電力用戶和電力負荷特性研究

李玉鳳 夏遠闖

摘 要：電力負荷是電力系統的重要組成部分，它作為電能的消耗者對電力系統的分析、設計與控制有著重要影響。利用負荷特性對用戶進行分類有利于合理電價機制的形成，有助于電力銷售公司制定營銷策略。本文對電力用戶和電力負荷特性進行了研究分析。

關鍵詞：電力用戶；電力負荷；特性研究

引言：電力負荷從電力系統的電源吸取的有功功率和無功功率隨負荷端點的電壓及系統頻率變化而改變的規律。電力負荷是電力系統的重要組成部分，它作為電能的消耗者對電力系統的分析、設計與控制有著重要影響。

一、電力負荷的特點

電力負荷一般可以分為居民用電負荷，商業用電負荷、農、林、牧、漁用電負荷，工業用電負荷以及其它用電負荷等。不同類型的負荷具有不同的特點和規律。但受電力特點（即電能無法大量儲存，電力的生產和消費必須在同一瞬間進行）的影響，電力負荷呈現出如下的共同特點：

1）電力系統的負荷是經常變化的，不但按小時變、按日變，而且按周變，按年變。但對電力系統的負荷曲線從每周來分析，負荷的變化是具有周期規律的。

2）電力負荷同時又是連續的，這是指在負荷曲線上任意相鄰兩點之間的變化是連續的，不存在奇點，從電力系統的穩定性要求可以找出負荷的連續性的原因。為了保證系統穩定運行，必須避免對系統造成大的沖擊，無論是增加或是切除負荷時都要求負荷的變化大小在一定的范圍之內。由于這個限制，負荷總量就表現為一個連續變化的過程，負荷曲線一般不會出現大的躍變。另外，由電力負荷的構成分析中可以看出電力負荷還具有非常明顯的季節性特點。在比較溫和的春、秋季節，由于溫度、天氣狀況適合人們的工作和生活，這兩季的負荷受天氣影響程度較低。除了溫度這個最主要的影響因素以外，電力負荷還受到降水量、濕度、風向等諸多因素的影響。

總而言之，從長時間觀察，電力負荷具有周期性的特點；負荷變化是連續的，一般不會出現大的躍變；同時電力負荷對季節、溫度、天氣等是敏感的，不同的季節，不同地區的氣候，以及溫度的變化都會對負荷造成明顯的影響。除此以外，隨著電力市場的逐步深入，電力負荷會有新的特點出現，如需求側管理方法的使用（如峰谷分時電價、可中斷負荷等），高耗能企業的搬遷都會對負荷特性產生一定的影響，必須在進行分析時對其充分考慮。

二、電力用戶負荷模擬方法

1在電力系統的分析計算中，模擬負荷特性的方法一般有以下4種。

①用恒定阻抗（或恒定功率、恒定電流）模擬負荷。這是最粗略的模擬方法，因而只適合某些近似計算。但因為這種方法比較簡單，所以應用較為廣泛。

②用負荷的靜態特性模擬負荷。這種方法比用恒定阻抗（或恒定功率、恒定電流）模擬負荷要精確一些。它實質上是恒定阻抗、恒定電流、恒定功率3種簡單形態按一定比例的組合。一般在動態穩定和潮流計算中可以采用這種模擬方法。

③考慮感應電動機機械暫態過程的典型綜合負荷動態特性的負荷模型。因為感應電動機（見異步電動機）是電力系統負荷的主要成分，因此在暫態穩定計算中，往往采用這種負荷模型考慮感應電動機在暫態過程中其滑差變化對穩態等值電路阻抗值的影響。

④考慮感應電動機機電暫態過程的典型綜合負荷動態特性的負荷模型。這是比較精確的負荷模型。它既考慮感應電動機的機械暫態過程，又考慮電動機的電磁暫態過程。

2電力用戶負荷特性和負荷特性指標

電力系統的負荷隨時間在不斷發生變化，受到多種因素的影響，具有連續性和周期性的特點。掌握用電負荷的特性和變化規律，對于電力系統來講可以有利于系統安全、穩定地運行，對于供電部門來講可以獲得最佳的經濟效益，而對于用戶來講可以充分發揮每一度電能的效益。電力系統負荷特性就是指用電負荷的特點和性質，不同類型的用戶負荷表現出不同的負荷特性

例如，在前面所述的各類負荷中，城市居民負荷具有經常的年增長以及明顯的季節性波動特點，而居民負荷的季節性變化在很多情況下，直接影響系統峰值負荷的季節性變化，但其影響程度則取決于居民負荷在系統總負荷中所占的比例。尤其是隨著電熱器、空調裝置、電風扇、電冰箱之類的敏感于氣候的家用電器日益廣泛地采用，使得居民負荷變化對系統峰值負荷變化的影響越來越大。

商業負荷也同樣具有季節性變動的特性，而這種變化主要也是由于商業部門越來越廣泛地采用空調、電風扇、制冷設備之類的敏感于氣候的電器所致，并且這種趨勢正在增長。

相對來說，工業負荷一般都是受氣候影響較小的基礎負荷。當然，這并不是說它一點不受影響。然而，由于工業負荷本身基礎很大，尤其是由于三班連續生產，因此這類負荷變動較小。而其他各類負荷，根據他們的不同特點，也可能具有季節性等特點。

三、現階段電力用戶負荷分類存在的問題

一是同一行業內的用戶可能具有不同的負荷特性。目前，供電部門對電力系統用戶負荷進行分類，大多數依據的是用戶負荷所屬的行業以及用戶的經濟活動特點。然而，隨著用戶負荷設備的構成越來越復雜以及人們生產、生活方式的變化，同一行業內的用戶負荷特性也并不完全一致，其負荷曲線可能存在著較大的差異。

二是不能反映出電網的變化和差異。隨著經濟和社會的發展，電網中會不斷出現一些新的類型的用戶負荷，而這些類型的用戶負荷可能會與已經定義的用戶負荷類型之間存在著較大的差異，因此需要重新考慮對其類型的劃分與定義。并且不同地區電網之間的負荷構成也存在一定的差別，應當針對實際情況對電網的負荷類型進行劃分。

三是分類結果不準確，影響了在此基礎上的進一步應用。傳統的負荷分類方法，沒有充分考慮用戶負荷的實際特性和變化規律，缺乏理論依據，存在著較大的人為因素，降低了分類結果的準確性和合理性，使得在此基礎的一些應用受到影響，例如降低了分類負荷預測的準確性，電價制定的不盡合理等等。

因此，為解決上述存在的問題，需要研究一種科學準確的負荷分類方法，為供電部門進行負荷分類以及在此基礎上的應用提供有力的參考和依據。

結束語

電力用戶負荷分類已經成為一項十分重要的基礎性工作，深入研究電力負荷分類的方法及應用，有利于及時掌握用電負荷的變化規律和發展趨勢，有利于用電負荷的科學管理，有利于計劃用電工作的開展。

參考文獻：

[1]張忠華.電力系統負荷分類研究[D].天津：天津大學，2015.

[2]劉晨暉.電力系統負荷預報理論與方法[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2016.