負荷曲線

負荷曲線的橫坐標是時間，縱坐標一般是有功功率，因此通常的負荷曲線是有功功率負荷曲線 （圖1上的曲線P）。然而負荷從電力系統(tǒng)中取用的不僅是有功功率，同時還取用無功功率。電力系統(tǒng)的調(diào)度不僅調(diào)度發(fā)電機的有功功率，有時還要調(diào)度發(fā)電機、同步調(diào)相機及電容器等的無功功率，因此還有一個無功功率的負荷曲線（圖1上的曲線Q）。

負荷曲線中的最大值稱為最大負荷(Pmax)，最小值稱為最小負荷(Pmin)。這兩個數(shù)據(jù)是分析電力系統(tǒng)負荷特性的重要數(shù)據(jù)。由負荷曲線也可以計算出用戶消耗電能的多少。一天中負荷消耗的電量(千瓦小時)，即日負荷曲線P下面的這一塊面積（圖1）。

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%。

反映一段時間內(nèi)負荷隨時間而變化的規(guī)律用負荷曲線來描述；按負荷種類分，分有功功率負荷曲線和無功功率負荷曲線；按時間長短分，分為日負荷曲線和年負荷曲線；按計量地點分，分為個別用戶、電力線路、變電所、發(fā)電廠乃至整個系統(tǒng)的負荷曲線；將上述三種特征相組合，就確定了某一種特定的負荷曲線；電力系統(tǒng)有功功率日負荷曲線是制訂各發(fā)電廠負荷計劃的依據(jù)，這對掌握電力系統(tǒng)運行很有用。

電表采用大容量內(nèi)卡（2M字節(jié)）保存負荷曲線，最多可以保存16184條負荷曲線記錄。每條負荷曲線可記錄6類數(shù)據(jù)，負荷曲線保存的時刻與電表時鐘同步，保存數(shù)據(jù)的時刻是根據(jù)設置的6類數(shù)據(jù)記錄間隔與電表的時鐘的關系確定的，保存數(shù)據(jù)的間隔最小為1分鐘。如設置的6類數(shù)據(jù)記錄間隔分別為T1、T2、T3、T4、T5、T6，電表的當前時間為HH:MM，只要（60*HH MM）能被T1、T2、T3、T4、T5、T6整除，就把6類數(shù)據(jù)全部保存。共可以保存16184*Tmin 分鐘的負荷曲線數(shù)據(jù)，Tmin=Min(T1、T2、T3、T4、T5、T6)，Min表示在這6個時間間隔中最小那一個。6類數(shù)據(jù)時間間隔均為30分鐘時，可存儲337天的負荷曲線數(shù)據(jù)。

在電力系統(tǒng)的設計、規(guī)劃中除了需要使用日負荷曲線外，還需要編制年最大負荷曲線和年持續(xù)負荷曲線。

負荷曲線年最大負荷曲線

年最大負荷曲線表示從年初到年末逐日(或旬或月)的電力系統(tǒng)綜合最大負荷的變化情況 （圖2）?？捎盟鼇戆才湃甑臋C組檢修計劃。如果一年四季中每季取一個典型的日負荷曲線，由年最大負荷曲線也可以計算出全年需要的電量。由預測的逐年的年最大負荷曲線可以有計劃地安排擴建或新建發(fā)電廠來滿足負荷增長的需要。

負荷曲線年持續(xù)負荷曲線

年持續(xù)負荷曲線是以電力系統(tǒng)全年負荷的大小及其持續(xù)運行小時數(shù)的順序排列作出的曲線 （圖3）。曲線中的A1點反映了一年內(nèi)負荷超過P1的累積時間共有t1小時?？捎盟鼇砭幹齐娏ο到y(tǒng)的發(fā)電計劃并進行可靠性計算。根據(jù)年持續(xù)負荷曲線也可以計算出全年負荷消耗的電量。

對下一日24小時電力負荷的預報。它是電力系統(tǒng)調(diào)度賴以安排日調(diào)度計劃，決定開停機計劃、經(jīng)濟分配負荷及安排旋轉(zhuǎn)備用容量的基礎。日負荷曲線預測的精確性直接影響電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟效益。日負荷曲線的變化是有規(guī)律的，例如同年同月中各日曲線形狀接近，不同年份相同月份的典型日負荷曲線形狀相似日負荷率V}口最小負荷率U等特征參數(shù)可以反映曲線的特點與形狀，并且均與社會用電結構、各部門分用電制有著密切的關系例如系統(tǒng)中第二產(chǎn)業(yè)比重大，則VU值較高，反之則VU值低根據(jù)這一特點，并考慮到我國力部門對歷史資料的積累情況，本文提出了一種新的日負荷曲線預測方法該方法將預測過程分解為兩步，第1步基于用電結構分析進行特征參數(shù)預測，第2步以特征參數(shù)及基準負荷曲線為依據(jù)進行曲線預測。本文據(jù)此建立了物理意義明確、表達方式簡捷的數(shù)學模型，并針對問題的特點，提出了快速有效的算法該方法已應用于東北電網(wǎng)負荷預測軟件，取得了良好的效果。

電力系統(tǒng)負荷曲線的變化規(guī)律表現(xiàn)為一個非平穩(wěn)的隨機過程。如果以 1小時為間隔對它進行離散化的測量，則可得到一個隨機的時間序列。由于人們的生產(chǎn)及生活安排等社會因素及自然季節(jié)性的影響，使負荷曲線的變化呈現(xiàn)出一定的周期性。從不同的時間觀察，可認為負荷曲線的變化具有一天、一周、一月以至一年的變化周期。日負荷曲線的預測應充分利用這種變化周期性的特點。

日負荷曲線的預測方法主要有多重相關算法、時間序列法和諧波分解法。但這幾種方法都沒有計及氣象條件的影響，而負荷與氣象條件有密切的關系。更精確的負荷預測必須考慮氣象因素，建立氣象負荷模型或根據(jù)氣象條件對負荷模型進行必要的修正，從而獲得比較切合實際的日負荷曲線預測。

負荷曲線多重相關算法

從負荷樣本數(shù)據(jù)（即負荷曲線的歷史數(shù)據(jù)）找出電力系統(tǒng)負荷在各個周期的相關性，構造多個預測模型，一般為一階線性模型。由各個模型得到的預測值及其方差再進行最優(yōu)組合，得到一個加權平均值。根據(jù)線性估計理論,權重應與各自的方差成反比，加權平均值的方差的倒數(shù)等于各個方差倒數(shù)之和。節(jié)假日則需特殊考慮，舍去相應的一個模型的預測值。

負荷曲線時間序列法

把負荷的樣本數(shù)據(jù)按時間順序組成序列。根據(jù)此序列的自相關函數(shù)和偏自相關函數(shù)的截尾性能來建立自回歸模型、滑動平均模型或自回歸滑動平均模型。在預測方法上可采用條件期望預測、平衡線性最小方差預測或新息法自適應預測等。2100433B

負荷曲線修正法簡介

反映一段時間內(nèi)負荷隨時間而變化的規(guī)律用負荷曲線來描述；按負荷種類分，分有功功率負荷曲線和無功功率負荷曲線；按時間長短分，分為日負荷曲線和年負荷曲線；按計量地點分，分為個別用戶、電力線路、變電所、發(fā)電廠乃至整個系統(tǒng)的負荷曲線；將上述三種特征相組合，就確定了某一種特定的負荷曲線；電力系統(tǒng)有功功率日負荷曲線是制訂各發(fā)電廠負荷計劃的依據(jù)，這對掌握電力系統(tǒng)運行很有用。

負荷曲線修正法預測方法

對下一日24小時電力負荷的預報。它是電力系統(tǒng)調(diào)度賴以安排日調(diào)度計劃，決定開停機計劃、經(jīng)濟分配負荷及安排旋轉(zhuǎn)備用容量的基礎。日負荷曲線預測的精確性直接影響電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟效益。日負荷曲線的變化是有規(guī)律的，例如同年同月中各日曲線形狀接近，不同年份相同月份的典型日負荷曲線形狀相似日負荷率V}口最小負荷率U等特征參數(shù)可以反映曲線的特點與形狀，并且均與社會用電結構、各部門分用電制有著密切的關系例如系統(tǒng)中第二產(chǎn)業(yè)比重大，則VU值較高，反之則VU值低根據(jù)這一特點，并考慮到我國力部門對歷史資料的積累情況，本文提出了一種新的日負荷曲線預測方法該方法將預測過程分解為兩步，第1步基于用電結構分析進行特征參數(shù)預測，第2步以特征參數(shù)及基準負荷曲線為依據(jù)進行曲線預測。本文據(jù)此建立了物理意義明確、表達方式簡捷的數(shù)學模型，并針對問題的特點，提出了快速有效的算法該方法已應用于東北電網(wǎng)負荷預測軟件，取得了良好的效果。

電力系統(tǒng)負荷曲線的變化規(guī)律表現(xiàn)為一個非平穩(wěn)的隨機過程。如果以 1小時為間隔對它進行離散化的測量，則可得到一個隨機的時間序列。由于人們的生產(chǎn)及生活安排等社會因素及自然季節(jié)性的影響，使負荷曲線的變化呈現(xiàn)出一定的周期性。從不同的時間觀察，可認為負荷曲線的變化具有一天、一周、一月以至一年的變化周期。日負荷曲線的預測應充分利用這種變化周期性的特點。

日負荷曲線的預測方法主要有多重相關算法、時間序列法和諧波分解法。但這幾種方法都沒有計及氣象條件的影響，而負荷與氣象條件有密切的關系。更精確的負荷預測必須考慮氣象因素，建立氣象負荷模型或根據(jù)氣象條件對負荷模型進行必要的修正，從而獲得比較切合實際的日負荷曲線預測。

多重相關算法

從負荷樣本數(shù)據(jù)（即負荷曲線的歷史數(shù)據(jù)）找出電力系統(tǒng)負荷在各個周期的相關性，構造多個預測模型，一般為一階線性模型。由各個模型得到的預測值及其方差再進行最優(yōu)組合，得到一個加權平均值。根據(jù)線性估計理論,權重應與各自的方差成反比，加權平均值的方差的倒數(shù)等于各個方差倒數(shù)之和。節(jié)假日則需特殊考慮，舍去相應的一個模型的預測值。

時間序列法

把負荷的樣本數(shù)據(jù)按時間順序組成序列。根據(jù)此序列的自相關函數(shù)和偏自相關函數(shù)的截尾性能來建立自回歸模型、滑動平均模型或自回歸滑動平均模型。在預測方法上可采用條件期望預測、平衡線性最小方差預測或新息法自適應預測等。

對不同類型負荷曲線進行修正時， 考慮的因素和所采用的方法不同。對日負荷曲線進行修正時，主要考慮用電結構變化(由產(chǎn)業(yè)結構變化、技術進步、生活水平提高等引起)、氣溫、需求側管理等因素;對周負荷曲線進行修正時，主要考慮用電結構變化、工業(yè)生產(chǎn)班制變化等因素;對年負荷曲線進行修正時，主要考慮年內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)的周期性、年內(nèi)氣候變化、特殊氣候(如暖冬和涼夏) 出現(xiàn)的概率等因素。

電力系統(tǒng)的運行調(diào)度、規(guī)劃設計不僅需要掌握各個負荷點的負荷變動情況，更需要掌握整個系統(tǒng)的負荷變化情況,以便安排在什么時候開多少臺發(fā)電機(對運行調(diào)度來說),在什么時候需要增設新的發(fā)電機（對規(guī)劃設計來說）。系統(tǒng)綜合負荷曲線是由各個地區(qū)的各類負荷疊加而得到的。盡管各類負荷曲線中有的有較大的變化幅度,但系統(tǒng)的綜合負荷曲線呈比較平坦的形狀,因為各個負荷的最大值不會都在同一時刻出現(xiàn)。因此系統(tǒng)綜合負荷曲線中的最大負荷一定小于各個負荷曲線中的最大負荷的總和。各個電力系統(tǒng)中因各類負荷構成的比例不同，有的系統(tǒng)綜合負荷曲線中會出現(xiàn)兩個高峰，有的會出現(xiàn)3個高峰（見日負荷曲線）。