某市大型居住小區負荷增長特性研究

胡春華，程淑英，王　宇

(國網內江供電公司，四川 內江　641000)

?

某市大型居住小區負荷增長特性研究

胡春華，程淑英，王宇

(國網內江供電公司，四川 內江641000)

摘要：從OPEN3000調控系統中提取專線用戶負荷數據，對某地級市多個大型居住小區多年用電負荷進行了統計；分析其最大負荷率、長時負荷水平、增長特性，進而與原供電方案中計算負荷的比例關系進行了對比分析；分析計算負荷測算和變壓器的選取是否適當，以期對電網規劃、供電方案編制起到決策參考作用。

關鍵詞：配電網；計算負荷；居住小區；變壓器；規劃

Abstract：The load data of special power line are extracted from the OPEN3000 control system, and power loads for many years of several large residence communities in a prefecture-level city are collected for statistics. The maximum load factor, long-time load level and growth characteristics are analyzed and then its proportional relationship with the calculated load in the original power supply schemeis compared. Finally, whether the calculation of load and the selection of transformer are proper is analyzed, which may play a role in decision making for power grid planning and power supply scheme programming.

Key words：distribution network; calculated load; residential district; transformer; planning

引言

目前，供電公司對大型居住小區用電負荷增長特性未有效開展跟蹤分析。實際工作中，涉及到配電網規劃、大型居住小區供電方案制定時，往往以經驗來測算負荷、選擇參數，缺乏實證檢驗。

文獻[1]規定居住建筑用電30～70 W/m2(4～16 kW/戶)、公共建筑用電40～150 W/m2、工業建筑用電40～120 W/m2、倉儲物流建筑15～50 W/m2、市政設施建筑20～50 W/m2。文獻[2]規定配電變壓器的長期工作負載率不宜大于85%。文獻[3]規定一般客戶的計算負荷宜等于變壓器額定容量的70%～75%；建筑面積在50 m2及以下住宅用電每戶容量宜不小于4 kW；大于50 m2的住宅用電每戶容量宜不小于8 kW。

某供電公司在供電方案中測算小區負荷時一般根據每套建筑面積大小50 m2、90 m2、144 m2以下，分別取4 kW、6 kW、8 kW，同時系數取0.3～0.4；商業按60 W/m2、車庫及設備房按10 W/m2測算，同時系數取0.7；小區道路按裝機計算，同時系數取0.7；消防、電梯等負荷按最大用電需量進行測算。這樣算出總計算負荷后，再根據每棟建筑的計算負荷，按照單元選擇標準變壓器；變壓器的容量一般為計算負荷的75%～80%。由于同時系數選擇的隨意性較大、變壓器容量選擇偏保守，所以在實際中，主要表現出新建小區變壓器配置偏大、配電網負載率低；由于變壓器多數安裝在地下車庫內，在當前地下車位價格高漲的情況下，供電公司與開發商的矛盾突出。

由于OPEN3000調控系統、SG186營銷系統能儲存多年運行數據，因此利用“大數據”方法，從OPEN3000系統、SG186系統中提取用戶數據，對某地級市多個大型居住小區多年用電負荷進行了統計，分析其增長特性、最大負荷率，進而與原供電方案中計算負荷的比例關系進行了對比分析，考察計算負荷選取是否適當，電網規劃與配電網建設進度如何與負荷增長相匹配，以期對電網規劃、供電方案批復起到決策參考作用。

選擇了金山城、南亞小區、棕櫚灣小區、世紀濱江、長城大廈等專線用戶，主要在于上述專線用戶數據全面、真實準確。在數據收集過程中還收集了其他專線用戶，因數據量小、時間跨度短，而沒有納入分析。對這些專線用戶最大負荷與平均負荷變化情況繪制年度曲線，從曲線的變化趨勢中查找規律。上述“平均負荷”指每日96點采樣負荷的算術平均值。由于數據量較大，在數據處理中，為便于觀測，對全年日數據按旬取最大值，起到平滑數據作用。

圖1　金山城小區日最大負荷

1小區負荷增長趨勢

1.1金山城小區日最大負荷

用戶“金山城”小區12臺配電變壓器共10 700 kVA，短期掛接天成小區臨時施工用電630 kVA；共3 495戶，2009年年底投運。金山城小區日最大負荷如圖1所示。

1.2金山城小區秋季最大負荷

金山城小區秋季最大負荷如圖2所示。

圖2　金山城小區秋季最大負荷

1.3小區負荷發展特點

同理，可以繪出南亞小區、棕櫚灣小區、世紀濱江、長城大廈等4個小區日最大負荷、秋季最大負荷增長曲線，找出小區負荷發展特點：

1)年最大負荷、平均負荷呈現逐年增長。

2)6月中旬至9月中旬為負荷較大月份，日最大負荷波動較大，最大負荷一般出現在8月上、中旬；9月中旬至12月上旬負荷呈現線性穩定增長；12月中旬開始負荷會有迅速抬升，并在1月下旬至3月中旬間出現不規則波動；3月中旬至6月中旬負荷下降呈現線性穩定，增長不明顯。秋季負荷呈現線性穩定增長，與氣溫、節假日關系不大。

3)長城大廈2001年投運，除2008年負荷較低外，2009年以后，長城大廈負荷穩定，不再有增長。

2實際負荷與計算負荷關系

2.1年度最大負荷與計算負荷占比

統計各小區實際負荷與供電方案中計算負荷間的比例關系，可以考察計算負荷選取是否適當，電網規劃與配網建設進度如何與負荷增長相匹配。

表1　各小區年度最大負荷與計算負荷占比平均值

4個小區的負荷增長顯示了高度的一致性，即最大負荷與計算負荷相比，在投運后第一年達到約20%，第二年30%，第三年40%，第四年接近60%，見圖3。

圖3　各小區年度最大負荷占比

長城大廈于2001年投運，僅收集到2008年及以后數據，此時用戶已運行7年，除2008年負荷較低外，2009年以后，長城大廈負荷穩定，不再有增長。且長城大廈的最大負荷僅占計算負荷的67%。

圖4　各小區秋季最大負荷環比增長率

因此認為小區負荷達到計算負荷的70%即是一個可信的上限。這是因為從秋季最大負荷的環比增速看，負荷環比增長逐年下降，可以直觀地看出負荷增長潛力，間接地體現了入住率增長變化趨勢，見圖4。可以預見到第五年入住率完成，負荷不會有大的增長。

表2　各小區秋季負荷環比增長率平均值

2.2秋季負荷與計算負荷占比

圖5　各小區秋季最大負荷占比

從秋季穩定負荷與計算負荷占比的情況，可以直觀地看出基礎負荷增長及其與計算負荷間的比例關系。目前看來第四年負荷占比接近30%，這反映了配電線路的長時負荷水平，見圖5。

3結論

1)某市大型住宅小區6月中旬至9月中旬為負荷較大月份，日最大負荷波動較大，最大負荷一般出現在8月上、中旬；9月中旬至12月上旬負荷呈現線性穩定增長；1月下旬至3月中旬間出現不規則波動；3月中旬至6月中旬負荷下降呈現線性穩定，增長不明顯。

2)某市大型住宅小區年最大負荷、平均負荷呈現逐年增長。年最大負荷與計算負荷相比，在投運后第一年達到約20%，第二年30%，第三年40%，第四年接近60%。在第五年達到可信的最大負荷，為計算負荷的70%。小區配電線路的長時負荷水平為計算負荷的30%。

3)某市在制定供電方案時，變壓器容量的選擇一般為計算負荷的1.33～1.25倍(1/75%)～(1/80%)，實際小區變壓器整體容量選擇的統計結果為1.35倍，因此總體裝機規模偏大。

表3　各小區裝機與計算負荷比

4)實際工作中，由于缺乏完整的負荷數據，當談及某建成小區負荷時，基層技術員往往用裝機數量來替代，這是概念性替換。可以用裝機的52%來估計已建小區的最大負荷(1/1.35×0.7)。

5)長城大廈的負荷由2008—2010年的60%計算負荷下降到2011—2014年的計算負荷50%，這可能與大廈底層商場的歇業有直接關系，也提示小區中大體量的商場負荷對整體負荷有較大影響。對大型城市綜合體，例如北京華聯、萬達廣場的負荷特性需要持續跟蹤，以掌握大體量的商場負荷特點及其對大型城市綜合體負荷影響情況。

6)負荷數據主要來自OPEN3000系統，當用電采集覆蓋率達到100%，采集成功率達到99.5%以上時，可以對小區的商業、住宅負荷進行更精確的分類統計，以實現分類最優供電方案。

7)居住建筑的單位建筑面積負荷大小與建筑性質、所處城市位置、當地經濟發展水平、供電條件、家庭能源消費構成、家庭收入與消費水平、氣溫降水等條件相關，因此不能孤立地靜態地考慮當地負荷水平。上述確立的方法有助于跟蹤統計分析當地負荷實際水平，并與歷史測算數據進行比較，以應用于電網規劃和新建小區的負荷預測。

參考文獻

[1]GB/T 50293-2014，城市電力規劃規范[S].

[2]JGJ 16-2008，民用建筑電氣設計規范[S].

[3]國家電網公司業擴供電方案編制導則[S].2010.

中圖分類號：TM715

文獻標志碼：A

文章編號：1003-6954(2016)02-0078-03

作者簡介：

胡春華(1975)，碩士、高級工程師，研究方向為電網運營監測、電網規劃；

程淑英(1973)，高級工程師，研究方向為電網運營監測、電網運行管理；

王宇(1981)，工程師，研究方向為電網運營監測、電網運行數據分析。

(收稿日期：2015-11-02)