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基于运行数据的负荷同时率分析 负荷同时率是能源负荷的特征之一，也是电气系统负荷规划过程中的重要参数。 负荷同时率是小于等于1的正数, 其大小受负荷构成、电网的地理分布、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。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它的使用价值和地位。 近10年来, 随着计算机监控系统的普及, 监控系统为负荷同时率的计算分析提供了比较接近实际的基础数据。使全系统有了同时采集运行数据的工具, 在数据记录的准确性和同时性上, 是过去靠人工看表手记数据所不可比拟的, 由此分析得到的负荷同时率, 提高了可信度和实用价值。 本文根据上海电力公司编纂的《上海电网2002年负荷实测数据汇总》 (以下称《汇总》) 中的运行数据, 计算分析上海电力系统负荷的同时率值。 1 2年系统负荷分布 2002年上海电力系统35 kV、110 kV变电站有851座, 容量21 750 MVA。其中电力公司所属公用变电站有445座, 容量15 800 MVA, 占全部容量的73%;用户自备变电站406座, 容量5 950 MVA, 这说明公用电网的负荷起主导作用。 2002年8月23日是当年上海电力系统最大负荷日, 13点20分全系统最高负荷为12 350 MW, 与2001年比较增长了11%。2002年除受气温影响出现极端最高负荷的两天有短时限电外, 无长时间大幅度拉闸限电, 是发电、供电、用电比较平稳的一年。《汇总》中列出了2002年8月23日416座35 kV和110 kV公用变电站895台变压器24 h实测的负荷数据。本文采集了负荷比较大的337座变电站中738台变压器的实测数据进行分析计算, 涉及站数为公用变电站总数的76%, 是《汇总》中列出站数的81%。计算分析中涉及到220 kV变电站46座, 占到全系统220 kV变电站的80.7%。 在2002年系统最大负荷12 350 MW中, 扣除厂用负荷5.5%、高压网损3.5%和钢铁、石油、化工等大用户负荷合计约2 300 MW的负荷后, 系统的中小负荷约8 938 MW, 其中计算范围的337座变电站的最大综合负荷为7 845 MW, 占87.7%。 上述数据说明, 用以分析的变电站数和负荷比重较大, 基础数据具有较大的覆盖面和较高的可信度。 为了便于分析, 将计算范围内的337座变电站按三个供电局的管辖范围划分成市东区、市南区、市区北、市区南四个大区。四个大区的负荷比重 (不包括上述大用户) 分别为21.9%、29.5%、18.8%、29.8%。 2 负荷同时率的构成 由于《汇总》中无380 V电压等级的负荷实测数据, 此次针对35 kV变电站10 kV负荷的同时率、220 kV变电站35 kV负荷的同时率、各大区中220 kV负荷的同时率和整个系统中各大区间负荷同时率进行分析。上海电力系统最大负荷同时率计算示意图如图1所示。 图1中,P0为35 kV变电站10 kV侧一台变压器的最大负荷; ∑P0为一座35 kV变电站10 kV侧的最大负荷之和; P1为一座35 kV变电站的综合最大负荷; ∑P1为一座220 kV变电站所供35 kV变电站的最大负荷之和; P2为一座220 kV变电站所供35 kV变电站的最大综合负荷; ∑P2为大区中各220 kV变电站的最大负荷之和; P3为大区中各220 kV变电站的最大综合负荷; ∑P3为各大区的最大负荷之和; P4为各大区的综合负荷, 全系统负荷。 负荷同时率可分为以下4级。 1) 35 kV变电站35kV侧对10 kV的负荷同时率T1为P1/∑P0。 2) 220 kV变电站对35kV变电站的负荷同时率T2为P2/∑P1。 3) 大区内各220kV变电站的负荷同时率T3为P3/∑P2。 4) 各大区间的负荷同时率T4为P4/∑P3。从10 kV起, 层层分析, 进行同级24 h负荷值相加, 求出最大值和综合值得到各级负荷同时率。 3 最大负荷同时率 上海电力系统各级负荷同时率计算结果见表1。 根据表1的计算结果, 可计算得到上海电力系统最大综合负荷同时率T=T1T2T3T4=91.4%。 1) 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。如果计及380 V负荷的同时率T0, 参考表1中数据,T0可取0.96, 最大综合负荷同时率T再乘T0, 则降到0.88。 2) 上述分析表明, 上海电力系统的最大负荷同时率, 不是习惯概念中的数值, 而是实际值更大。如大区间的负荷同时率, 一般习惯采用0.95, 而实际值接近0.99;又如全区最大综合负荷对10 kV最大负荷之和的负