终 端 实 施 遥 控 跳 闸 操作 ， 另 外 当 主 站发 出允 许 信 号 后 ， 也 可对 用 户 实 施 合 闸操作 。 ３ 发 展 趋 势 随 着 电力 部 门 不 断 的 改 革 和 发 展 ， 许 多 电 力 负 荷 控 制 的 职 能 分 配 和 操 作 模 式 将 随 之 发 生 改 变。 只 有 技 术 适 应 了前 进
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
负荷特性和负荷模型 电力系统
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）。
2018级成考专升本电气工程及其自动化专业12月份考试资料电力系统分析复习资料
《电力系统分析》复习资料（一）一、填空题1. 衡量电能质量的技术指标是________、________和________。
2．我国110KV及以上系统，中性点采用的接地方式是________。
3．电力系统潮流计算采用的数学模型是_________。
4. 短路电流最大可能的瞬时值称为________。
5. 衡量电能质量好坏的指标是电压、_________和_________。
6. 简单故障是指电力系统的某处发生一种故障的情况，简单不对称故障包括________、________、________、________、________。
7. 电力系统潮流计算时，平衡节点的待求量是发电机的_______和_______。
8. 电力系统的潮流分布一般用各节点的电压和______表示。
二、判断题1、电力系统的暂态过程是指系统参数变化后，系统从原来的运行状态向新的稳定运行状态过渡的过程。
（）2、短路瞬间任何闭合回路的磁链保持不变。
（）3、只要三相电流不对称，电流中就一定包含有零序分量。
（）4、中性点不接地系统发生接地故障时，由于没有零序电流的通道，所以没有零序电流存在，也没有零序电压存在。
（）5、电力系统中性点运行方式对电力系统的正序等值电路和负序等值电路没有影响。
（）6、电力系统的零序等效阻抗越大，接地短路时短路点的零序电压越高。
（）7、分析电力系统机电暂态过程时不考虑发电机内部的电磁暂态过程。
（）8、减小发电机电抗是缩短“电气距离”，提高同步发电机并列运行稳定性最为经济有效的技术措施。
（）9、将电力系统稳定性问题分为静态稳定性和暂态稳定性只是为了分析计算的需要。
（）10、架空输电线路采用分裂导线主要是为了改善和提高电力系统运行的稳定性。
（）11.供电中断将造成产品大量报废的用户的用电设备属于二级负荷。
（）12.发电厂升压变压器低压绕组的额定电压应等于发电机的额定电压。
（）13.电力系统潮流计算中，必须设置，并且只设置一个平衡节点。
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8760
W Pdt 0
Tm a x
W Pm a x
年最大负荷利用小时数
年最大负荷利用小时数的大小， 在一定程度上反映了实际负荷 在一年之内的变化程度。
t（h） 8760
各类用户年最大负荷利用小时数（经验值）
负荷类型 户内照明及生活用电
Tmax/h 2000~3000
一班制企业用电
1500~2200
二班制企业用电
3000~4500
三班制企业用电
6000~7000
农灌用电
1000~1500
根据用户性，可以大致确定Tmax，近似估算用 户全年用电量。
5.3 电力系统负荷的计算
电力负荷计算主要包括以下方面： （1）求计算负荷：即正常工作时的实际最大负 荷。目的选择各级电压供电网络、变压器容量、 电气设备的型号等；保证使其通过正常最大工作 电流时不至于过热而损坏。（选择设备）
➢二类负荷（二级负荷）
（1）中断供电将在政治、经济上造成较大损失 时。例如：主要设备损坏、大量产品所废、连续 生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业 大量减产等。
（2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作。 例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要 电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大 型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混 乱。
3、按负荷的大小划分 ➢最大负荷（最高负荷、尖峰负荷）
日最大负荷、月最大负荷、年最大负荷。 ➢最小负荷（最低负荷、低谷负荷、基荷）
➢平均负荷
4、按电力用户的不同划分
➢ 农业用电 比重虽不大，但很重要。其特点是季节性很强。
➢ 工业用电
➢ 交通运输业用电 这类负荷比重不大，变化也不大。
➢ 城乡居民生活用电 包括照明用电和家用电器用电。比重仍然不大， 但其增长速度较快。
汽、水轮机 双绕组变压器 自藕变压器 三绕组变压器
380/220V
M XX
380/220V
M MX
10kV 6kV
35kV
G
锅炉
G
锅炉
G
锅炉
热负荷
G
锅炉
二、电力系统负荷的分类
1、按用电部门的属性划分
➢ 工业用电、农业用电、交通运输用电和市政 生活用电四大类。
➢ 第一产业用电、第二产业用电、第三产业用 电。
用电设备 异步电动机
几个工业部门用电设备比重的统计（%）
综合性 纺织 中小工业 工业
79.1
99.8
化学（化肥 化学（电 大型机 厂、焦化厂） 化厂） 械加工
56.0
13.0
82.5
钢铁 工业
20.0
同步电动机
3.2
44.0
1.3
10.0
电热装置
17.7
0.2
15.0 70.0
整流装置
87.0
1.2
新装机容量 装机容量
年最大负荷曲线可以用来作 为制定发电机检修计划的依 据，也为有计划地扩建发电 机组或新建发电厂提供依据
检修机组容 量
t（月）
0
6
12
什么叫年 持续负荷
曲线？
年持续负荷曲线是按一年内系统负荷数值的大小及 持续小时数依次由大至小排列绘制而成的曲线。
P（MW）
Tm a x
0
年持续负荷曲线可以用来安排发电计划及进行可靠性估 计。
2、按供电的可靠性划分
➢一类负荷（一级负荷）
(1) 中断供电将造成人身伤亡时。
(2) 中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。 例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料 生产的产品大量报废、国家经济中重点企业的连续 生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。
(3) 中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电 单位的正常工作。例如：重要交通枢纽、重要通信 枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活 动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要 电力负荷。
kL
Pav Pm a x
Pmin
Pm ax
不同行业有功功率负荷曲线具有不同的特点
钢铁工业负荷 α= 0.85
食品加工业负荷 α= 0.13
农村加工负荷
市政生活负荷
➢年负荷曲线（年最大负荷曲线、年持续负荷曲线）
年最大负荷曲线是描述一年内每月（或每日）最大 有功负荷随时间变化情况的曲线。
P（MW）
第5章 电力系统的负荷
5.1 电力系统负荷的分类 5.2 电力系统负荷曲线 5.3 电力系统负荷的计算 5.4 电网损耗的计算 5.5 用户负荷的计算 5.6 尖峰电流的计算 5.7 功率因素的确定与补偿 5.8 电力系统负荷的特性
5.1 电力系统负荷的分类
一、电力系统负荷的基本概念
电力系统用户电力设备在某一时刻消耗功率的总和称为电力系统的综合负 荷，又称为用电负荷。
合计
100
100
100
100
100
100
不同性质的用户，同类性质用户不同的行业，各类用电设备 的比重各不相同
三、电力系统负荷的表示方法
1、负荷功率 电力系统的负荷通常用复数功率或电流表示。 2、负荷曲线 某一段时间内用电负荷大小随时间变化的曲线称 为负荷曲线。
➢日负荷曲线（日有功负荷曲线、日无功负荷曲线）
描述系统24小时负荷的变化，用于安排日发电计划和确定 系统运行方式。
P（MW）
日最小负荷、日最大负荷、峰 谷差、基荷、腰荷、峰荷、日 平均负荷。
Pav
Pm ax
24
Wd 0 Pdt
Pav
Wd 24
Pm in
0
12
负荷率、最小负荷系数（都可 24 t（h） 以描述负荷曲线变化形状的系
数，越小表示负荷波动愈大）
▪ 特别重要的负荷
• 在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸 和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不 允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷 。
对这类用户供电必须保证高度的供电可靠性。一般 应由两个独立电源供电。而一级负荷中特别重要的 负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源， 并严禁将其它负荷接入应急供电系统。
电力网的功率损耗 电力系统的供电负荷
发电厂的厂用电负荷
电力系统的发电负荷
负荷的组成
综合用电负荷：系统所有电力用户的用电设备所消耗的电功率
主要用电设备 异步电动机 同步电动机 电热装置 整流装置 照明设备
水
G
G
G
库
G
110kV 220kV
110kV
=
110kV
G 发电机
= 调相机 M 电动机 X 电灯
对这类用户可以采用双回线路供电，重要的二类 负荷也可提高供电可靠性。
➢三类负荷（三级负荷）
不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。对一 些非连续性生产的中小型企业，停电仅影响产 量或造成少量产品报废的用电设备，以及一般 民用建筑的用电负荷等均属三级负荷。
这类用户的供电可靠性是比较低的。对供电无 特殊要求，一般按其容量大小决定。