電磁負荷

封閉式電機，特別是不帶內(nèi)循環(huán)通風(fēng)的電機，其定、轉(zhuǎn)子所生產(chǎn)的熱量大部份要通過定子經(jīng)機座逸散到周圍介質(zhì)中，亦即，轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的熱量大部份先傳給定子，再由定子傳給機座才能散發(fā)出去。

在改進200千瓦2極防爆電機的設(shè)計時，要在定子外徑不變的情況下把絕緣等級由H級改為B級，并且還取消了內(nèi)循環(huán)通風(fēng)。從電磁上分析，僅放長鐵心是很難實現(xiàn)的，于是將定子內(nèi)徑由?330放大到?350，使電磁負荷按照散熱的途徑，“從里向外，由低到高”重新分配，溫升由85℃/92℃降到65.5℃/69.4℃。

在調(diào)整450千瓦2極高壓防爆電機的設(shè)計時，定子、通風(fēng)散熱方式均未變動，即銅線、硅鋼片的耗量保持不變，遵循上述電磁負荷的分配規(guī)則重新設(shè)計了轉(zhuǎn)子，使溫升降低了11℃--16℃。

在其它型號、規(guī)格防爆電機的設(shè)中，也參照了這樣的電磁負荷分配規(guī)則。按照這個規(guī)則，對于電密，我們采用了下列的分配、比例關(guān)系：定子電密:轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電密:轉(zhuǎn)子端環(huán)電密≈4:2:10其中，端環(huán)部份位置比較寬裕，斷面尺寸略大些不但有利于滿足上述的比例關(guān)系; 澆注后還可以在導(dǎo)條之后凝固，有助于消除斷條、細條的現(xiàn)象。至干其它性能，尤其是起動性能的變化，可以從定、轉(zhuǎn)子槽形的設(shè)計等方面得到補償。

在消耗材料及電機性能基本上保持不變的情況下，因使電磁負荷“從里向外，由低到高”的合理分配，在鐵心裝壓，下線及CD²允許時，定子內(nèi)徑應(yīng)盡量地放大，在電氣性能允許時，轉(zhuǎn)子部份的電密應(yīng)盡量地降低；定子齒部的磁密不宜偏高。但設(shè)計時，互相制約、互相影響的因素很多，既不能顧此失彼；又要按照主次區(qū)別對待。比如，在系列設(shè)計時，為使安裝尺寸符合某一標準，常在某些機座號或規(guī)格上壓縮軸承距，使軸承室被迫陷入電機空腔，對散熱極為不利，這就要從電磁負荷或其它方面去彌補。反之，亦然。其電磁負荷的分配、比例關(guān)系及其絕對值都可能要作適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，未必千篇一律 。2100433B

在“電機設(shè)計”給出的異步機溫升計算公式中，代表發(fā)熱的參數(shù)是熱負荷，及定子部份的損耗。沒有將轉(zhuǎn)子部份電密及引起雜耗變化的因素—氣隙值、槽配合、節(jié)距以及槽口尺寸等考慮進去，所以溫升的計算值與試驗值間常常存在著較大的誤差。因此，異步機的設(shè)計人員一般都用憑經(jīng)驗數(shù)據(jù)估算出來的溫升值擬定設(shè)計方案。后一個因素—雜耗，在有關(guān)技術(shù)性雜志中有過較多的報導(dǎo)。以下主要討論因考慮轉(zhuǎn)子部份電密后而引起的定，轉(zhuǎn)子各部份電密的比例關(guān)系的改變及各部份磁密分配關(guān)系的變化對溫升的影響 。

磁負荷也應(yīng)該遵循上述的規(guī)則，只是轉(zhuǎn)子部份的鐵耗很小，轉(zhuǎn)子部份的磁密只要選取在允許的范圍之內(nèi)，在計算上是可以忽略的。因此，在異步電機的溫升計算公式中僅考慮定子部份的總鐵耗。與電密的選擇同理，雖然定子齒部和扼部的磁密都保持在“電機設(shè)計”所規(guī)定的限度之內(nèi)，但匹配關(guān)系對溫升亦有較大的影響。

由于扼部磁鐵的體積比齒部大得多，在磁密相近時定子扼部的鐵耗也就比齒部大得多，2、4極電機尤為明顯，常常是齒部的好多倍。由于鐵耗大小對溫升及性能的影響，按計算值分析均與總鐵耗有關(guān)，設(shè)計時，選取扼部磁密往往很慎重;齒部磁密有時則選得略高，盡管都在允許的范圍內(nèi)。若齒部磁密偏高，除齒部的基本鐵耗增加外，還會使定子的脈振損耗增加，井且由于齒部在散熱的途徑中不如扼部優(yōu)越，會明顯地導(dǎo)致溫升的增加。反之，若扼部鐵耗偏高，在扼部產(chǎn)生的熱量很容易散出去。但小容量的6、8極電機扼部很窄，當(dāng)定子采用外緞壓并用扣片緊固鐵心時，扼部磁密不宜選得過高。若扣片槽與定子槽在數(shù)目上搭配不當(dāng)，磁路就可能不對稱，嚴重時還要產(chǎn)生明顯的電磁噪音。容量稍大的電機，如果鐵耗的增加能從其它方面得到補償，軛部磁密略高對溫升的影響是不明顯的。最后，氣隙磁密因受到很多因素的制約，只能在某一范圍內(nèi)變動。在技術(shù)經(jīng)濟指標基本上不受到影響的前提下，適當(dāng)?shù)胤糯蠖ㄗ觾?nèi)徑是降低氣隙磁密，繼而降低溫升的可行措施。

分析同一機座號中2、4、6、8、極的BJO2系列防爆電動機，在電磁負荷相近，或極數(shù)多的電機略高時，一般是極數(shù)多的電機溫升偏低，其部份原因就是隨著極數(shù)的增多，定子軛部就越窄，在散熱方面就越有利 。

集成負荷電負荷

電力負荷（electricload）使用電能的用電設(shè)備消耗的電功率。電力負荷包括異步電動機、同步電動機、各類電弧爐、整流裝置、電解裝置、制冷制熱設(shè)備、電子儀器和照明設(shè)施等。它們分屬于工農(nóng)業(yè)、企業(yè)、交通運輸、科學(xué)研究機構(gòu)、文化娛樂和人民生活等方面的各種電力用戶。

集成負荷熱負荷

在內(nèi)燃機領(lǐng)域熱負荷是指燃料在燃燒器中（如燃氣具、燃氣熱水器、燃氣取暖爐、內(nèi)燃機、火箭發(fā)動機燃燒室）燃燒時單位時間內(nèi)所釋放的熱量。在燃燒器中，其計算式為：熱負荷=燃料消耗量*燃料低熱值。熱負荷的大小是由主燃燒器燃料消耗量的大小等因素決定的。

在供暖系統(tǒng)中熱負荷指需要維持房間熱平衡單位時間所需供給的熱量。

集成負荷冷負荷

冷負荷的定義是為保持建筑物的熱濕環(huán)境和所要求的室內(nèi)溫度，必須由空調(diào)系統(tǒng)從房間帶走的熱量叫空調(diào)房間冷負荷，或在某一時刻需向房間供應(yīng)的冷量稱為冷負荷，冷負荷包括顯熱量和潛熱量兩部分。相反，如果空調(diào)系統(tǒng)需要向室內(nèi)供熱，以補償房間損失熱量而向房間供應(yīng)的熱量稱為熱負荷。

集成負荷氣負荷

燃氣作為城市能源的一部分，還將受到城市能源需求類型的結(jié)構(gòu)性變化的影響。例如用電代替用氣，都會使傳統(tǒng)的用氣量指標、用氣不均勻系數(shù)等燃氣負荷參數(shù)發(fā)生顯著的變化。

所有這些變化將改變?nèi)細庳摵稍诹亢托再|(zhì)方面的狀態(tài)和規(guī)律。處在燃氣事業(yè)這樣一個新發(fā)展階段，產(chǎn)生了對燃氣負荷問題進行研究的迫切要求。而燃氣負荷的構(gòu)成狀態(tài)、具有的規(guī)律性及變化趨勢則是燃氣負荷問題的基本內(nèi)容。 2100433B

一日（月、年）內(nèi)的平均負荷與最大負荷之比稱為日（月、年）負荷系數(shù)。平均負荷是指某一時期（日、月、年）內(nèi)的負荷功率的平均值。負荷系數(shù)是小于 1的數(shù)值。各類負荷的負荷系數(shù)也不相同。有色金屬冶煉、鋼鐵、化工、造紙等連續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)，負荷系數(shù)均在90%以上,紡織、 機械制造等產(chǎn)業(yè)的負荷系數(shù)約為60%。 不同地區(qū)在不同季節(jié)負荷系數(shù)也有變動,約為70～80%。

從柔性負荷綜述中不難發(fā)現(xiàn)柔性負荷種類繁多，并很難得到具有普適性或通用型的柔性負荷模型和控制策略。為了更深入的挖掘柔性負荷，抓住重點柔性負荷特征，論文選取中央空調(diào)作為典型柔性負荷代表，并開展其參與電力系統(tǒng)運行的模型和控制策略研究 。

(1)中央空調(diào)負荷具有柔性負荷典型特征。柔性負荷的主要特征是負荷在一定時間內(nèi)靈活可變，因為人體有一定舒適度范圍，中央空調(diào)負荷的功率在舒適度范圍有了調(diào)節(jié)的空間。以夏季為例，當(dāng)用戶對電價做出響應(yīng)時，在電網(wǎng)高峰時可通過調(diào)高設(shè)定溫度、降低風(fēng)機轉(zhuǎn)速等方式降低中央空調(diào)負荷，以獲得效益回報;在電網(wǎng)低谷時期，利用中央空調(diào)所屬房間儲熱能力，增加空調(diào)負荷，提前儲存一部分冷量，使電力系統(tǒng)利用率增高。

(2)中央空調(diào)負荷在尖峰負荷中占比大。在北京、上海等發(fā)達地區(qū)空調(diào)負荷在高峰時負荷占比接近一半。而中央空調(diào)在工商業(yè)用戶、居民用戶等其它用戶中己經(jīng)廣泛應(yīng)用，是空調(diào)集群中較常見的種類，而與分體式空調(diào)相比，中央空調(diào)的額定功率要大得多，另外相對于分體式空調(diào)，中央空調(diào)的負荷比較集中，更有利于集群控制，國內(nèi)多地己開展了中央空調(diào)負荷調(diào)控的示范工程，積累了較為豐富運行經(jīng)驗。

(3)中央空調(diào)負荷可控性強。與其他柔性負荷相比中央空調(diào)系統(tǒng)的可控量多，理論上包括:設(shè)定溫度、送風(fēng)量、新風(fēng)量、冷凍水泵流量、冷凍水進水溫度等幾十個特性參數(shù)。對任意決策變量的控制都能達到調(diào)節(jié)中央空調(diào)負荷的目標。另外在特定情況下，短時中央空調(diào)可通過關(guān)閉機組達到極限調(diào)節(jié)量，即使在不停機的前提下，中央空調(diào)的負荷調(diào)節(jié)能力也十分可觀。

在柔性負荷響應(yīng)潛力方面，提出針對大型工商業(yè)用戶參與需求響應(yīng)的潛力評估方法，主要步驟包括確定研究對象和需求響應(yīng)項目類型、基于用電特性的用戶群聚類分析、分類需求響應(yīng)項目參與率辨識、價格彈性計算和需求響應(yīng)潛力評估，重點是適用于細分用戶群的價格彈性計算方法。基于上述評估方法，美國聯(lián)邦能源管理委員會從常規(guī)業(yè)務(wù)、擴展業(yè)務(wù)、可實現(xiàn)參與和全而參與4種場景評估了美國2010-2020年的需求響應(yīng)潛力，一般來說，需求響應(yīng)潛力評估可分為電力負荷調(diào)研、數(shù)據(jù)整理和分析、回歸模型建立及響應(yīng)潛力預(yù)測等步驟。表1給出了各國柔性負荷響應(yīng)潛力分析結(jié)果。但現(xiàn)有研究還存在以下不足:①負荷可調(diào)度潛力與電網(wǎng)運行工況、外界環(huán)境變化、用戶用電消費心理、響應(yīng)前用戶用電狀態(tài)等因密切相關(guān)，針對負荷在某一具體運行工況下的響應(yīng)潛力評估研究還較為少見;②多從挖掘電網(wǎng)柔性負荷削峰潛力的角度研究負荷的向下調(diào)節(jié)潛力，缺乏對向上調(diào)節(jié)潛力的相關(guān)研究。2100433B