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【關(guān)鍵詞】電力負(fù)荷管理系統(tǒng)線(xiàn)損分析
中圖分類(lèi)號(hào):F407.61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一、電力負(fù)荷管理系統(tǒng)
1、電力負(fù)荷管理系統(tǒng)構(gòu)成
目前,國(guó)內(nèi)投入使用的電力負(fù)荷管理系統(tǒng)一般由系統(tǒng)軟件、營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)等其他外部系統(tǒng)接口、通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷管理終端等部分構(gòu)成,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 負(fù)荷系統(tǒng)管理結(jié)構(gòu)
其中,系統(tǒng)軟件一般包括3部分:前置機(jī)軟件、主站軟件、Web數(shù)據(jù)查詢(xún)管理軟件。前置機(jī)軟件為主站與終端通信的樞紐,是系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集及控制的重要環(huán)節(jié);主站軟件主要為操作人員提供人機(jī)交互界面;Web數(shù)據(jù)查詢(xún)管理軟件主要向其他管理人員及相關(guān)人員提供數(shù)據(jù)查詢(xún)及瀏覽功能。從各地區(qū)已建立的系統(tǒng)情況來(lái)看,系統(tǒng)構(gòu)筑較早,系統(tǒng)功能偏重于負(fù)荷控制,與其他系統(tǒng)的接口不太完善。根據(jù)當(dāng)前的電力市場(chǎng)化需求,有必要對(duì)現(xiàn)有負(fù)荷管理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。
2、電力負(fù)荷管理系統(tǒng)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀
目前我國(guó)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的安裝正成逐年遞增的趨勢(shì),其中大部分地區(qū)安裝的是無(wú)線(xiàn)電負(fù)控系統(tǒng)。無(wú)線(xiàn)電負(fù)控系統(tǒng)是指以無(wú)線(xiàn)電作為信息傳輸通道對(duì)地區(qū)和用戶(hù)的用電負(fù)荷、電量及時(shí)間進(jìn)行監(jiān)視和控制的技術(shù)管理系統(tǒng)。無(wú)線(xiàn)通信屬于超短波無(wú)線(xiàn)通信。無(wú)線(xiàn)電負(fù)控系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、前置機(jī)、電臺(tái)、天線(xiàn)、電源等設(shè)備組成。屬臺(tái)是設(shè)在用戶(hù)的單向和雙向終端,由電臺(tái)、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、參數(shù)顯示及電源等組成。通信系統(tǒng)是國(guó)家無(wú)線(xiàn)電管理委員會(huì)批準(zhǔn)用于無(wú)線(xiàn)電負(fù)控的專(zhuān)用頻率。它的特點(diǎn)是:該系統(tǒng)屬于集中控制系統(tǒng),系統(tǒng)容量大,調(diào)整配置靈活,容易擴(kuò)充。
系統(tǒng)控制中心的主要功能有遙控功能、遙測(cè)功能、遙調(diào)功能、遙信功能、對(duì)時(shí)功能、通話(huà)功能、系統(tǒng)自管功能以及主臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)資料進(jìn)行打印及其技術(shù)處理等功能。
二、常規(guī)線(xiàn)損管理方法
(1)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析并實(shí)施電網(wǎng)改造。查找如下導(dǎo)致線(xiàn)損高的因素:線(xiàn)路負(fù)荷偏重、線(xiàn)徑偏小,變壓器非節(jié)能型、能耗大,線(xiàn)路供電距離太長(zhǎng),大用戶(hù)位于線(xiàn)路末端,變電所布點(diǎn)不夠或不合理、運(yùn)行方式不合理等。通過(guò)分析及時(shí)制訂計(jì)劃進(jìn)行高、低壓及農(nóng)、城網(wǎng)改造。
(2)進(jìn)行理論線(xiàn)損計(jì)算。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、負(fù)荷情況、功率因數(shù)等逐條線(xiàn)路計(jì)算其理論功率損耗ΔP=ΣΔP,理論線(xiàn)損ΔA=ΔP*T。理論值與實(shí)績(jī)值進(jìn)行對(duì)比、與歷史值進(jìn)行對(duì)比并分析主要損耗環(huán)節(jié)和原因。
(3)加強(qiáng)用電管理,進(jìn)行用電檢查。重視互感器、電能表等計(jì)量裝置的校驗(yàn),加強(qiáng)抄核收管理。檢查用戶(hù)計(jì)量方式、高壓計(jì)量部分電壓互感器二次壓降、互感器及表計(jì)的準(zhǔn)確等級(jí)、竊電檢查、抄收準(zhǔn)確及時(shí)性檢查等。
(4)制訂線(xiàn)損率計(jì)劃并考核到人。這需要進(jìn)行前期的線(xiàn)損理論計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)分析并掌握歷史線(xiàn)損情況,在此基礎(chǔ)上制訂用戶(hù)臺(tái)片線(xiàn)損計(jì)劃并落實(shí)責(zé)任到人,加強(qiáng)考核,及時(shí)反饋。
(5)加強(qiáng)調(diào)度管理。避免僅重安全不重效益的傳統(tǒng)思維,將節(jié)能降損作為調(diào)度管理的一項(xiàng)日常工作。加強(qiáng)變壓器的負(fù)載率與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析,優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式,避免單線(xiàn)路長(zhǎng)距離供電,實(shí)時(shí)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償裝置的投切以提高電網(wǎng)功率因素,加強(qiáng)用戶(hù)無(wú)功就地補(bǔ)償裝置管理,減少無(wú)功電流引起的網(wǎng)損等。
通過(guò)對(duì)公司、線(xiàn)路、臺(tái)片理論線(xiàn)損、實(shí)際線(xiàn)損計(jì)算和縱橫向分析,判斷電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的合理性,供電管理的科學(xué)性,找出計(jì)量裝置、設(shè)備性能、用電管理、運(yùn)行方式、計(jì)算方法、統(tǒng)計(jì)資料、營(yíng)業(yè)抄收等方面存在的問(wèn)題,以便采取有效措施,把線(xiàn)損降低在一個(gè)比較合理的范圍以?xún)?nèi)。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木€(xiàn)損分析能正確的檢查電力網(wǎng)的能耗情況,分析論證能耗是否合理,提出改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)降低能耗的措施,合理制定線(xiàn)損率指標(biāo)。在此,我們應(yīng)當(dāng)看到,線(xiàn)損計(jì)算工作量極大,抄表的不同時(shí)性、電力網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與線(xiàn)損計(jì)算分離等給線(xiàn)損分析帶來(lái)很大的難度,理論線(xiàn)損的計(jì)算還需要可靠的歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。但是從目前來(lái)講,科學(xué)的數(shù)據(jù)的收集還存在著很大的難度,需要將電力負(fù)荷管理系統(tǒng)引入其中。
三、電力負(fù)荷管理系統(tǒng)進(jìn)行線(xiàn)損分析的關(guān)鍵技術(shù)
(1)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸采用電力線(xiàn)載波和公網(wǎng)的GPRS移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)配合使用實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和上傳。電能表數(shù)據(jù)通過(guò)載波方式采集到采集器,終端將采集器數(shù)據(jù)打包經(jīng)公網(wǎng)GPRS移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)上傳給主站。在實(shí)際傳輸中由于載波和網(wǎng)絡(luò)受外部環(huán)境影響較大,致使終端在線(xiàn)率和數(shù)據(jù)傳輸完整率無(wú)法實(shí)現(xiàn)100%。為保證在線(xiàn)率往往需要耗費(fèi)大量的人力物力,為此我們要積極尋求更好的傳輸載體,比如:采用光纖傳輸或者有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸。
(2)因線(xiàn)路運(yùn)行方式改變會(huì)引起的供電量或售電量的變化,導(dǎo)致線(xiàn)損計(jì)算錯(cuò)誤。可在供電線(xiàn)路的分支處加裝計(jì)量裝置,實(shí)時(shí)采集該點(diǎn)的表計(jì)數(shù)據(jù),進(jìn)行分支線(xiàn)路的線(xiàn)損統(tǒng)計(jì)。如果分支處由于硬件設(shè)施的限制不能加裝計(jì)量裝置,應(yīng)考慮采取技術(shù)措施,確保當(dāng)線(xiàn)路運(yùn)行方式改變時(shí),該線(xiàn)路的供、售電量與運(yùn)行方式相符。
(3)做到終端與表計(jì)、終端與主站之間通信快速、準(zhǔn)確、同步,使抄表數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸給終端,確保終端數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、及時(shí)傳輸給主站,保證線(xiàn)損統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的正確性和及時(shí)性。現(xiàn)階段因終端廠家和表計(jì)廠家眾多,通信規(guī)約不統(tǒng)一,造成數(shù)據(jù)傳輸不完整。這就需要終端有完善的硬件設(shè)施,主站每日定時(shí)廣播對(duì)時(shí),確保終端與主站時(shí)間統(tǒng)一。終端與表計(jì)、終端與主站之間的通信規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)格式,終端或主站都要有嚴(yán)格的糾錯(cuò)功能,確保抄表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。
(4)現(xiàn)階段負(fù)荷管理系統(tǒng)與用電營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)是獨(dú)立的兩套系統(tǒng),為使用電營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)能夠傳輸給負(fù)荷管理系統(tǒng),我們通過(guò)軟件在兩系統(tǒng)之間編寫(xiě)了接口程序來(lái)完成數(shù)據(jù)交換。這樣就造成因電能表故障、輪換、臺(tái)區(qū)切改后MIS數(shù)據(jù)更新而負(fù)荷管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。從而造成數(shù)據(jù)抄回率下降,為此就需要開(kāi)發(fā)一套基于用電營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)上的負(fù)荷管理系統(tǒng),使兩系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)能夠做到時(shí)時(shí)更新。
(5)利用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù),解決用戶(hù)竊電、計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線(xiàn)、計(jì)量裝置故障等問(wèn)題。為準(zhǔn)確的進(jìn)行竊電處理、電量電費(fèi)追補(bǔ)提供科學(xué)、有效的數(shù)據(jù)支持,減少電量損失。
終端應(yīng)具有異常事件統(tǒng)計(jì)、報(bào)警功能,主站將終端異常事件及時(shí)召測(cè)、歸納,根據(jù)統(tǒng)計(jì)的電能表各相電壓、電流突變,以及斷相的時(shí)間,及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能表的運(yùn)行異常狀況,并在系統(tǒng)軟件及時(shí)提醒或通過(guò)短信方式及時(shí)發(fā)給相關(guān)班組管理人員,做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理,使電量的損失降低到最小,達(dá)到降損增效的目的。
(6)根據(jù)技術(shù)發(fā)展,定期或不定期對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中的各種類(lèi)型的終端、電能表進(jìn)行升級(jí)改造,保證終端的上線(xiàn)率和表計(jì)的抄收率,滿(mǎn)足線(xiàn)損計(jì)算的需要。
(7)針對(duì)公用變壓器的監(jiān)測(cè),要求負(fù)荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集具有實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和統(tǒng)一性,其終端采集的公變電量與分戶(hù)抄表數(shù)據(jù)時(shí)間統(tǒng)一,并能直接用于線(xiàn)損統(tǒng)計(jì)分析。
充分利用負(fù)荷管理系統(tǒng)進(jìn)行公用變壓器的負(fù)荷分析,及時(shí)發(fā)現(xiàn)輕載、超載、三相不平衡等,為管理班組提供可靠的數(shù)據(jù),從而采取有效措施,以提高運(yùn)行率,降低線(xiàn)損。
結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)在公用變壓器上安裝終端和集中器,可以有效縮短抄表周期,減少因人工抄表造成的錯(cuò)抄、漏抄、估抄,避免臺(tái)區(qū)錯(cuò)載現(xiàn)象的發(fā)生。通過(guò)時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行線(xiàn)損分析,提高反竊電水平,縮短計(jì)量故障發(fā)現(xiàn)處理周期,有效地降低臺(tái)區(qū)線(xiàn)損。并能根據(jù)傳輸?shù)目己吮頂?shù)據(jù),合理調(diào)配配電變壓器運(yùn)行狀態(tài),降低線(xiàn)路損耗,保證供電質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1] 畢峰. 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展[J]. 中國(guó)電力教育. 2009(18)
【關(guān)鍵詞】電力規(guī)劃基礎(chǔ)資料傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)現(xiàn)代負(fù)荷預(yù)測(cè)
一、城市電力規(guī)劃供電基礎(chǔ)資料的收集
1.城市總體規(guī)劃階段需調(diào)研收集的供電基礎(chǔ)資料
(1)地區(qū)動(dòng)力資源分布、儲(chǔ)量、開(kāi)采程度資料。
(2)城市綜合資料,包括區(qū)域經(jīng)濟(jì)、城市人口、土地面積、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)大型工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)值產(chǎn)量的近5年或10年的歷史規(guī)劃綜合資料。
(3)城市電源電網(wǎng)資料,包括地區(qū)電力電氣主結(jié)線(xiàn)系統(tǒng)圖、城市供電電源種類(lèi)、裝機(jī)容量及發(fā)電廠位置,城網(wǎng)供電電壓等級(jí)及結(jié)構(gòu)、各級(jí)電壓的變電所容量數(shù)量位置及用地、高壓架空線(xiàn)路路徑、走廊寬度等現(xiàn)狀資料及城市電力部門(mén)制定的城市電力網(wǎng)行業(yè)規(guī)劃資料,在城市現(xiàn)狀地形圖中應(yīng)明確標(biāo)注現(xiàn)狀35kv以上變電站的位置和輸電線(xiàn)路的電壓等級(jí)以及地理走向。
(4)城市用電負(fù)荷資料,包括近5年來(lái)城市供(用)電量統(tǒng)計(jì)表(應(yīng)包括5年來(lái)城市每年的總供電量﹑用電量﹑線(xiàn)路損耗以及每年的最大負(fù)荷),城市用電分類(lèi)統(tǒng)計(jì)表可(分為市政用電﹑工業(yè)用電以及農(nóng)業(yè)用電)。
2.城市詳細(xì)規(guī)劃階段的電力規(guī)劃需要調(diào)研的資料
(1)城市各類(lèi)建筑單位建筑面積歸算到10kv電源處的負(fù)荷指標(biāo)的現(xiàn)狀資料或現(xiàn)行的地方經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
(2)詳細(xì)規(guī)劃范圍內(nèi)的各類(lèi)行業(yè)現(xiàn)狀及規(guī)劃資料。
(3)詳細(xì)規(guī)劃區(qū)內(nèi)的道路網(wǎng)各類(lèi)設(shè)施分布現(xiàn)狀及詳細(xì)規(guī)劃圖。
二、負(fù)荷預(yù)測(cè)
供電基礎(chǔ)資料收集后,應(yīng)根據(jù)本地電網(wǎng)的特點(diǎn)及用電特點(diǎn),預(yù)測(cè)未來(lái)一定期限內(nèi)(近期1-5年,中期6-10年遠(yuǎn)期20年計(jì))的負(fù)荷增長(zhǎng)情況。如果預(yù)測(cè)的需求后于實(shí)際需求,將會(huì)導(dǎo)致供電負(fù)荷緊張,甚至造成拉閘限電;但如果預(yù)測(cè)的需求過(guò)度超前于實(shí)際需求,則系統(tǒng)利用率太低,將造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。
傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)通常采用以下方法:(1)單耗法;(2)彈性系數(shù)法;(3)平均增長(zhǎng)率法;(4)綜合用電水平法;(5)負(fù)荷密度法;(6)回歸分析法;(7)時(shí)間序列法。下面重點(diǎn)介紹幾種方法:
1.單耗法
根據(jù)產(chǎn)品(或產(chǎn)量)用電單耗和數(shù)量推算其用電量。應(yīng)注意各行業(yè)單耗指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化,它可隨科技進(jìn)步生產(chǎn)力的提高和節(jié)能技術(shù)發(fā)展而降低單耗,也會(huì)隨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整或產(chǎn)品改變而發(fā)生變化。單耗法的優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單,對(duì)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)效果較好。缺點(diǎn)是需做大量細(xì)致的調(diào)研工作,比較籠統(tǒng),很難反映現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)、政治、氣候等條件的影響。單耗法適用于預(yù)測(cè)規(guī)劃近期和中期的用電負(fù)荷。
其預(yù)測(cè)公式如下:p1=wnp/t。
式中:wn——產(chǎn)品產(chǎn)量用電單耗;
n——產(chǎn)品(或產(chǎn)量)數(shù);
t——國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值年平均增長(zhǎng)率。
2.電力彈性系數(shù)法
電力彈性系數(shù)從宏觀上確定電力發(fā)展同國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相對(duì)速度,它是衡量國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和用電需求的重要參數(shù)。
其計(jì)算式為:b=α/β。
式中:b——電力彈性系數(shù);
α——電力消費(fèi)年平均增長(zhǎng)率;
β——國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值年平均增長(zhǎng)率。
電力彈性系數(shù)反映市場(chǎng)需求情況,體現(xiàn)市場(chǎng)需求變化,對(duì)電力的規(guī)劃和發(fā)展有一定的意義。國(guó)內(nèi)嚴(yán)重缺電的時(shí)候電力彈性系數(shù)大于1。經(jīng)濟(jì)發(fā)展平穩(wěn)的時(shí)候電力彈性系數(shù)接近1,該方法的優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單,易于計(jì)算。缺點(diǎn)是需做大量細(xì)致的調(diào)研工作。用電力彈性系數(shù)法預(yù)測(cè)的用電量誤差很大,這種方法適用于校核規(guī)劃中期和遠(yuǎn)期的負(fù)荷預(yù)測(cè)。
3.年平均增長(zhǎng)率法
從供電基礎(chǔ)資料入手,把本市(縣)近5年來(lái)的用電量和最大負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì),計(jì)算出負(fù)荷的年平均增長(zhǎng)率。從而推算未來(lái)一定期限內(nèi)(近期規(guī)劃按5年計(jì),遠(yuǎn)期規(guī)劃按20年計(jì))負(fù)荷的增長(zhǎng)情況。這種方法適用于預(yù)測(cè)規(guī)劃近期和中期遠(yuǎn)期的各種用電負(fù)荷。
其計(jì)算式為:a(m+n)=am(1+a) n。
式中:α——預(yù)計(jì)規(guī)劃期內(nèi)年平均用電量增長(zhǎng)率;
m——基準(zhǔn)年份;
n——預(yù)測(cè)規(guī)劃年限。
4.綜合用電水平法
根據(jù)各規(guī)劃期內(nèi)的年人均綜合用電水平來(lái)推算負(fù)荷的增長(zhǎng)情況。按照以往所做的一些城市電力規(guī)劃,根據(jù)人均綜合用電水平乘以近期規(guī)劃和遠(yuǎn)期規(guī)劃的人口規(guī)模,即可得出未來(lái)一定期限內(nèi)的城市用電負(fù)荷。這種方法適用于預(yù)測(cè)規(guī)劃近期和中期的用電負(fù)荷。
其預(yù)測(cè)公式如下:pl=wap/t。
式中:pl——用電負(fù)荷;
wa——年人均用電量(kw/h);
p——規(guī)劃期人口數(shù);
t——年綜合最大利用小時(shí)數(shù)。
當(dāng)以人口進(jìn)行計(jì)算時(shí),用電水平相當(dāng)于人均電耗;如以面積進(jìn)行計(jì)算,所得用電水平即相當(dāng)于負(fù)荷密度。年用電量an=sd萬(wàn)度,其中s--指定計(jì)算范圍內(nèi)的人口數(shù),d--表示用電水平指標(biāo)。
5.負(fù)荷密度法
即單位面積功率法,這種方法適用預(yù)測(cè)各功能分區(qū)的用電負(fù)荷。適用于總圖方案或初步設(shè)計(jì)的負(fù)荷預(yù)測(cè)與計(jì)算負(fù)荷的估算。首先計(jì)算現(xiàn)狀和歷史的分區(qū)負(fù)荷密度,然后根據(jù)地區(qū)發(fā)展規(guī)劃對(duì)各分區(qū)負(fù)荷發(fā)展的特點(diǎn)推算出各分區(qū)各目標(biāo)年的負(fù)荷密度預(yù)測(cè)值。對(duì)于集中的用電大戶(hù)預(yù)測(cè)時(shí)可做為點(diǎn)負(fù)荷單獨(dú)計(jì)算。
6.回歸分析法
根據(jù)負(fù)荷的歷史資料,建立可以進(jìn)行數(shù)學(xué)分析的數(shù)學(xué)模型。用數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的回歸分析方法對(duì)變量的觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)的負(fù)荷進(jìn)行的預(yù)測(cè)。優(yōu)點(diǎn)是預(yù)測(cè)精度較高,適用于在中、短期預(yù)測(cè)使用。缺點(diǎn)是:(1)規(guī)劃水平年的工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值很難詳細(xì)統(tǒng)計(jì);(2)只能測(cè)算出綜合用電負(fù)荷的發(fā)展水平,無(wú)法測(cè)算出各供電區(qū)的負(fù)荷發(fā)展水平,也就無(wú)法進(jìn)行具體的電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃。
電力彈性系數(shù)法、年平均增長(zhǎng)率法、回歸分析法主要是根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析而建立的預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型,多用于宏觀預(yù)測(cè)城市總用電負(fù)荷或校核中遠(yuǎn)期的規(guī)劃負(fù)荷預(yù)測(cè)值,單耗法、負(fù)荷密度法適用于分項(xiàng)分類(lèi)的局部預(yù)測(cè)。以上負(fù)荷預(yù)測(cè)方法中,實(shí)際應(yīng)用中相互補(bǔ)充校核。
三、現(xiàn)代負(fù)荷預(yù)測(cè)方法
20世紀(jì)80年代后期,一些基于新興學(xué)科理論的現(xiàn)代預(yù)測(cè)方法逐漸得到了成功應(yīng)用。這其中主要有灰色數(shù)學(xué)理論、專(zhuān)家系統(tǒng)方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、模糊預(yù)測(cè)理論等。
1.灰色數(shù)學(xué)理論
灰色數(shù)學(xué)理論是把負(fù)荷序列通過(guò)生成變換,使其變化為有規(guī)律的生成數(shù)列再建模用于負(fù)荷預(yù)測(cè)。影響負(fù)荷因素的未知性和不確定性,成為系統(tǒng)的灰色特性。
2.專(zhuān)家系統(tǒng)方法
專(zhuān)家系統(tǒng)方法是對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)里存放的過(guò)去幾年的負(fù)荷數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)等進(jìn)行細(xì)致的分析,借助專(zhuān)家系統(tǒng),匯集有經(jīng)驗(yàn)的負(fù)荷預(yù)測(cè)人員的知識(shí),按照一定的推理進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)。
3.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)功能,讓計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)包含在歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)中的映射關(guān)系,再利用這種映射關(guān)系預(yù)測(cè)未來(lái)負(fù)荷。
4.模糊負(fù)荷預(yù)測(cè)
模糊控制是在所采用的控制方法上應(yīng)用了模糊數(shù)學(xué)理論,使其進(jìn)行確定性的工作,對(duì)一些無(wú)法構(gòu)造數(shù)學(xué)模型的被控過(guò)程進(jìn)行有效控制。模糊負(fù)荷預(yù)測(cè)是近幾年比較熱門(mén)的研究方向。
隨著電力市場(chǎng)的發(fā)展,負(fù)荷預(yù)測(cè)的重要性日益顯現(xiàn),并且對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)精度的要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法比較成熟,預(yù)測(cè)結(jié)果具有一定的參考價(jià)值,但要進(jìn)一步提高預(yù)測(cè)精度,就需要對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行一些改進(jìn),同時(shí)隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,現(xiàn)代負(fù)荷預(yù)測(cè)的理論會(huì)越來(lái)越成熟,預(yù)測(cè)的精度越來(lái)越高。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】負(fù)荷預(yù)測(cè);負(fù)荷密度;負(fù)荷曲線(xiàn);負(fù)荷特性
引言
空間負(fù)荷預(yù)測(cè)是城市電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ),在城市電網(wǎng)規(guī)劃中,不僅要有預(yù)測(cè)負(fù)荷的量,還要有預(yù)測(cè)負(fù)荷的空間分布。只有在確定了負(fù)荷空間分布的基礎(chǔ)上,才能準(zhǔn)確地進(jìn)行變電站布點(diǎn)和線(xiàn)路走廊規(guī)劃。而負(fù)荷密度法是空間負(fù)荷預(yù)測(cè)的代表,在采用負(fù)荷密度法進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí),負(fù)荷密度是一個(gè)非常關(guān)鍵的因素,取值是否恰當(dāng)會(huì)影響預(yù)測(cè)結(jié)果的正確性。
本文以居住建筑為例,針對(duì)某沿海城市的實(shí)際情況,對(duì)該市居住建筑的負(fù)荷密度進(jìn)行了抽樣實(shí)測(cè),分析研究它們的負(fù)荷特性,并推薦其典型日的負(fù)荷曲線(xiàn)。
1 典型居住建筑的確定
典型居住建筑的選取需要同時(shí)滿(mǎn)足兩個(gè)要求:一是典型性,要求建筑量上規(guī)模、性質(zhì)比較單一、使用率比較高和區(qū)域建成度高;二是可測(cè)性,要求負(fù)荷數(shù)據(jù)可以連續(xù)、準(zhǔn)確地測(cè)得。
根據(jù)上述原則,選取A、B、C、D、E五個(gè)小區(qū)作為本次典型居住建筑負(fù)荷密度的研究對(duì)象,選取A小區(qū)和B小區(qū)作為本次典型居住建筑負(fù)荷曲線(xiàn)的研究對(duì)象。
2 負(fù)荷密度及負(fù)荷曲線(xiàn)分析
2.1 負(fù)荷密度計(jì)算
(1)單位用地面積負(fù)荷密度=用電負(fù)荷÷用地面積。
(2)單位建筑面積負(fù)荷密度=用電負(fù)荷÷建筑面積。
根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),計(jì)算A、B、C、D、E五個(gè)小區(qū)的負(fù)荷密度見(jiàn)下表:
表1 居住建筑負(fù)荷密度
名稱(chēng) 建筑面積
(平方米) 用電負(fù)荷
(千瓦) 單位建筑面積負(fù)荷密度
(瓦/平方米)
A小區(qū) 203000 2444.2 12.0
B小區(qū) 230000 2333.4 10.1
C小區(qū) 200750 3158.4 15.7
D小區(qū) 118552 1148.2 9.7
E小區(qū) 110000 2364.6 21.5
2.2 典型日負(fù)荷曲線(xiàn)定性分析
典型日負(fù)荷曲線(xiàn)定性分析的內(nèi)容是最大負(fù)荷日出現(xiàn)時(shí)間和日最大負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)間。分析方法為:提取研究對(duì)象負(fù)荷最高的3天繪制成負(fù)荷曲線(xiàn)。根據(jù)繪制的A小區(qū)和B小區(qū)負(fù)荷曲線(xiàn)(圖1和圖2)可見(jiàn),A小區(qū)和B小區(qū)負(fù)荷曲線(xiàn)的走勢(shì)大致一樣,在凌晨時(shí)負(fù)荷較低,早上6點(diǎn)30分到7點(diǎn)30分之間出現(xiàn)一個(gè)小高峰,白天基本持平,到下午17點(diǎn)負(fù)荷開(kāi)始上升,在22點(diǎn)與23點(diǎn)之間達(dá)到最大值。
圖1 A小區(qū)典型日負(fù)荷曲線(xiàn)
圖2 B小區(qū)典型日負(fù)荷曲線(xiàn)
2.3 溫度相同日負(fù)荷曲線(xiàn)定性分析
溫度相同日負(fù)荷曲線(xiàn)定性分析的內(nèi)容是比較溫度相同時(shí),工作日、周末和國(guó)慶日負(fù)荷的大小關(guān)系及差異。選取A小區(qū)和B小區(qū)在溫度都為30度的工作日、周末和國(guó)慶日3天的負(fù)荷調(diào)查數(shù)據(jù)繪制負(fù)荷曲線(xiàn),并比較得出,兩個(gè)小區(qū)的負(fù)荷在溫度相同的這3天里相差不大。
2.4 溫度不同日負(fù)荷曲線(xiàn)定性研究
溫度不同日負(fù)荷曲線(xiàn)定性研究的內(nèi)容是研究典型建筑的溫度敏感系數(shù)。
溫度敏感系數(shù)=(高溫日最高負(fù)荷-低溫日最高負(fù)荷)÷高溫日最高負(fù)荷。
A小區(qū)和B小區(qū)負(fù)荷在溫度相同時(shí)的工作日、周末和國(guó)慶日相差不大,為研究負(fù)荷對(duì)溫度的敏感度,取溫度不同的工作日2天繪制負(fù)荷曲線(xiàn)并比較得出,A小區(qū)和B小區(qū)負(fù)荷對(duì)溫度敏感度較高,其中A小區(qū)溫度敏感系數(shù)為0.42,B小區(qū)溫度敏感系數(shù)為0.38。
2.5 小結(jié)
(1)居住建筑最高負(fù)荷一般出現(xiàn)在工作日的晚上22點(diǎn)到23點(diǎn)之間。
(2)居住建筑對(duì)溫度的敏感度較高。
(3)居住建筑溫度相同時(shí),負(fù)荷在工作日、周末和國(guó)慶日相差不大。
3 負(fù)荷密度及典型日負(fù)荷曲線(xiàn)推薦
3.1 負(fù)荷密度推薦值
通過(guò)表1可知,各研究對(duì)象的單位建筑面積負(fù)荷密度較為接近,實(shí)測(cè)范圍在10-22瓦/平方米之間。本文以本次實(shí)測(cè)調(diào)研得出的單位建筑面積負(fù)荷密度為基礎(chǔ),并參考了《民用建筑電氣設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)手冊(cè)》、《建筑電氣專(zhuān)業(yè)技術(shù)措施》和《電氣專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)統(tǒng)一技術(shù)措施》,同時(shí)考慮為未知用電設(shè)備的增加預(yù)留部分容量,提出了居住建筑的建筑面積負(fù)荷密度推薦指標(biāo),取值范圍為16-25千瓦/平方米。
3.2 典型日負(fù)荷曲線(xiàn)推薦
典型建筑日負(fù)荷曲線(xiàn)每隔半個(gè)小時(shí)有一個(gè)記錄數(shù)據(jù),每天有48個(gè)負(fù)荷點(diǎn),將其各典型日負(fù)荷曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的負(fù)荷點(diǎn)相加,然后將相加后所得的48個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的平均值同時(shí)除以最高負(fù)荷點(diǎn),將相除后的這些負(fù)荷點(diǎn)用直角坐標(biāo)描述出來(lái),并用折線(xiàn)連接起來(lái)就得到推薦典型日負(fù)荷曲線(xiàn)。
4 結(jié)語(yǔ)
本文以居住建筑為例,介紹了某沿海城市典型建筑的電力負(fù)荷特性研究方法,推薦了居住建筑的規(guī)劃單位建筑面積負(fù)荷密度指標(biāo),描繪了居住建筑的典型日負(fù)荷曲線(xiàn)。以此方法,同樣可以對(duì)其他各類(lèi)性質(zhì)用地的電力負(fù)荷特性進(jìn)行研究,分別提出它們的規(guī)劃單位建筑面積負(fù)荷指標(biāo),并描繪出他們的典型日負(fù)荷曲線(xiàn)。在此基礎(chǔ)上,還可進(jìn)一步研究出各類(lèi)性質(zhì)用地之間的用電同時(shí)率,從而建立負(fù)荷預(yù)測(cè)平臺(tái),可較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)各類(lèi)規(guī)劃的最大用電負(fù)荷,為電網(wǎng)的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行和管理提供科學(xué)的依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);電力系統(tǒng);負(fù)荷預(yù)測(cè)
一、引 言
電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是電力企業(yè)高效調(diào)度、正常生產(chǎn)的重要前提,涉及社會(huì)生產(chǎn)、人們生活的各個(gè)方面,其預(yù)測(cè)精度對(duì)電力系統(tǒng)有著非常重要的意義,提高預(yù)測(cè)精度尤其短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的精度已成為當(dāng)務(wù)之急.長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行了廣泛研究,已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中的一研究熱點(diǎn).
傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法通常有趨勢(shì)外推法、非線(xiàn)性偏最小二乘回歸模型、灰色模型群建模及基于相關(guān)分析的綜合預(yù)測(cè)模型等,通過(guò)建立預(yù)測(cè)對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型可取得比較符合實(shí)際的預(yù)測(cè)結(jié)果.但是實(shí)際的負(fù)荷受經(jīng)濟(jì)、政策、氣象及社會(huì)等因素的影響,而這些因素往往相關(guān)性比較強(qiáng),從而使得電力負(fù)荷具有時(shí)變性,進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是一個(gè)典型的非線(xiàn)性問(wèn)題.應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測(cè),不需要建立預(yù)測(cè)對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型,樣本數(shù)據(jù)本身就包含諸多影響電力負(fù)荷量大小的因素.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂速度快,算法實(shí)現(xiàn)容易,通過(guò)對(duì)訓(xùn)練樣本集進(jìn)行學(xué)習(xí),以獲取數(shù)據(jù)間的規(guī)律性,建立起輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)間的一種映射,然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行推理從而得到預(yù)測(cè)結(jié)果.
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從模仿人腦智能活動(dòng)的角度出發(fā),通過(guò)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)模型,構(gòu)造一種接近人類(lèi)智能的信息處理系統(tǒng).人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、隱含層和輸出層,層與層之間采用全互聯(lián)方式,同一層之間不存在相互連接,隱含層可以有一個(gè)或多個(gè),輸入變量采用正交最小二乘法.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用反向傳播(Back Propagation,BP)算法,是多層感知器的一種有效學(xué)習(xí)算法,它的模型為前向多層網(wǎng)絡(luò),如圖所示.
本文研究的重點(diǎn)在于對(duì)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行前期處理,因此本文選擇了在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有代表性的BP網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè).在運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)電力負(fù)荷的過(guò)程中,如果輸入空間嚴(yán)重自相關(guān)及網(wǎng)絡(luò)維數(shù)較高,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)精度就會(huì)下降.針對(duì)這一問(wèn)題,本文對(duì)輸入空間的主成分貢獻(xiàn)率采用主成分分析的方法來(lái)進(jìn)行分析,從而推斷出網(wǎng)絡(luò)的輸入空間,最終以原輸入空間各矢量的線(xiàn)性組合來(lái)表示原輸入空間.由于各主成分之間關(guān)聯(lián)性較低,是相互獨(dú)立的,所以由各主成分組成的輸入空間不存在自相P性,因此能夠有效地解決問(wèn)題.
二、主成分分析原理
主成分分析是一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法,該方法通過(guò)構(gòu)造原變量的一系列線(xiàn)性組合形成新變量,使這些新變量在彼此互不相關(guān)的前提下盡可能多地反映原變量的信息.而在實(shí)際問(wèn)題的研究中,往往會(huì)涉及眾多有關(guān)的變量,龐大的變量群體不僅會(huì)增加計(jì)算的復(fù)雜程度,而且也為合理地分析問(wèn)題和解釋問(wèn)題帶來(lái)了困難.通常情況下,每個(gè)變量都會(huì)帶有重要性不同的信息,變量之間也存在一定的相關(guān)性,這些相關(guān)性使得變量提供的信息在一定程度上有所重疊.主成分分析[6]的原理便是先對(duì)這些變量進(jìn)行處理,然后用較少的互不相關(guān)的新變量來(lái)反映變量所提供的絕大部分信息,最后通過(guò)對(duì)新變量的分析達(dá)到解決問(wèn)題的目的.
三、基于主成分分析與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
基于主成分分析與BP網(wǎng)絡(luò)的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的基本思想,利用主成分分析方法與BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的基本思想簡(jiǎn)述如下.
四、實(shí)例分析
以湖南某地區(qū)的4月1日到4月12日的負(fù)荷值以及當(dāng)天的天氣、溫度、日期類(lèi)型為特征狀態(tài)作為樣本,為了便于分析和處理,將每天24小時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理.選取凌晨1點(diǎn)到中午12點(diǎn)的數(shù)據(jù)樣本,把4月2日12個(gè)時(shí)刻負(fù)荷值和影響因子值作為標(biāo)準(zhǔn)樣本,以4月3日到11日的每天16個(gè)樣本數(shù)據(jù)與2日的相應(yīng)數(shù)據(jù)的差值作為訓(xùn)練數(shù)據(jù),來(lái)預(yù)測(cè)4月12日相應(yīng)時(shí)刻(相對(duì)于4月12日)的負(fù)荷變化值.
為了檢驗(yàn)本方法,將不應(yīng)用主成分分析方法與應(yīng)用主成分分析方法的預(yù)測(cè)效果進(jìn)行了比較,通過(guò)計(jì)算可以得出不應(yīng)用主成分分析方法的平均誤差為0.0209,而應(yīng)用主成分分析方法的平均誤差為0.0125.應(yīng)用主成分分析方法預(yù)測(cè)效果更好,每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的預(yù)測(cè)負(fù)荷結(jié)果和實(shí)際值都十分地吻合,預(yù)測(cè)結(jié)果十分地精確.說(shuō)明基于主成分分析方法的預(yù)測(cè)精度較不用主成分分析方法的預(yù)測(cè)有了較大的提高.
五、結(jié) 論
采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)電力負(fù)荷的方法雖然更容易建立起數(shù)學(xué)模型,但是輸入空間維數(shù)過(guò)高,相關(guān)性較大.本文提出了基于主成分分析和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法,可以大大降低由于歷史數(shù)據(jù)過(guò)多造成的建造數(shù)學(xué)模型的難度.主成分分析方法能夠去除數(shù)據(jù)間的相關(guān)性,并且降低數(shù)據(jù)的維數(shù),同時(shí)還能保留負(fù)荷數(shù)據(jù)的主要信息.通過(guò)將提取出的主成分作為BP網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù),不僅可以減少網(wǎng)絡(luò)的輸入量,而且能較好地提高預(yù)測(cè)精度.
【參考文獻(xiàn)】
[關(guān)鍵詞]:電能 穩(wěn)定 牽引負(fù)荷 潮流多解法
電能作為一種動(dòng)力能源形式,因?yàn)槠涞臀廴荆奖氵\(yùn)輸?shù)戎T多的優(yōu)點(diǎn),自從它被人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的那一刻起,便很快被人們廣泛利用并成為人類(lèi)依賴(lài)以生存的支柱性的能源之一。隨著社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步,電能的重要性愈加顯得突出,目前可以毫不夸張得說(shuō)人類(lèi)近乎是一刻也不能離開(kāi)電能。在電能被人類(lèi)越來(lái)越依賴(lài)的同時(shí),人們對(duì)電能的而要求也在不斷提高,不僅要求能夠安全、可靠、不間斷的供給,還要求供電頻率、電壓幅值等電能質(zhì)量的指標(biāo)方面也要提高。
而若要電能的安全、可靠、高質(zhì)量和不間斷的供給,就必須有一個(gè)質(zhì)量過(guò)硬,可靠性程度很高的傳輸電能的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),于是確保電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行的安全、可靠、高質(zhì)量是一個(gè)電力工作者的重要任務(wù)。電力系統(tǒng)中,最重要也是最復(fù)雜的任務(wù)之一是保持系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定,因?yàn)榻o社會(huì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大損失系統(tǒng)瓦解或大面積停電等災(zāi)難性事故,往往是系統(tǒng)穩(wěn)定破壞導(dǎo)致的。由于電壓不穩(wěn)定或電壓崩潰等事故,多次導(dǎo)致國(guó)外電力系統(tǒng)大量損失負(fù)荷,大面積停電,電網(wǎng)近于崩潰。例如法國(guó)電網(wǎng)1978年12月事故,瑞典電網(wǎng)1983年12月事故, 日本東京電網(wǎng)1987年7月事故和加拿大電網(wǎng)1989年3月的事故等。
尤其是美加‘8.14' 大停電事故,整個(gè)停電過(guò)程長(zhǎng)達(dá)近三十小時(shí),該事故發(fā)生在美國(guó)東北部和加拿大的聯(lián)合電網(wǎng),時(shí)間是2003年8月14日。據(jù)文獻(xiàn)記載,此次事故受害面積特別大,殃及美國(guó)的8個(gè)州及加拿大的兩個(gè)省,5000萬(wàn)戶(hù)受到停電影響,造成很多個(gè)發(fā)電廠被迫退出電網(wǎng)停止運(yùn)行、直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)三百億美元。事故使交通中斷、停水停電、醫(yī)院商場(chǎng)被盜,極大的影響了人民正常生活秩序,這是人類(lèi)歷史上最大規(guī)模的停電災(zāi)難。事故事后分析表明,該次大停電明顯不同于傳統(tǒng)電壓崩潰概念中的場(chǎng)景,而是呈現(xiàn)出一種全新的電壓 崩潰形式:即無(wú)功短缺本身并沒(méi)有引起電壓持續(xù)下降進(jìn)而造成電壓崩潰,雖然在事故發(fā) 生前,電壓不穩(wěn)定的跡象在有些節(jié)點(diǎn)有所顯現(xiàn),但是受擾動(dòng)地區(qū)的整個(gè)電網(wǎng)電壓水平還 是在出現(xiàn)線(xiàn)路斷開(kāi)情況之前一直維持在正常可接受范圍內(nèi)。事故原因初步判定為:由于潮流大規(guī)模轉(zhuǎn)移造成的電壓崩潰。
這一次次的事故讓世界電力行業(yè)警鐘長(zhǎng)鳴,電壓穩(wěn)定問(wèn)題得到了電力界廣泛關(guān)注,電壓崩潰性事故仍然是世界范圍內(nèi)威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的最大隱患之一,所以一定要加強(qiáng)電壓崩潰機(jī)理與預(yù)防措施的研究。目前大范圍的電壓崩潰事故在我國(guó)境內(nèi)還沒(méi)有發(fā)生過(guò),這在一定程度上得益于我國(guó)境內(nèi)電網(wǎng)周密的繼電保護(hù)措施,但并不意味著我國(guó)就沒(méi)有發(fā)生電壓崩潰事故的可能性,電壓失穩(wěn)引起的局部停電事故在我國(guó)曾有發(fā)生,例如湖北電網(wǎng)1972年7月的事故,大連電網(wǎng)1973年7月的事故。我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時(shí)期,電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也緊跟國(guó)際趨勢(shì)步入大電網(wǎng)、超高壓、大機(jī)組、遠(yuǎn)距離的時(shí)代,但現(xiàn)在電力建設(shè)水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不一致,落后的電網(wǎng)建設(shè)為滿(mǎn)足現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,需要電網(wǎng)經(jīng)常運(yùn)行在接近其極限輸送能力的狀態(tài),存在著發(fā)生電壓穩(wěn)定事故的威脅,并且這種電壓威脅的概率還在不斷增加。
因此,在目前形勢(shì)下,總結(jié)我國(guó)以往電壓失穩(wěn)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),并借鑒國(guó)際惡性電壓崩潰事的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),進(jìn)一步加深對(duì)電壓穩(wěn)定問(wèn)題的研究以避免電壓崩潰事故的發(fā)生,具有特別重要的意義。本文是在此指導(dǎo)思想的基礎(chǔ)上,首先著眼于負(fù)荷的特性這一影響電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的因素進(jìn)行研究,把研究重點(diǎn)集中在不對(duì)稱(chēng)負(fù)荷上,挑選牽引負(fù)荷這種電力系統(tǒng)中典型的大功率、不對(duì)稱(chēng)負(fù)荷進(jìn)行具體、深入的研究,以期對(duì)現(xiàn)行的電網(wǎng)有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。
考慮牽引站不對(duì)稱(chēng)特性的電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定所涉及的內(nèi)容主要有:電壓穩(wěn)定、電氣化鐵路牽引負(fù)荷、變壓器等都需要深入理解,并且在程序的實(shí)現(xiàn)上還需要綜合考慮計(jì)算速度,精確度和計(jì)算結(jié)果誤差、可行性等以選擇一種適合的計(jì)算算法,最后還要選擇適合自己的編程軟件進(jìn)行程序的編寫(xiě)。首先是電壓穩(wěn)定性問(wèn)題的定義。雖然電壓穩(wěn)定性和功角穩(wěn)定性同屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)定的范疇,但是和功角穩(wěn)定性問(wèn)題不同,電壓穩(wěn)定性始終沒(méi)有一個(gè)完美的定義,目前廣泛 被接受的一般是IEEE和國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議的定義,但是他們關(guān)于該問(wèn)題的定義也是在不斷的更新和充實(shí)中的。例如,雖然他們?cè)?993年已經(jīng)對(duì)電壓穩(wěn)定性問(wèn)題給出過(guò)定義,但是由于電壓穩(wěn)定性問(wèn)題在此后又有很多新發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí),1993年的定義已經(jīng)不太合適繼續(xù)使用,于是2003年這兩個(gè)組織又聯(lián)合起來(lái)對(duì)電壓穩(wěn)定性做出重新定義。
近幾十年來(lái)電壓穩(wěn)定問(wèn)題也引起了世界電力行業(yè)的普遍關(guān)注,成為全球性的研究熱點(diǎn)課題之一,研究范圍不斷拓寬,各種研究成果大量發(fā)表,一些成熟的研究成果和技術(shù) 己經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際系統(tǒng)中。但是電壓穩(wěn)定問(wèn)題的研究成果與工程實(shí)際應(yīng)用還有相當(dāng)?shù)木嚯x,主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:
1.至今還沒(méi)有最終的關(guān)于電壓穩(wěn)定性的定義,對(duì)電壓穩(wěn)定性機(jī)理的認(rèn)識(shí)也是眾說(shuō)紛紜,尚未達(dá)成廣泛一致性;
1 電能量采集與負(fù)荷管理系統(tǒng)概述
1.1 系統(tǒng)架構(gòu)。電能量采集與負(fù)荷管理系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)方用電現(xiàn)場(chǎng)和主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成,遠(yuǎn)方用電現(xiàn)場(chǎng)包含電能計(jì)量裝置和廠站終端設(shè)備,主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包含通訊設(shè)備、采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)以及綜合應(yīng)用層等,在電能量采集與負(fù)荷管理系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,主要是通過(guò)遠(yuǎn)方用電現(xiàn)場(chǎng)以及主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)配合,在通訊網(wǎng)絡(luò)作用下,實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。電能量采集與負(fù)荷管理系統(tǒng)屬于一個(gè)電能相關(guān)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),涵蓋整個(gè)地區(qū)輸電網(wǎng)不同電壓等級(jí)電能,能夠?qū)﹄娏俊⒇?fù)荷等多項(xiàng)信息進(jìn)行綜合處理,實(shí)現(xiàn)信息傳輸、數(shù)據(jù)查詢(xún)、以及信息等,對(duì)供電企業(yè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的電量、負(fù)荷和線(xiàn)損數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)化管理,最大程度上滿(mǎn)足供電企業(yè)運(yùn)營(yíng)需求,能夠?yàn)槭袌?chǎng)營(yíng)銷(xiāo)分析提供可靠的數(shù)據(jù)支持,從而保證市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)決策的科學(xué)性和有效性。
1.2 系統(tǒng)組成
1.2.1 遠(yuǎn)方用電現(xiàn)場(chǎng)表計(jì)。電能量采集與負(fù)荷管理系統(tǒng)中大多由全電子多功能電能表實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一配送。全電子多功能電能表的輸出接口主要分為RS485接口和低壓配電線(xiàn)載波接口,能夠有效滿(mǎn)足終端采集器的運(yùn)行需求。電能表內(nèi)置乘法器,能夠?qū)﹄姽β蔬M(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量,準(zhǔn)確獲取最大需量、電壓、電流和功率因數(shù)等多項(xiàng)參數(shù),以保證整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
1.2.2 端設(shè)備。終端設(shè)備是集抄管理系統(tǒng)中的核心,據(jù)現(xiàn)場(chǎng)供電條件可分為單表采集器和多表采集器兩種。采集器完成用電現(xiàn)場(chǎng)的各類(lèi)數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存工作以及和主站系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊。
1.2.3 通訊網(wǎng)絡(luò)。按照采集數(shù)據(jù)的通訊方式及媒介的不同,分為RS485總線(xiàn)網(wǎng)、單導(dǎo)線(xiàn)脈沖采集和低壓電力線(xiàn)載波通訊網(wǎng)。
1.2.4 采集服務(wù)器。實(shí)行并行采集,按照一定的負(fù)載均衡原則,將通訊鏈路和任務(wù)分配到不同的前置設(shè)備,支持對(duì)一終端多通道的自動(dòng)切換。
1.2.5 數(shù)據(jù)處理設(shè)備。利用數(shù)據(jù)庫(kù)的表分區(qū)技術(shù)、分?jǐn)?shù)據(jù)文件存儲(chǔ)技術(shù)等,支持雙機(jī)或多數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器同時(shí)運(yùn)行。
2 能量采集與負(fù)荷管理系統(tǒng)的典型功能
2.1 檔案管理。面向各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)對(duì)各類(lèi)檔案的查詢(xún)及統(tǒng)計(jì)功能。可進(jìn)行大用戶(hù)、終端等信息的統(tǒng)計(jì),并可對(duì)檔案操作日志進(jìn)行查詢(xún)。通過(guò)檔案維護(hù)功能,可以對(duì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)檔案進(jìn)行全方面的維護(hù)及管理,脫離C/S結(jié)構(gòu),直接利用WEB實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶(hù)、終端、表計(jì)檔案的添加、修改及刪除。修改各檔案信息保存后再刷新實(shí)時(shí)庫(kù),修改信息可保存進(jìn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),從界面左側(cè)的樹(shù)上便可看到檔案顯示。
2.2 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)自動(dòng)采集。面向全局系統(tǒng)采集電能量采集終端或者電能表的所有數(shù)據(jù),內(nèi)容包括:正、反向有功電能量數(shù)據(jù)、四象限無(wú)功電能量數(shù)據(jù)、負(fù)荷曲線(xiàn)、表計(jì)狀態(tài)、重要時(shí)間信息進(jìn)行自動(dòng)采集,所有數(shù)據(jù)均帶時(shí)標(biāo)。
2.3 線(xiàn)損管理與分析。采用新型的設(shè)計(jì)思想,即支持傳統(tǒng)的對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行獲取、統(tǒng)計(jì)和分析的功能,又支持對(duì)單個(gè)數(shù)據(jù)單元的操作,徹底解決了復(fù)雜的電力系統(tǒng)報(bào)表中多源分片、不規(guī)則分組、行列對(duì)稱(chēng)、統(tǒng)計(jì)分析等難題,能夠?yàn)榫€(xiàn)損管理與分析展現(xiàn)更為豐富、復(fù)雜的內(nèi)容。
2.4 報(bào)表。面向全局面向全網(wǎng),通過(guò)定制豐富的報(bào)表參數(shù),可以在生成前選擇統(tǒng)計(jì)時(shí)段和各種電力對(duì)象,系統(tǒng)還可以對(duì)選擇的多少進(jìn)行設(shè)置,可以為單選或多選。打破了傳統(tǒng)報(bào)表月報(bào)、季報(bào)和年報(bào)的局限性。
3 電能量采集與負(fù)荷管理系統(tǒng)在供電企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)分析中的實(shí)際應(yīng)用
3.1 應(yīng)用說(shuō)明。就供電企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)分析工作的實(shí)際情況來(lái)看,電能量采集與負(fù)荷管理系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,其通訊采集程序采集回終端電表數(shù)據(jù)時(shí),往往需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,之后批量存儲(chǔ)于商用數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi),產(chǎn)生計(jì)算任務(wù)。待其它接口數(shù)據(jù)直接存入商用數(shù)據(jù)庫(kù)并產(chǎn)生計(jì)算任務(wù)后,程序加載后對(duì)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行讀取,并依據(jù)相關(guān)規(guī)則及費(fèi)率模型開(kāi)展精準(zhǔn)計(jì)算和分析,從而為供電企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)分析工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持。在供電企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)分析工作中,應(yīng)用電能量采集與負(fù)荷管理系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉祷刂械姆欠〝?shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確辨識(shí),針對(duì)無(wú)法采集的數(shù)據(jù),系統(tǒng)能夠通過(guò)一定方式自行修補(bǔ),以保證數(shù)據(jù)完整性,確保線(xiàn)損分析工作中數(shù)據(jù)的完整程度較高。電能量采集與負(fù)荷管理系統(tǒng)具有良好的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)功能,系統(tǒng)內(nèi)部含有計(jì)算處理程序,能夠?qū)κ袌?chǎng)營(yíng)銷(xiāo)分析中的整點(diǎn)電量、日電量、線(xiàn)損以及極值等進(jìn)行計(jì)算和分析,對(duì)數(shù)據(jù)完整率進(jìn)行科學(xué)化統(tǒng)計(jì)。系統(tǒng)可以通過(guò)列表和趨勢(shì)圖分析功率數(shù)據(jù)及其變化情況,并開(kāi)展用電逐層分析和異常分析,對(duì)系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確查詢(xún),以準(zhǔn)確把握供電企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)活動(dòng)中的數(shù)據(jù)匯總情況以及用戶(hù)綜合數(shù)據(jù),通過(guò)多用戶(hù)的用電對(duì)比分析,依據(jù)絕對(duì)變化值和相對(duì)變化率實(shí)現(xiàn)大用戶(hù)數(shù)據(jù)用電數(shù)據(jù)排名。電能量采集與負(fù)荷管理系統(tǒng)能夠?qū)^(guò)濾閥值進(jìn)行靈活設(shè)置,實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)查詢(xún),從而確保供電企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)分析工作的高效進(jìn)行。
3.2 實(shí)際應(yīng)用
3.2.1 電量分析。在供電企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)分析中,電能量采集與負(fù)荷管理系統(tǒng)的應(yīng)用,能夠依據(jù)不同需求對(duì)特定區(qū)域下的電量分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,一定程度上提高了電量分析的準(zhǔn)確性。在實(shí)際應(yīng)用中,以計(jì)量點(diǎn)、用戶(hù)、營(yíng)業(yè)所以及分局等作為數(shù)據(jù)查詢(xún)對(duì)象,合理選擇數(shù)據(jù)查詢(xún)時(shí)間和條件類(lèi)型,包括區(qū)域分布情況、行業(yè)分布情況以及電壓等級(jí)等。待系統(tǒng)出現(xiàn)支公司電量統(tǒng)計(jì)表后,能夠更加直觀且清晰的觀察到供電企業(yè)售電量,以份額較大的用電大戶(hù)作為市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)分析的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象,開(kāi)展專(zhuān)題分析,準(zhǔn)確其售電量的動(dòng)態(tài)信息,對(duì)供電企業(yè)售電量指標(biāo)的完成情況和未來(lái)變化趨勢(shì)進(jìn)行科學(xué)化分析,進(jìn)一步提高完成售電量指標(biāo)的具體方案,找準(zhǔn)市場(chǎng)發(fā)展突破口,從而全面提高供電企業(yè)的綜合效益。
3.2.2 分類(lèi)用電分析。電能量采集與負(fù)荷管理系統(tǒng)在供電企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)分析中的應(yīng)用,便于供電企業(yè)依據(jù)企業(yè)自身發(fā)展特點(diǎn)、行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)以及電壓等級(jí)開(kāi)展電量統(tǒng)計(jì)和查詢(xún),準(zhǔn)確把握不同類(lèi)型用戶(hù)的用電情況,及其對(duì)供電企業(yè)利潤(rùn)的具體影響,準(zhǔn)確把握電量增減趨勢(shì),并將行業(yè)電量統(tǒng)計(jì)情況形成直觀的統(tǒng)計(jì)圖,為供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)分析提供極大便利。
3.2.3 分類(lèi)電量趨勢(shì)。電能量采集與負(fù)荷管理系統(tǒng)的合理應(yīng)用,能夠?qū)Σ煌袠I(yè)及電壓等級(jí)下電量情況進(jìn)行準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)分析,在選定數(shù)據(jù)查詢(xún)對(duì)象、數(shù)據(jù)對(duì)比時(shí)間以及查詢(xún)條件類(lèi)型后,能夠直接輸出查詢(xún)結(jié)構(gòu),并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與圖形之間的有序切換,便于供電企業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)分析工作的順利開(kāi)展,進(jìn)一步分析用電戶(hù)的電量變化規(guī)律,分析其主客觀原因,便于供電企業(yè)及時(shí)采取有效措施提高售電量和利潤(rùn)關(guān)鍵點(diǎn),全面提高供電企業(yè)運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【關(guān)鍵詞】負(fù)荷分級(jí),電氣施工,注意點(diǎn)
【中圖分類(lèi)號(hào)】TM71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158(2012)11-0215-02
1、電氣施工中負(fù)荷分級(jí)的幾個(gè)基本概念
1.1 用電單位與用電設(shè)備
電氣施工中用電單位即負(fù)荷用戶(hù),它的供電依賴(lài)于外部電源,負(fù)荷等級(jí)是對(duì)引入外部電源或供電線(xiàn)路供電可靠性的要求;用電設(shè)備依賴(lài)于用電單位內(nèi)部的電源,負(fù)荷等級(jí)是對(duì)該單位外部及內(nèi)部電源和供電線(xiàn)路可靠性的要求。
1.2 雙電源和雙回路
雙電源是指互不干擾的兩個(gè)電源:它強(qiáng)調(diào)兩個(gè)電源互相備用或一用一備。
雙回路指兩條回線(xiàn)路,它強(qiáng)調(diào)供配電線(xiàn)路的互相備用或一用一備,它對(duì)電源無(wú)要求,即指此雙回路可以由一個(gè)公共的電源供電,也可以由兩個(gè)不同的電源供電。
2、解析電力負(fù)荷分級(jí)在電氣施工中的注意點(diǎn)
電氣施工中,因?yàn)殡娫粗袛嗟劝l(fā)生事故的情況是不可避免的,我國(guó)按用電單位或用電設(shè)備突然中斷供電所導(dǎo)致后果的危險(xiǎn)性和嚴(yán)重程度分為一、二、三級(jí)。
2.1 一級(jí)負(fù)荷
1.中斷供電將造成人身傷亡時(shí)。例如在醫(yī)院用于手術(shù)照明、嬰兒恒溫、心臟起搏器等的設(shè)備中斷供電時(shí)導(dǎo)致的人身傷亡。
2.中斷供電對(duì)國(guó)家的政治和經(jīng)濟(jì)造成重大損失時(shí)。例如:國(guó)家的防災(zāi)、電力調(diào)度及指揮系統(tǒng)的電源中斷,大型商店建筑經(jīng)營(yíng)管理所用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電源的中斷,大型企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中電源中斷等造成的巨大損失。
3.中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作。例如:國(guó)家級(jí)的賓館大會(huì)堂的照明、電聲、錄像過(guò)程中的供電中斷,國(guó)家計(jì)算中心和國(guó)家氣象中心用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電源中斷以及科研院所重要實(shí)驗(yàn)室的電源中斷引起的損失。
2.1.1 一級(jí)負(fù)荷在電氣施工中的注意點(diǎn)
電氣施工過(guò)程中,發(fā)生一級(jí)負(fù)荷時(shí),比如當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生故障停電時(shí),供電系統(tǒng)應(yīng)該仍能保證連續(xù)供電,這時(shí)應(yīng)采用常說(shuō)的雙回路供電。
電氣施工過(guò)程中采用兩個(gè)電源供電,這兩個(gè)電源的要求是:
1、兩個(gè)電源間無(wú)聯(lián)系;
2、兩個(gè)電源問(wèn)有聯(lián)系,但符合下列要求:(1)發(fā)生任何一種故障時(shí),兩個(gè)電源的任何部分不能同時(shí)受到損壞;(2)發(fā)生任何一種故障且保護(hù)裝置正常時(shí),至少有一個(gè)電源不中斷供電,而在發(fā)生任何一種故障且保護(hù)裝置失靈導(dǎo)致兩電源均中斷供電時(shí),應(yīng)有值班人員完成各種必要操作,迅速恢復(fù)一個(gè)電源供電。
在電氣施工過(guò)程讓電源供電時(shí),必然要敷設(shè)電纜,此時(shí)主要首先對(duì)電纜進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)格、型號(hào)、截面等的檢查,保證其均符合要求,對(duì)于線(xiàn)路較短或室外的電纜敷設(shè),可采用無(wú)線(xiàn)電對(duì)講機(jī)或者擴(kuò)音喇叭保持,總之不能使電氣施工過(guò)程中聯(lián)絡(luò)中斷。
2.2 二級(jí)負(fù)荷
1.中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)。例如:醫(yī)院的電子顯微鏡、)咣機(jī)電源、高級(jí)病房、肢體傷殘康復(fù)病房照明、一般手術(shù)空調(diào)、客梯電力的電源中斷等。
2.中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。例如:二類(lèi)高層建筑中的消防用電、主要通道及樓梯問(wèn)照明、值班照明、航空障礙標(biāo)志燈、用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、信鼠機(jī)房電源以及客梯電力、排污泵、變頻空調(diào)恒壓供水、生活泵的用電電源的中斷均將影響建筑的正常工作。
3.重要的供電設(shè)備電源中斷造成的損失。例如:重要的風(fēng)機(jī)、水泵,三種通風(fēng)方式的裝置系統(tǒng)、洗浴用的電加熱淋浴器、完成防空專(zhuān)業(yè)隊(duì)任務(wù)所必須的用電設(shè)備以及電動(dòng)防護(hù)閉門(mén)等電源中斷。
2.2.1 二級(jí)負(fù)荷在電氣施工中的注意點(diǎn)
在電氣施工中,二級(jí)負(fù)荷的供電設(shè)備供電有多種可選擇的方案,電氣施工者應(yīng)盡量選擇安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的方案,在導(dǎo)線(xiàn)的連接、包扎過(guò)程中檢查線(xiàn)路、質(zhì)量、管路連接處的接口、以及導(dǎo)線(xiàn)的規(guī)格型號(hào)。電氣施工中在二級(jí)負(fù)荷設(shè)備采用的供電措施有:
1.雙回路供電,在最末一級(jí)配電裝置處自動(dòng)切換;
2.雙回路供電到適當(dāng)?shù)呐潆婋姡脤?zhuān)線(xiàn)放射式送到用電設(shè)備的控制裝置上;
3.應(yīng)急照明等比較分散的小容量用電負(fù)荷可以采用一路市電加整流逆變裝置電源。
2.3 三級(jí)負(fù)荷
對(duì)一級(jí)負(fù)荷一律應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。
較重要的二級(jí)電力負(fù)荷供電的中斷,將造成工農(nóng)業(yè)大量減產(chǎn)、工礦交通運(yùn)輸停頓、生產(chǎn)率下降以及城市居民正常生活和業(yè)務(wù)活動(dòng)都將遭受重大影響等。一般大型工廠企業(yè)、科研院校等都屬于二級(jí)負(fù)荷。
三級(jí)負(fù)荷是不屬于上述一、二級(jí)的其他電力負(fù)荷,如附屬企業(yè)、附屬車(chē)間和某些非生產(chǎn)性場(chǎng)所中不重要的電力負(fù)荷等。
2.3.1 三級(jí)負(fù)荷在電氣施工中的注意點(diǎn)
在電氣施工中,雖然三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電的要求不高,只要求一個(gè)電源,但也要盡量使供電系統(tǒng)簡(jiǎn)單,配電級(jí)數(shù)少,在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理的前提下盡量減少或減小電壓偏差和電壓波動(dòng),易于管理維護(hù),并且節(jié)省電能。
3、電氣施工過(guò)程中考慮電力負(fù)荷分級(jí)的工作步驟
在電氣施工中,會(huì)遇到電源中斷,導(dǎo)致用電單位或者用電設(shè)備無(wú)法正常工作的現(xiàn)象,則在電氣施工中考慮電力負(fù)荷分級(jí)的步驟如下:
1.確認(rèn)一下建筑工程的建筑類(lèi)別和等級(jí)
2.查詢(xún)建筑物的規(guī)模、性質(zhì)、功能及用電單位的各類(lèi)電器
3.電氣工程師確定用電單位的負(fù)荷級(jí)別,對(duì)建筑內(nèi)部的最高等級(jí)用電設(shè)備而言,負(fù)荷級(jí)別可能與該建筑物的負(fù)荷等級(jí)相同,也可能高出一級(jí)
4.電氣工程師要考慮各種注意事項(xiàng),在解析電力負(fù)荷分級(jí)時(shí)則考慮不同等級(jí)的負(fù)荷不應(yīng)混接于同一供電回路。注意事項(xiàng)如下:
(1)特別重要一級(jí)負(fù)荷供電的回路中嚴(yán)禁接入其它級(jí)別的負(fù)荷,普通一級(jí)負(fù)荷或二級(jí)負(fù)荷供電的回路中不應(yīng)接人其他級(jí)別的負(fù)荷。各級(jí)負(fù)荷用戶(hù)的低壓配電系統(tǒng)構(gòu)成均應(yīng)簡(jiǎn)單可靠,盡量減少配電級(jí)數(shù)。
(2)一般情況下,一級(jí)負(fù)荷設(shè)備的配電級(jí)數(shù)不應(yīng)超過(guò)三級(jí),二級(jí)負(fù)荷設(shè)備的配電級(jí)數(shù)不宜超過(guò)三級(jí),三級(jí)負(fù)荷設(shè)備的配電級(jí)數(shù)不宜超過(guò)四級(jí)。
(3)為避免發(fā)生倒送電等各類(lèi)事故,用電單位的自備電源與電力系統(tǒng)電源之間必須采取防止其并列運(yùn)行的機(jī)械連鎖或電氣連鎖的技術(shù)措施。自備電源的容量一般均可按僅滿(mǎn)足一、二級(jí)負(fù)荷的需要選取。
下面以小區(qū)居民樓為例,來(lái)說(shuō)明居民樓內(nèi)用電設(shè)備的負(fù)荷等級(jí)及要求。在高壓電輸入居民樓時(shí),必定需要變壓器來(lái)降低電壓,首先將變壓器由設(shè)備庫(kù)運(yùn)到變壓器的安裝地點(diǎn),搬運(yùn)過(guò)程中要注意交通線(xiàn)路情況,到地點(diǎn)后應(yīng)做好現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)工作。變壓器安裝可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行,如果變壓器在地下室,可采用預(yù)留孔吊裝使變壓器合格,運(yùn)輸路徑應(yīng)保證道路平整良好。在居民小區(qū)的樓內(nèi),照明,客梯,生活水泵、生活鍋爐、洗衣房中的各種用電設(shè)備等均是維持人們正常生活必不可少的用電設(shè)備。對(duì)其要求是在需要它時(shí)就能立即投入運(yùn)行。這是維持人們生活必不可少的保障型負(fù)荷。對(duì)于樓內(nèi)的消防水泵、消防電梯等保證人身安全的各種用電設(shè)備,其運(yùn)行特點(diǎn)是在正常情況下班不使用,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),指令一到就會(huì)立即投入使用。這是起到保安作用的保安型負(fù)荷。樓內(nèi)有為人們創(chuàng)造舒適的生活、工作、學(xué)習(xí)環(huán)境等的各種用電設(shè)備,如空調(diào)、風(fēng)扇等這些用電設(shè)備需要根據(jù)人們的在不同季節(jié)的需要而運(yùn)行。所以在電力負(fù)荷分級(jí)時(shí)要充分考慮不同建筑物內(nèi)用電設(shè)備的負(fù)荷等級(jí)及要求。
蓮花河水電站樞紐工程由水庫(kù)大壩、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房及升壓站等組成。大壩為漿砌塊石單曲拱壩,壩址以上集雨面積42km2,最大庫(kù)容230萬(wàn)m3,是一座以發(fā)電為主的小(Ⅰ)型水庫(kù)水電站。引水系統(tǒng)總長(zhǎng)約1365m,其中隧洞總長(zhǎng)1315m,開(kāi)挖斷面2.2m×2m,壓力明鋼管總長(zhǎng)50m,內(nèi)徑1.2m,管壁厚度從鋼管進(jìn)口的6mm(伸入洞內(nèi),為鋼筋混凝土埋管)變至8mm(水平段,為明管)。廠房面積9m×12m,內(nèi)安裝一臺(tái)1280kw水輪發(fā)電機(jī)組。為了增加發(fā)電效益,降低工程造價(jià)決定將原壩體加高6.8m(即:由原23.2m增高至現(xiàn)30m,已經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)復(fù)核),增加水電站最大發(fā)電靜水頭至82m,比原增加6.8m。同時(shí)取消隧洞末端調(diào)壓井(還未施工),使得水擊壓力又有所增加。壓力鋼管的運(yùn)行荷載較原設(shè)計(jì)發(fā)生較大變化,需要進(jìn)行強(qiáng)度復(fù)核以驗(yàn)算原設(shè)計(jì)鋼管水平直管段承載能力能否滿(mǎn)足工程的安全運(yùn)行的要求。
二、壓力明管復(fù)核方法的選定
(一)、水平直管段1、復(fù)核方法
按第四強(qiáng)度理論即形狀改變比能理論并按平面問(wèn)題計(jì)算復(fù)核壓力鋼管管壁應(yīng)力,其表達(dá)式為: 式中:、、、、分別表示焊縫系數(shù)、軸向正應(yīng)力、環(huán)向正應(yīng)力、剪應(yīng)力、相應(yīng)計(jì)算工況允許應(yīng)力(N/mm2)。
2、計(jì)算部位的選擇
根據(jù)明鋼管的受力特點(diǎn),計(jì)算鋼管直管段應(yīng)力時(shí),選取四個(gè)部位:跨中(斷面1―1)、支承環(huán)旁膜應(yīng)力區(qū)邊緣(斷面2―2)、加勁環(huán)及其旁管壁(斷面3―3)、 支承環(huán)及其旁管壁(斷面4―4),如下圖所示:
3、應(yīng)力組合。①跨中斷面應(yīng)力組合有、、, 環(huán)向應(yīng)力軸向應(yīng)力由兩部分組成,一部分由軸向力引起的軸向應(yīng)力,另一部分由管重和管中水重的法向力引起的軸向應(yīng)力。上式中:―均勻內(nèi)壓包括靜水壓力和水擊壓力;―水管半徑;―鋼管壁厚;H―計(jì)算水頭(至計(jì)算截面中心);、―分別表示管軸線(xiàn)傾角、環(huán)向任意點(diǎn)與管頂半徑的夾角;―作用在鋼管上所有的軸向力的總和;―管重和管中水重作用下的連續(xù)空心梁彎矩,以管底受拉為正。②支承環(huán)旁管壁膜應(yīng)力區(qū)邊緣,斷面應(yīng)力組合有、、、,其計(jì)算式;其環(huán)向應(yīng)力、軸向應(yīng)力計(jì)算式同上。式中:―管重和水重法向分力作用下的連續(xù)梁剪力。③加勁環(huán)及其旁管壁斷面應(yīng)力組合有、、、、、(=)。環(huán)向應(yīng)力;其軸向應(yīng)力增加一項(xiàng)局部軸向應(yīng)力;其余方向應(yīng)力同上。式中:―加勁環(huán)凈截面面積與有效截面面積的比值。④支承環(huán)及其旁管壁,斷面應(yīng)力組合有、、、、、、、(=),其中管壁應(yīng)力、、、、的計(jì)算均同③,附加應(yīng)力、。式中:―支承環(huán)橫截面上的軸力;―支承環(huán)有效截面積;―支承環(huán)橫截面上的彎矩;―支承環(huán)有效截面對(duì)重心軸的斷面矩。
(二)、進(jìn)人孔、伸縮節(jié)校核部位選擇及應(yīng)力部位
1、復(fù)核方法
采用第一強(qiáng)度理論即最大拉應(yīng)力理論。其表達(dá)式為:;為材料的允許拉應(yīng)力,為極限拉應(yīng)力,為安全系數(shù)。
2、進(jìn)人孔與伸縮節(jié)校核部位選擇及應(yīng)力(1)進(jìn)人孔。為便于鋼管的安裝、檢修,一般需在進(jìn)口和出口部位設(shè)置進(jìn)人孔,進(jìn)人孔的鋼板厚度一般與鄰近直管管壁厚度相同或略厚。因此,在復(fù)核強(qiáng)度時(shí),可只復(fù)核進(jìn)人孔蓋板周?chē)穆菟估瓘?qiáng)度是否滿(mǎn)足要求。其計(jì)算方式如下:①受力計(jì)算:作用于螺栓上的力有內(nèi)水壓力、水擊壓力和橡皮止水環(huán)安裝壓力。 ;。式中:―內(nèi)水壓力;―進(jìn)人孔蓋板內(nèi)緣直徑:―進(jìn)人孔蓋板外緣直徑;―壓強(qiáng)比,安裝壓力與的比值,取1.25。②螺栓應(yīng)力計(jì)算:。式中:―螺栓個(gè)數(shù);―每個(gè)螺栓計(jì)算面積。(2)伸縮節(jié)。由于伸縮節(jié)為單套管伸縮節(jié),計(jì)算時(shí)選取相對(duì)薄弱的壓環(huán)進(jìn)行強(qiáng)度復(fù)核,作用在壓環(huán)根部的力近似地可表示為:。式中:、―分別表示壓環(huán)法蘭螺母內(nèi)邊緣、外邊緣直徑。計(jì)算出作用力后,按偏心受壓公式:(式中:、―分別表示的彎矩、壓環(huán)抗彎截面模量),即可求得壓環(huán)內(nèi)外緣應(yīng)力。(三)、管壁厚度復(fù)核因明管僅受內(nèi)水總壓力的作用,即以?xún)?nèi)水總壓力與管壁的環(huán)向拉力相平衡,建立平衡方程。根據(jù)平衡條件,由內(nèi)水總壓力引起的管壁環(huán)向拉力為(式中―鋼管內(nèi)總水頭,―鋼管直徑,―水的比重),則管壁環(huán)向拉應(yīng)力為。根據(jù)鋼管應(yīng)力應(yīng)小于材料允許應(yīng)力的條件,即管壁厚度估算值。考慮焊縫的強(qiáng)度降低,允許應(yīng)力應(yīng)乘以焊縫系數(shù),單面焊時(shí)取0.85。此外,考慮銹蝕、磨損及鋼板厚度誤差,管壁厚度再加上2mm,即。
三、作用在鋼管上的荷載分析
根據(jù)本工程實(shí)際運(yùn)行條件,作用在壓力明管上的計(jì)算荷載按作用力方向可分為徑向荷載、垂直管軸向荷載、平行管軸向荷載。其中徑向荷載主要為內(nèi)水壓力;垂直管軸向荷載有鋼管自重和管內(nèi)水重分力;平行管軸向荷載有伸縮節(jié)端部的內(nèi)水壓力、彎管上的內(nèi)水壓力及離心力、漸縮管上的內(nèi)水壓力、鋼管結(jié)構(gòu)自重分力、關(guān)閉閥門(mén)及悶頭上的力、溫度作用力等。
計(jì)算出各種荷載標(biāo)準(zhǔn)值后乘以相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)即為設(shè)計(jì)荷載值。以上除水擊壓力外,其它荷載均可直接求得,因此只簡(jiǎn)要分析管道內(nèi)的水擊壓力計(jì)算方法進(jìn)行。(1)首先確定水擊波傳播的速度。
水擊波的傳播速度與管壁材料、厚度、管徑以及水的彈性模量等有關(guān)。其傳播速度可表示為: 式中:―聲波在水中的傳播速度,取1435m/s;―水的體積彈性模量,取2.1×103MPa;―表示管道半徑;―管道的抗力系數(shù)。 根據(jù)以上公式可以求出不同介質(zhì)中的水擊傳播速度,則在管道中的平均波速。式中:、分別表示同種管道長(zhǎng)度、串聯(lián)后管道總長(zhǎng)。(2)確定水擊形式。水擊的產(chǎn)生形式有直接水擊和間接水擊。間接水擊是指當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉過(guò)程結(jié)束前,水庫(kù)異號(hào)反射回的降壓波已到達(dá)閥門(mén)外,即,這種水擊稱(chēng)為間接水擊。第一相水擊按下式計(jì)算:。式中:、-管道特性系數(shù),,,經(jīng)計(jì)算,本工程不發(fā)生第一相水擊。 (3)水擊計(jì)算。按以下公式計(jì)算極限水擊:,若產(chǎn)生的水擊為末相水擊(極限水擊),則按下式計(jì)算水擊增加值: ,則,,式中字母意義同上。
【關(guān)鍵詞】“營(yíng)改增”;電力企業(yè);稅負(fù)
過(guò)去我國(guó)營(yíng)業(yè)稅和增值稅的征收是并行的,而由于企業(yè)經(jīng)營(yíng)的多元化和復(fù)雜化,加上企業(yè)內(nèi)部經(jīng)營(yíng)環(huán)節(jié)眾多,營(yíng)業(yè)稅扣稅鏈條不完整,造成企業(yè)營(yíng)業(yè)稅和增值稅計(jì)稅復(fù)雜,以及重復(fù)征稅的問(wèn)題,不利于稅制的完善,不利于市場(chǎng)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為了促進(jìn)我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展,我國(guó)對(duì)稅法進(jìn)行了改革,將營(yíng)業(yè)稅的征收改為增值稅。最早營(yíng)增改的試點(diǎn)是上海地區(qū),在交通運(yùn)輸業(yè)和一些服務(wù)行業(yè)中開(kāi)始,隨著營(yíng)增改范圍的擴(kuò)大,電力企業(yè)也實(shí)行了營(yíng)增改。
一、“營(yíng)改增”的含義和意義
“營(yíng)改增”的含義就是取消對(duì)企業(yè)應(yīng)繳納的營(yíng)業(yè)稅應(yīng)稅項(xiàng)目的征收,改成對(duì)企業(yè)所提供的服務(wù)或者企業(yè)所銷(xiāo)售的商品的增值部分即增值稅應(yīng)稅項(xiàng)目進(jìn)行征收。
“營(yíng)改增”的推行成為必然趨勢(shì)。首先,“營(yíng)改增”的稅制改革解決了重復(fù)征收的問(wèn)題,減輕了企業(yè)的稅務(wù)負(fù)擔(dān),有利于企業(yè)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式,使社會(huì)分工更加合理有序。其次,“營(yíng)改增”使稅務(wù)制度不斷完善,更加合理,稅務(wù)制度的合理有利于激發(fā)企業(yè)生產(chǎn)的積極性,促進(jìn)我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,有利于我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
二、“營(yíng)改增”對(duì)電力企業(yè)稅負(fù)的影響
1.電力企業(yè)稅負(fù)原狀
依據(jù)國(guó)家對(duì)征稅范圍的規(guī)定,電力企業(yè)有征收屬于增值稅范圍的繳納增值稅,有屬于營(yíng)業(yè)稅納稅人的繳納營(yíng)業(yè)稅,還有混合經(jīng)營(yíng)的電力企業(yè),需要同時(shí)繳納屬于增值稅的部分和屬于營(yíng)業(yè)稅的部分。繳納增值稅的電力企業(yè)主要有電力生產(chǎn)、銷(xiāo)售以及電力設(shè)備的生產(chǎn)和銷(xiāo)售企業(yè)。繳納營(yíng)業(yè)稅的電力企業(yè)主要有電力科研所、設(shè)備院、輸變電建設(shè)企業(yè)以及電力建設(shè)公司等。同時(shí)繳納增值稅部分和營(yíng)業(yè)稅部分的電力企業(yè),主要是多元化經(jīng)營(yíng)的企業(yè),屬于營(yíng)業(yè)稅納稅范圍的繳納營(yíng)業(yè)稅,屬于增值稅繳納范圍的部分繳納增值稅。需要繳納增值稅的電力企業(yè),不是所有的進(jìn)項(xiàng)稅額都能夠抵扣。進(jìn)項(xiàng)稅額的抵扣有一定的范圍,需要有增值稅專(zhuān)用發(fā)票。繳納營(yíng)業(yè)稅的電力企業(yè),在外購(gòu)資源時(shí)繳納的稅額不能抵扣,企業(yè)獲得的銷(xiāo)售、服務(wù)等收入作為營(yíng)業(yè)額需要全部交稅,企業(yè)的成本提高,降低了盈利的能力。推行營(yíng)業(yè)稅改增值稅,電力企業(yè)中原本需要繳納營(yíng)業(yè)稅的企業(yè),全部變?yōu)槔U納增值稅,進(jìn)項(xiàng)稅額能夠得到抵扣,有效避免了重復(fù)征稅,能夠降低電力企業(yè)的稅負(fù)。電力企業(yè)可以進(jìn)一步擴(kuò)大投資,更新企業(yè)機(jī)器設(shè)備,促進(jìn)企業(yè)資源的合理配置。
2.對(duì)電力企業(yè)稅負(fù)影響
電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)“營(yíng)改增”,繳納增值稅,可以抵扣進(jìn)項(xiàng)稅額,避免重復(fù)征稅,降低企業(yè)的稅負(fù)。我國(guó)從2014年開(kāi)始,物流輔助、文化創(chuàng)意、設(shè)計(jì)等行業(yè)實(shí)現(xiàn)了“營(yíng)改增”,企業(yè)在外購(gòu)資源中,通過(guò)專(zhuān)業(yè)的增值稅發(fā)票,能夠抵扣機(jī)器設(shè)備、原材料等進(jìn)項(xiàng)稅額,降低了企業(yè)的采購(gòu)成本。企業(yè)的采購(gòu)成本降低,更新設(shè)備的積極性相對(duì)提高,可以充分利用更多的資金擴(kuò)大企業(yè)投資,促進(jìn)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng),通過(guò)資源的優(yōu)化配置,提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。電力企業(yè)實(shí)行“營(yíng)改增”之后,各個(gè)環(huán)節(jié)的增值稅都能夠被抵扣,并且與服務(wù)環(huán)節(jié)相脫離,促進(jìn)電力企業(yè)的分工合作,使內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化,同時(shí)有利于電力企業(yè)新技術(shù)新能源的融合,促進(jìn)電力企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。“營(yíng)改增”有一定的范圍,不是所有的企業(yè)都實(shí)行這種稅制改革,電力企業(yè)采購(gòu)資源時(shí),供給方不是增值稅的納稅人,便沒(méi)有增值稅專(zhuān)用發(fā)票來(lái)抵扣。
三、“營(yíng)改增”后電力企業(yè)的改善措施
1.重視管理資源采購(gòu)
實(shí)現(xiàn)“營(yíng)改增”之后,對(duì)于進(jìn)項(xiàng)稅額的抵扣,需要電力企業(yè)做好資源采購(gòu)的管理工作。采購(gòu)的資源關(guān)系著進(jìn)行稅額抵扣的多少以及是否能夠進(jìn)行抵扣。如果不能抵扣,重復(fù)征稅,加重電力企業(yè)的納稅負(fù)擔(dān),企業(yè)的成本也會(huì)增加。電力企業(yè)要做好外購(gòu)資源的計(jì)劃,根據(jù)企業(yè)的具體需求,確定企業(yè)的采購(gòu)計(jì)劃模式,比如以產(chǎn)定購(gòu)、以銷(xiāo)定購(gòu)等。對(duì)采購(gòu)的稅金進(jìn)行估計(jì),確定采購(gòu)的計(jì)劃,靈活制定采購(gòu)任務(wù)。對(duì)采購(gòu)訂單分類(lèi)管理,依據(jù)外購(gòu)資源的需要,選擇合適的供應(yīng)商,對(duì)訂單從確認(rèn)到入庫(kù),進(jìn)行全程管理,做好外購(gòu)資源的監(jiān)控和貨物的檢驗(yàn)。對(duì)于準(zhǔn)許抵扣的進(jìn)項(xiàng)稅稅額相關(guān)的增值稅發(fā)票,需要由供應(yīng)商提供,進(jìn)口外購(gòu)資源需要海關(guān)進(jìn)口增值稅專(zhuān)用繳款書(shū)。農(nóng)產(chǎn)品需要注明買(mǎi)價(jià)。
2.重視運(yùn)營(yíng)管理
電力企業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要組成部分,需要重視整體的運(yùn)營(yíng)管理,做好電力產(chǎn)品和服務(wù)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和評(píng)價(jià),應(yīng)對(duì)“營(yíng)改增”的稅制改革,促進(jìn)電力企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。現(xiàn)代企業(yè)的運(yùn)營(yíng)管理不僅僅包括生產(chǎn)過(guò)程,而且包括系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和戰(zhàn)略的制定等。電力企業(yè)需要重視整體的運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略管理,將電力企業(yè)的采購(gòu)供應(yīng)、開(kāi)發(fā)、服務(wù)、設(shè)計(jì)、售后等作為完整的價(jià)值鏈環(huán)節(jié),重視企業(yè)的集成管理,創(chuàng)造電力企業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù),提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
總之,“營(yíng)改增”的主要目的是合理征稅,減輕企業(yè)的稅收負(fù)擔(dān),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,其關(guān)系到國(guó)家和企業(yè)的利益,電力企業(yè)也不例外。電力企業(yè)應(yīng)該有積極應(yīng)對(duì)的意識(shí),重視資源采購(gòu)管理、整體運(yùn)營(yíng)管理和稅率的組合籌劃,降低企業(yè)稅負(fù),保證企業(yè)的利益。
參考文獻(xiàn):