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1、城市电网规划中负荷同时率的选择技术研究 田怀源，周步祥，冯燕禧，梁建宾（四川大学电气信息学院，四川 成都 610065）摘要：负荷同时率是电力系统规划中的一个重要参数。本文首先介绍了电力系统现状负荷同时率的影响因素以及现状负荷同时率计算分析方法，并且计算出了各级负荷同时率，由此分析了在缺少部分低压数据时综合负荷同时率的准确性；其次结合空间负荷预测以及负荷特性，提出了在城市电网规划中规划负荷同时率的计算分析方法。关键词：同时率；分析；空间负荷预测；负荷特性Urban power network planning load while the rate of selection technique
2、Tian Huaiyuan，Zhou Buxiang，Feng Yanxi，Liang Jianbin（School of Electricity and Electronic Information，Sichuan University，Chengdu 610065）ABSTRACT：Power system load rate is also an important parameter in planning。This paper introduces the status of power system load factors also influence the rate and
3、status of loading rate analysis at the same time，and calculated the rate at all levels of load at the same time，this analysis of the data in the missing part of the low rate of accuracy of load at the same time；Secondly，combined with spatial load forecasting and load characteristics， the network pla
4、nning in urban planning at the same time the rate of load calculation method。 KEY WORD：Same rate；analysis；spatial load forecasting；load characteristics10 引言在电力系统中，负荷的最大值之和总是大于和的最大值，这是由于整个电力系统的用户，每个用户不大可能同时在一个时刻达到用电量的最大值，反映这一个不等关系的一个系数就被称为同时率。即：同时率就是电力系统综合最高负荷与电力系统各组成单位的绝对最高负荷之和的比率。在电力系统规划设计中，同时率是一个非
5、常重要的指标，它可以帮助规划人员对分区进行更准确的负荷预测。城市电网规划中采用空间负荷预测时，各个分地块负荷值最后要合并叠加起来得到分区总的终期负荷值，由于存在一个负荷同时率的问题，对于不同类型的负荷不能直接把它们简单相加，因此需要将不同类型的负荷按负荷特性曲线相加，从而得到分区负荷值，进而通过灰色预测法得到最大负荷。1 影响同时率变化因素的定性分析负荷同时率是电力负荷的特征之一，也是电力系统负荷规划过程中的一个重要参数。负荷同时率是小于等于1的正数，其大小受经济社会发展、负荷构成、季节温度变化等因素的影响，不同系统有不同的负荷同时率值。分析的主要目的就是要对这些影响因素对负荷同时率变化的影响
6、有一个综合定性的评估。（1）经济社会发展对同时率变化的影响经济发展对同时率变化的影响主要体现在国民经济总量以及各产业结构，而产业结构则通过其用电结构影响负荷同时率的变化；社会发展则主要体现在城镇化率、人均可支配收入等。（2）负荷构成对同时率变化的影响一个电力系统总是具有不同的负荷，由于每种负荷使用范围和目的的不同，各自的变化规律也不相同，对负荷同时率有着不同的影响。负荷可以分为城市居民负荷、工业负荷、农村负荷以及其他负荷。城市居民负荷具有经常的年增长以及明显的季节性波动和日变化的特点，直接影响系统峰值负荷的变化，但其影响程度取决于城市居民负荷在系统中所占的比重。在我国，随着人民生活水平的提高，
7、电热器、空调、电冰箱等敏感于气候的家用电器日益广泛的应用，使居民负荷变化对系统峰值负荷变化的影响越来越大。相对来说，工业负荷占总负荷比重较大，且一般可视为受气候影响较小的负荷。一方面由于工业负荷本身基础很大，另一方面由于三班连续生产，因此这类负荷变动较小，属于较稳定的负荷。农村负荷主要体现在农业用电对系统负荷的影响，仅需要注意的是农忙期间，特别是夏季生产排灌用电，其时间不长，但负荷集中，容易造成用电紧张。其他负荷所占比重较小，虽然也都有各自的不同特点，但对整个系统负荷影响不大。（3）季节温度变化对同时率变化的影响季节温度变化等因素对负荷同时率的影响，主要体现在气象因素变化时对气象敏感负荷的影响
8、，当温度升高时，气象敏感负荷随之上升；湿度、气压增大时，气象负荷下降；辐射强度和风速增大时，气象负荷增大。气象敏感负荷随相对湿度变化的规律（其他气象条件不变）：当相对湿度处于40%95%敏感区间时，气象敏感负荷随相对湿度的变化显著，随相对湿度的增大而减小。气象敏感负荷随气压变化的规律（其他气象条件不变）：当气压处于99500101500 Pa敏感区间时，气象敏感负荷随气压的变化显著，随气压的增大而减小。气象敏感负荷随风速变化的规律（其他气象条件不变）：当风速处于26 m/s敏感区间时，气象敏感负荷随风速的变化显著，随风速的增大而增大。气象敏感负荷随辐射强度变化的规律（其他气象条件不变）：当辐射
9、强度处于14J/m2 敏感区间时，气象敏感负荷随辐射强度的变化显著，随辐射强度的增大而增大。综合以上分析可以看出，经济社会发展、负荷构成、季节温度变化等因素主要通过影响负荷峰值和负荷稳定性来影响负荷同时率的变化。2 现状负荷同时率的分析2.1 各级负荷同时率的计算由于城区配电电压等级为220kV、110kV、10kV和0.38/0.22kV，逐步取消35kV电压等级，并且无0.38/0.22kV电压等级的负荷实测数据，此次针对110 kV变电站10 kV负荷的同时率、220 kV变电站110kV负荷的同时率、各分区中220 kV负荷的同时率和整个系统中各分区间负荷同时率进行分析。某电力系统最大
10、负荷同时率计算示意图如图1所示。图1 某电力系统最大负荷同时率计算示意图图1中，S0为110 kV变电站10 kV侧一台变压器的最大负荷；S0为一座110 kV变电站10 kV侧的最大负荷之和；S1为一座110 kV变电站的综合最大负荷；S1为一座220 kV变电站所供110 kV变电站的最大负荷之和；S2为一座220 kV变电站所供110 kV变电站的最大综合负荷；S2为分区中各220 kV变电站的最大负荷之和；S3为分区中各220 kV变电站的最大综合负荷；S3为各分区的最大负荷之和；S4为各分区的综合负荷，全系统负荷。负荷同时率可分为以下4级。（1）110 kV变电站110 kV侧对10
11、 kV的负荷同时率T1为S1/S0。（2）220 kV变电站对110 kV变电站的负荷同时率T2为S2/S1。（3）分区内各220 kV变电站的负荷同时率T3为S3/S2。（4）各分区间的负荷同时率T4为S4/S3。从10 kV起，层层分析，进行同级24h负荷值相加，求出电力系统各组成单位的绝对最高负荷和综合负荷得到各级负荷同时率。2.2 计算结果分析可计算得到某电力系统最大综合负荷同时率T=T1T2T3T4。由于缺少380 V电压等级的负荷资料，未能分析该电压等级的同时率T0，使综合负荷同时率T的值偏高。3 电力系统规划中负荷同时率的计算分析3.1 空间负荷预测（1）分区及土地使用类的划分以
12、某城区为例，按城市总体规划，将该城区划分为N个分区，根据城市控制性详细规划每个分区又被细分为许多的小地块，对于每个小地块，其用地性质、占地面积以及容积率规划中已经做了详细选定。各地块按规划中用地性质共分为12类，分别为商业文化体育用地C1C4，医疗文化用地C5Cn，一类工业用地M1，二类工业用地M2，三类工业用地M3，仓储用地W，铁路用地Tl，港口用地T4，机场用地T5，市政公用设施用地U，居民用地R，其它用地Y。（2）地块的负荷计算根据规划中的地块数据我们就能得出每个地块与规划相适应的终期负荷预测值：L i=SiRiPi式中：L i为第i个地块的终期负荷预测值；Si为第i个地块的用地面积；R
13、i为第i个地块的建筑容积率；Pi为第i个地块的终期负荷密度。Si和Ri都可以直接在分区控制性详细规划资料中取得，而Pi是根据这个地块的用地性质取值，不同的用地对应于不同的终期负荷密度值。3.2 负荷特性分析如3.1节所述，各地块按用地性质共分为12类，负荷数据的筛选可按下面步骤进行1.2：（1）剔除各类用户星期六及星期日的数据。（2）尽可能用星期三及星期四的数据。（3）在星期三及星期四的数据量不够大时，再利用星期五的数据。（4）考虑到某地区季节差异较小的影响，以夏季时段为代表。这样就可保证获得较为典型的负荷特性。由于所提供的资料数据量很大，因此所求得的负荷特性具有统计规律。每个用户每隔半个小时
14、就有一个负荷记录数据，每个用户每天有48个负荷点，即P=（P0，P0.5，P 1一P 23，P23.5），这48个负荷点事实上就是一个离散的负荷特性，本文称之为负荷特性向量，简称负荷特性，下文所提到的负荷特性均是指这种含有48个负荷点的负荷特性向量。将属于同一类的用户各天的负荷特性相加求和（即将对应的负荷点相加），再将所得结果进行归一化处理（即将相加后所得的48个负荷点同时除以最高负荷点），可得到这一类用户的单位负荷特性，将此单位负荷特性的48个负荷点用直角坐标描述出来，并用折线连起来就得到这类用户的单位负荷特性曲线。3.3 负荷预测结果（1）分区负荷预测结果设第i类负荷为L i，负荷特性为K
15、i (是一向量)，第j类负荷为 L j，负荷特性为Kj。将这两类负荷按负荷特性相加即为：Lsum =L iKi + L jKj，再在向量Lsum的48个分量中的最大分量作为第i类负荷L i与第j类负荷L j按负荷特性相加的和，这实际上也就是考虑了同时率的问题。利用上述的不同类负荷的典型负荷特性曲线，把每一个地块的负荷按其相应的负荷特性曲线分成48个时段，然后在每一个时段上对各个地块的负荷进行相加，这样就能得出一条新的合并后的分区日负荷曲线。那么这条新曲线的最大值就是我们所要求的分区终期负荷预测值。（2）最大负荷预测结果根据负荷特性预测了N个分区的负荷，由于分区负荷同时率变化不大，参考2.1节中的分区负荷同时率T4，利用灰色预测法预测出未来的分区负荷同时率T，从而得到城市最大负荷：L=T（LsumLsumLsum）。4 结语负荷同时率受诸多因素的影响，不同系统有不同的负荷同时率值。以往，受运行数据采集方式的限制，分析计算得到的负荷同时率值，与实际值相比误差较大，在做负荷规划时，数据的误差直接影响到变电容量的计算进而影响变电站布点。本文对负荷同时率的现状和预测进行了详尽的描述，通过现状计算和分析，说明负荷同时率可以得到较准确数值。提出了负荷同时率在城市电网规划中的应用步骤，把负荷同时率的重点放在与空间负荷预测及负荷特性相结合的方法计算上，同时采用灰色预测法预测分区负荷
