负荷波动率.docx

负荷分析上的一个新概念负荷波动率 河北省元氏县电力局 牛治文 一、现行负荷率的计算方法及存在的问题1、负荷率的定义及计算方法是： 日负荷率= 其中：日平均负荷日用电量日供电时间。日最大负荷是指本日供电时间内出现的最大负荷；但由于变电站采用定点抄表；为便于计算，不少地方规定以上午l 0时或下午8时高峰时的最大负荷为日最大负荷。 日平均日负荷率 2、按以上所规定的方法来计算负荷率，能反映出平均负荷与最大负荷的比值，进而提供最大负荷情况，为发供电部门确定潮流分布提供资料。但负荷率法在实际应用中存在以下问题： (1)不同的变化负荷所标出的负荷率可能相同，因而负荷率不能确切反映出负荷的变化情况。例如图所示二个变化负荷，分别对其计算。 通过计算看出，虽然二个负荷变化情况大不相间，但负荷率数值相同。可见用这样的负荷率来衡量供用电情况是不能全面说明问题的。 (2)现行负荷率计算中，只反映了平均负荷率与最大负荷率的关系，而没有反映出对运行有很大意义的低谷负荷情况；只反映了最大负荷的数值，而没有反映出最大负荷出现的时间长短；只反映了负荷的集中程度(由平均负荷反映出来)，而没有反映负荷的分散程度。因此负荷率不可能全面地准确地反映出负荷变化的情况，也不能合理地对供用电情况进行衡量和考核。 （3）在进行负荷计算时，若按定点抄表的规定以上午10时或下午8时高峰时的最大负荷为日最大负荷，这样计算虽然简易，也能起到削峰填谷的作用，但计算结果并不能反映出供用电情况的好坏。如果上午10时或下午8时这两个钟点的负荷并不大，而最大负荷出现在非定点抄表的钟点上，所算负荷率可能很高，但供用电情况并不一定好；更有甚者，按这种规定，所标出的负荷率可能大于100，而负荷率大于100是无任何物理义的，也达不到负荷率统计的目的。 负荷率存在上述问题，满足不了我们现在进行负荷分析的要求，因此应当寻求更能全面地科学地反映负荷情况的物理量。二、负菏波动率的定义 我们寻求新概念的目的主要是为了衡量考核供用电情况的好坏，也即想通过一个最简明的数字来反映负荷的变化情况。既然要反映负荷的变化，理所当然的应该借助反映负荷变化情况的最基本的参数。从概率统计学中知道，反映负荷这个随机变量最基本的数字特征是负荷的均值 ，及负荷的标准差s。这样，新的概念就应建立在负荷的均值和标准差这两个参数上。 负荷的均值 反映了负荷的集中程度，负荷的标准差s反映了负荷的分散程度，而负荷标准差与均值之比 则反映出负荷分散程度的相对大小。这个比值在概率统计中称为变异系数。 由于变异系数 把负荷的两个数字特征汇于一体，综合反映了负荷的变化情况，因此用它来反映供用电情况的好坏应当是既简明又全面的。 由此，我们建立起了一个新的概念，定义：负荷的标准差与负荷的均值之比为负荷波动率。通常情况下，我们用百分数表示，即： f 100三、负荷波动率的特点与用途 1按照负荷波动率的定义，可知： 在供用电时间内，若负荷恒定，s0，则负荷波动率f0。 当负荷分散程度越大，标准差s越大，因而负荷波动率f也就越大。就是说负荷波动率越大，说明负荷波动性越大，供用电也越不好；负荷波动率越小，说明负荷越平稳，供用电情况越好。显然负荷波动率这个名词本身与它反映的实际问题是直观的一致的。 对于一般负荷来讲，其标准差s小于均值 ，尤其整个变电站的电力负荷，它一般具有正态分布的特点，其标准差s必小于均值 ，所以负荷波动率一般是界于0和100% 之间的数，即0f100。2负荷波动率也可解释为：单位平均负荷时的负荷分散程度。因此，负荷波动率不表示负荷波动或分散程度的绝对情况，所表明的是负荷波动或分散程度的相对情况。达点正是我们日常工作所需要的。比如：甲站平均负荷为1000KW，负荷标搓差为100KW，乙站平均负荷为5000KW，负荷标准差也为100KW，从负荷波动的绝对数值来看，二者相似，但我们绝不认为两站供用电情况一样好。若用负荷波动率表示，甲站负荷波动率为100l000l0，乙站负荷波动率为10050002，显然这与我们经验上认为乙站供用电情况好是一致的。由此也可看出，采用负荷波动率这一概率，使得负荷波动有了可比性，不同变电站的负荷变动情况更便于比较，从而为供用电情况的考核创造了条件。 3不同的变化负荷，其数字特征 、s不同，由此计算出的负荷波动率f也不同。负荷波动率与变化负荷之间建立起了一一对应的关系，因而就更能确切地反映负荷的变化情况。二种负荷的负荷波动率不同，表明它们的供用电情况不同，图1(a)负荷波动小，图1（b）负荷波动大。而用现行的负荷率概念来考虑，因二种情况负荷率相同，就不能判断出哪种供用电情况好些。 4负荷波动率计算过程中，不仅考虑了负荷的集中程度，也考虑了负荷的分散程度；不仅考虑了各种负荷数值的大小，也考虑了各种负荷出现的概率；不仅考虑了最大负荷，也考虑了低谷时的最小负荷。这都是由于计算时采用了标准差s和均值 ，而标准差s是根据负荷的概率分布，用数理统计的方法求出的。所以负荷波动率较全面地反映了负荷的变化情况。 5、采用负荷波动率同样能为发供电部门提供潮流分布资料。 若已知负荷波动率及供电量，应用公式sf ，就可以算出负荷的标准差s，然后应用概率统计方法可进一步求出最大负荷、最小负荷，及各种负荷的分布情况，可见由于采用负荷波动率，能为我们提供的资料更多了，这对上一级供电部门分忻判断下一级供电部门的供电情况显得更加方便。 6、采用负荷波动率同样能起到控制高峰负荷的作用。如果所算负荷波动率大，就应当削峰填谷，而高峰一般是出现在上午l 0时及下午8时左右，因此削蜂的对象主要是控制这两个时段的负荷。当然高峰和低谷时间不是绝对的，只要负荷波动率大，高峰出现在何时采取措施加以控制。如麦收时节白天负荷被控制，一般不大，到夜间设备全部投入运行，负荷很大，结果低谷变成了高峰，为了使整个供用电系统发挥最大效益，这时就应该控制晚上出现的高峰。又比如：农电负荷中特大负荷使并不多(由于没有大设备)，而特低负荷很易出现(如下雨后或夜间变压器基本空载)，这种情况下所计算出的负荷率一定低，看不出问题，而计算出的负荷波动率是高的，说明供用情况不好，从而采取对策，提高低谷时的负荷。 7、负荷波动率定义及计算公式不仅适用于求日负荷波动率，也适用于求月负荷波动率，计算不同时段的负荷波动率，只要采用不同时段的 值即可。 8、如果一个变电站白天、晚上所分配的指标差异很大，或者白天拉路限电严重，晚上基本不限电，这种运行方式对整个电力系统来说不是经济的，但在电力紧张的情况下，不得不采取这种措施。在这种情况下不管计算全天的负荷率或是计算负荷波动率，所得结果都是不正确的，所算出的数值都没有实际意义。因此在此情况下，我们应分别计算出白天和晚上的负荷波动率，分别考核。 9、利用 、s和f可以综合衡量或考核供用电情况的好坏。 一般利用负荷的均值 与所分配的电力指标进行比较，看是否超指标用电，用负荷波动率f来衡量负荷的波动大小。 在不超指标用电的情况下，负荷波动率越小，表明供电情况越好。四、负荷波动率的计自算首先求出计算时段内的均值 和标准差s，然后利用公式f 100即可求出负荷波动率。计算负荷值大体有二种方法： 1、 根据电量求： 这种方法计算简单，所算结果准确，是最常用的方法。 按照负荷记录，直接由电子计算器便可计算出 。由于变电站每天的负荷记录有限，因此在求日负荷均值时采用的是小样本，当然在求月负荷均值时就可采用大样本。根据样本求出的负荷均值或多或少存在些误差。 按照负荷记录，直接由电子计算器便可求出s。如果求出的是样本的标准差，还要用点估计的方法推断出母体的标准差来。在求日负荷标准差时一般采用小样本，在求月负荷标准差时就可以采用大样本。 我们看到，在计算 、s时一般要做统计计算，现在电子计算器已相当普及，用电子计算器做统计计算是相当简单的事情，因此负荷波动率的计算并不复杂。需要引起我们注意倒是应加强原始资料的收集工作，尽量搞齐抄全负荷记录，因为所取得的样本越多，所计算结果越准确。五、应 用 举 例 1元氏变电站82年7月26日日负荷波动率计算。变电站原始记录资料如表一： 2元氏变电站82年7月下旬日负荷波动率比较及旬平均日负荷波动率：原始记录及计算结果如表2，为便于比较，表2中同时列出负荷率计算结果。从表2计算结果来看，按日负荷