第33卷第19期电网技术V ol. 33 No. 19 2009年11月Power System Technology Nov. 2009 文章编号：1000-3673（2009）19-0072-07 中图分类号：F407.2 文献标志码：A 学科代码：790·625
电力市场中用户基本负荷计算方法与
需求响应性能评价
赵鸿图1，朱治中2，于尔铿3
（1．河南理工大学计算机科学与技术学院，河南省焦作市 454000；
2．埃森哲公司，北京市朝阳区 100020；3．中国电力科学研究院，北京市海淀区 100192）
Demand Response Performance Evaluation and Basic Load Calculation Method for
Customers in Electricity Market Environment
ZHAO Hong-tu1，ZHU Zhi-zhong2，YU Er-keng3
（1．School of Computer Science and Technology，Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454000，Henan Province，China；
2．Accenture Company，Chaoyang District，Beijing 100020，China；
3．China Electric Power Research Institute，Haidian District，Beijing 100192，China）
ABSTRACT: The principle and method to calculate customers’ basic loads are analyzed. It is pointed out that the principle for data selection, the calculation method and the weather adjustment factor are three main factors in the calculation of customers’ basic loads; two method to evaluate customer response performance, i.e., the absolute value method and relative indices, are analyzed and it also pointed out that the importance grades of customer response performances can be subdivided by the data of customer response performance; the method to penalize customers or give them compensation according to their response performances is researched. The practice results of PJM, California ISO, New York ISO and New England ISO in calculating customer basic load and proceeds from customer response show that the historical data and calculation methods for different regions, various environments and different schemes are dissimilar. Results of this research are available for reference in the establishment of demand response market in China.
KEY WORDS: electricity market；demand response；customer basic load；demand response performance
摘要：讨论了用户基本负荷的计算原则与方法，指出数据选择原则、计算方法与气象修正因子是计算用户基本负荷的3要素；分析了2种评价用户响应性能的方法，即绝对值法与相对指标法，指出可按用户响应性能数值细分用户响应的重要性等级；探讨了按用户的响应性能对用户进行补偿或处罚的方法。美国PJM、California ISO、New York ISO和New England ISO等在计算用户基本负荷与用户响应收益方面的实践结果表明：不同地区、不同环境、不同方案所使用的历史数据及计算方法不同。这对我国建立需求响应市场具有借鉴作用。
关键词：电力市场；需求响应；用户基本负荷；需求响应性能
0 引言
在电力市场中，实施需求响应的目的是通过价格机制与激励手段促使用户改变用电行为，增加电力市场的价格弹性，从而减少高峰电力负荷与市场成员操纵市场的几率，降低价格波动风险与系统整体成本，增加系统安全可靠性，提高市场经济效率，促进环境与社会的可持续发展[1-3]。这是用户、系统与社会等多方共赢的目标。实现这一目标的关键是按什么方式给用户激励以及给用户多少激励才能充分激起用户实施需求响应。目前对需求响应的研究大多集中在需求响应的作用[4-5]、电价机制[6-7]、需求侧管理风险[8]、可中断负荷合同模型[9-10]等方面。实际上，根据用户在事故期间的需求响应状况，即用户响应性能(demand response performance，DRP)，实施激励便是鼓励与引导用户主动卖出其响应资源的重要策略。其中公平合理的性能评价与量化规则是维持与发展需求侧响应资源的重要环节。常用的量化用户响应性能的方法是把其定义为用户表记录的实际用电量与其基本负荷的差额。用户
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基本负荷(customer baseline load，CBL)是指用户在事故期间不实施需求响应的情况下，每小时可能消耗的负荷，这是对未发生情况的一个估计值。有了这个估计值，就可以计算用户在事故期间的负荷削减量，进而评价用户的响应性能，并依此对用户进行奖惩，激励用户合理规划电力需求、主动进行需求响应，从而减少系统峰荷值，促进电力系统的安全可靠运行。因此，用户基本负荷的计算是基础，用户需求响应性能评价是桥梁，而对用户的经济补偿是诱导手段。用户响应性能反映用户的响应意愿与响应能力，是独立系统运行者(independent system operator，ISO)评价需求响应资源可靠性的重要指标。
本文将讨论用户基本负荷的计算原则和方法，分析用户响应性能的评价方法，并对用户的经济补偿算法进行讨论。通过对美国PJM及California ISO、New York ISO和New England ISO等所用算法进行比较分析，指出可按用户响应性能数值细分用户响应的重要性等级。
1 用户基本负荷的计算原则与方法
1.1 用户基本负荷的计算目的与原则
计算用户基本负荷的目的是在事故期间为用户的需求响应性能提供公平评价的基础，给用户以经济激励或处罚，促使更多的用户实施需求响应，为资源规划、方案规划和经济效益合算提供依据，最终实现电力系统经济可靠运行。
用户基本负荷计算的原则[11-12]是公平合理、准确简明、数据典型、最小化投机机会、最大化需求响应收益。公平合理是指制定计算规则时要考虑负荷类型(负荷规模、负荷时间等)，并保障需求响应资源买卖双方的利益；准确简明是指计算出的用户基本负荷要尽量减少偏差，同时易于管理者与用户理解和使用；数据典型是指所选择的历史数据要与所估算用户的基本负荷强相关；最小化用户的投机机会是指计算规则要具有抑制用户投机行为(人为地抬高基本负荷获得超额激励的行为)的功能，使用户无机会投机或使其投机行为得不偿失；最大化需求响应的收益是指规则要能起到聚拢并高效利用需求侧资源的作用。
1.2 用户基本负荷的计算方法
1.2.1 用户基本负荷计算方法的3要素
用户基本负荷的计算按负荷类型分为能量基本负荷计算与容量基本负荷计算；按时间分为日前基本负荷计算与实时基本负荷计算等[13]。不同类型的计算方法一般不同，美国不同ISO计算用户基本负荷的方法存在差别，但这些方法基本上都包括3个要素：数据选择原则、计算方法和修正算法。数据选择原则决定选择哪些数据参与基本负荷的估算；计算方法是对参与运算的数据采用何种运算，常用的有求历史典型日负荷平均值法与基于制冷度日(cooling degree days，CDD)的回归法；修正算法是对特殊情况产生的影响进行计算，一般按事故前若干小时的负荷对基本负荷进行修正，常用的有乘法因子修正法和加法因子修正法。
1.2.2 美国PJM用户基本负荷的计算方法
在PJM的需求响应方案中，用户基本负荷的计算方法按其基本负荷是否超过100kW，是在工作日还是在周末分4种，且每种方法都计及气象调整因子[14]对结果的影响。
1）不小于100kW的工作日用户基本负荷的计算。计算步骤分3步：①从事故发生前2d向前选择对应事故时段10d的历史负荷。历史负荷要不包括周末、节假日、事故日及那些对应事故时段的平均用电量小于10d相应时段的总平均用电量75%的日子。从事故发生的前2d开始选择是为了避开事故前1d用户可能的投机行为。②从10d中再选择对应事故时段的总用电量最大的5d，这是为了避免低估基本负荷。③对所选择的5d历史数据计算事故时段每h的负荷平均值，即用户在事故时段的基本负荷。
2）不小于100kW的周末用户基本负荷的计算。计算步骤分3步：①选择最近3个类似的周末日，不排除节假日与事故日；②从3d中选择平均用电量较大的2d作为计算基本负荷的典型日；③在周末事故期间每h的基本负荷就是2个典型日对应该小时的用电量的平均值。
3）气象调整因子的计算。气象调整因子是考虑天气变化对负荷的影响。工作日与周末的气象调整因子的计算类似，分3步：①计算事故发生前2h 的平均用电量与所选的典型日对应该时段的总平均用电量，选择事故前2h是考虑到此时的负荷最接近于事故时的负荷，且用户进行投机的可能性较小；②上述2个平均值的比值为气象调整因子，为了防止此值过大或过小，一般对其范围限定为0.8~1.2；③经气象因子调整后，事故期间每h的用
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户基本负荷等于该小时调整前的用户基本负荷与
调整因子的乘积。
考虑到有些负荷对天气不敏感，所以美国PJM
有3种供用户选择的方式：不计算气象调整因子、计
算气象调整因子以及按一定概率计算气象调整因子。
4）用户基本负荷小于100kW的计算。对于用
电量小于100kW的居民或商业用户，可以把其可
削减负荷交给负荷服务实体或需求响应资源提供
商，由他们代理用户在某个站点参与需求响应资源
大众市场。采用这种方式，用户可以不用安装费用
昂贵的高级计量表，只需在其可削减负荷(加热器、
空调器等)设备上直接安装负荷控制设备。为了可靠
估计这些用户的基本负荷，一般采用统计方法抽取
部分用户作为代表。抽取原则如下：对每个定价区
域，根据初步估计的可削减负荷值，把其中的站点
分为数量相等的3类，并在每一类中采样相等数量
的站点。采样站点数决定于每个定价区域中的站点
总数。采样数量与站点数的关系如表1所示。
表1采样数量与站点数的关系
Tab. 1The relationship between sampling size and sites
定价区域内的站点数[25,
100]
(100,
500)
(500,
1 000)
(1 000,
10 000)
(10 000,
∞)
采样点数25 [25, 41] [41, 56] [56, 236] 236 得到了采样数据后，采用1.2.2的计算方法就可计算出用户基本负荷的平均值与气象调整因子。
这种方法虽然节省了用户安装高级计量表的投资，但估算的用户基本负荷有一定的误差。随着高级计量表成本的降低，一般用户都能负担起高级计量表的安装费用。安装了高级计量表后，可针对每个用户较精确地计算用户基本负荷。
1.2.3 California ISO用户基本负荷的计算方法
加州用户能量基本负荷的计算与PJM不太一样，数据的选择是从事故发生日向前选择，不剔除最小负荷日，且计算修正因子所用数据是预约通知(reservation notification)前3h的负荷，但基本负荷的计算仍采用简单平均法，并用乘法修正基本负荷。具体计算步骤[15]如下：
1）选择数据。从事故发生日开始向前选择10d，剔除事故日、最高负荷日与最低负荷日，以剩余日的负荷为用户基本负荷的计算数据。
2）计算未修正的用户基本负荷。对所选择的数据计算事故期间每h的负荷平均值，即用户未修正的基本负荷。
3）计算基本负荷修正因子。预约通知前3h的负荷平均值，其值与过去10d对应时段总负荷平均值的比值为基本负荷修正因子。如果预约通知日是负荷削减日或非工作日，则前一日对应时段的负荷数据被用来计算负荷修正因子，用户的基本负荷等于未修正的用户基本负荷乘以修正因子。
1.2.4 New York ISO用户基本负荷的计算方法
New York ISO用户基本负荷的计算按需求响应类型分3种[16-17]：能量CBL的计算、容量CBL 的计算和实时CBL的计算。能量CBL计算针对的需求响应方案有紧急需求响应方案(emergency demand response program，EDRP)、日前需求响应方案(day ahead demand response program，DADRP)；容量CBL计算针对的需求响应方案是装机容量特殊情况资源(ICAP special case resources，ICAPSCR)方案；实时CBL计算针对的需求响应方案是需求侧辅助服务方案(demand side ancillary service program，DSASP)。
New York ISO与PJM对能量基本负荷的计算都分为工作日与周末2种，计算方法都是简单平均法，且均采用乘法对基本负荷进行修正，但两者在选择数据时日负荷的阈值标准不同，计算气象调整因子选择数据的方式也不同。
1）工作日用户基本负荷的计算方法。New York ISO用户基本负荷的计算方法与PJM不小于100kW 的工作日用户基本负荷的计算方法基本相同，唯一的区别是在选择10d历史数据时日负荷的阈值标准不同，New York ISO的标准是25%，而PJM的标准是75%。
2）周末用户基本负荷的计算方法。New York ISO周末用户基本负荷的计算方法与PJM不小于100kW的周末用户基本负荷的计算方法相同。
3）气象调整因子的计算方法。对1）、2）中所选择的负荷日，计算事故前第3、4h总负荷的平均值以及距事故发生前第3、4h的负荷平均值，二者的比值即为气象调整因子。用气象因子乘以1）、2）计算得到的用户基本负荷即为修正后的用户基本负荷。
4）容量用户基本负荷的计算。在事故发生的前一年同一季节(夏季或冬季)选择4个最高的用户需求值，将其平均值作为容量基本负荷。
5）实时用户基本负荷的计算。把实时调度前
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1h的实际负荷作为实时用户基本负荷。
1.2.5 New England ISO用户基本负荷的计算方法
New England ISO计算用户基本负荷的方法与其它ISO不一样，历史数据选择为过去5d的负荷，计算方法采用加权平均法，且采用加法修正基本负荷。具体计算步骤[18-19]如下：
1）选择数据。从事故发生日向前选择5d，在选择时跳过节假日、事故日与周末等。
2）计算5d对应事故时段及事故前2h期间内每小时的负荷平均值，并将其作为初始基本负荷，将此基本负荷的90%加上事故时负荷值的10%作为新基本负荷，其中初始基本负荷的比重较大是为了遏制用户的投机行为。
3）对应于事故前2h的新基本负荷的平均值减去事故前2h的用户实际负荷的平均值即为用户基本负荷修正因子，修正因子加上新基本负荷就是修正后的用户基本负荷。若修正因子为负，则其值为0。
2 需求响应性能的评价原则与方法
2.1 需求响应性能的评价原则
需求响应性能的评价原则与用户基本负荷的计算原则基本相同，这是因为前者是建立在后者基础上的。需求响应性能是对用户响应效果的最终评价，也是ISO给予用户经济激励或惩罚的依据。因此需求响应性能的计算一定要公平合理，以激励用户的响应行为，实现需求响应效益的最大化。
2.2 需求响应性能的评价方法
需求响应性能的计算方法有绝对计算法(负荷削减量法)与相对指标法。
1）绝对计算法。负荷削减量等于用户基本负荷减去用户实际负荷。负荷削减量越大，响应性能越好。
对于只有发电机组的用户，其在事故期间比平时增加的出力相当于负荷削减量。对于既有负荷削减、又有发电机组的情况，其负荷削减性能是2种方式的性能之和。
2）相对指标法。该方法是建立在基本负荷计算基础上的。为方便比较规模或类型不同的用户响应性能，有2种性能指标法[20]：认缴性能指标(subscribed performance index，SPI)法与峰荷性能指标(peak performance index，PPI)法。SPI是用户实际每小时削减的负荷与其认缴负荷削减量之比，它用来评价用户完成其承诺的真实性能。只要需求响应方案允许用户就其需求响应资源事先作出削减承诺或参与竞价销售，就可以应用SPI来评价用户的削减性能，如EDRP、ICAPSCR、DADRP与DSASP等。SPI等于1，表示该用户的表现达到了其认缴目标；SPI小于1，表示该用户的性能未达到负荷削减目标；SPI大于1，表示该用户超额完成了负荷削减目标。PPI是用户在事故期间实际每小时平均负荷削减量与非同时峰荷需求的比值。非同时峰荷代表用户最高负荷水平，因此在任何情况下，削减值都不可能比非同时峰荷大，即PPI最大是1，此时用户的所有负荷都从电网切除。PPI可用来表示用户的相应技术潜力。PPI低，意味着该用户当前较少有负荷削减机会，需要给其额外的技术支持、指导与信息或采用更高级的实现技术。PPI 与用户规模结合起来，可以考察不同负荷类型用户的相对负荷削减潜力。
指标评价的结果表明了资源的可靠性，它为ISO 提供了仅根据用户的承诺来判断这些可调度资源可靠性的一种方法。性能指标越高，负荷削减作为应对峰荷事故的手段越可靠，为取得总体削减效果所需的参与用户越少，交易成本与管理成本也越少。
3 对实施需求响应用户的补偿和惩罚
3.1 补偿与惩罚的必要性
用户实施需求响应的方式有削减负荷、转移负荷或启动现场发电机等，这给用户的正常用电行为、工作与生活方式带来了影响，也给未实施需求响应的用户提供了更安全、可靠的用电环境，所以按照用户响应性能给用户经济补偿是必要的。如果用户已与系统运行者签订响应资源协议，却不能按要求响应系统状况，就有可能受到处罚，因为用户的不响应会造成响应资源的短缺。为维持系统安全可靠运行，系统运行者要在实时市场上以高价购买所缺的电能，这不但增加了系统运行成本，而且增加了管理成本，甚至电能的短缺可能给系统造成灾难。给予用户的补偿或罚金主要决定于响应性能与响应单价2个基本要素。响应性能反映用户资源的削减量或削减指标完成情况等；响应单价反映用户资源的响应位置、响应速度、响应时长、响应时段以及响应电压等级等。这些特性可以反映在不同的需求响应方案中。
3.2 美国PJM对实施需求响应用户的补偿和惩罚
1）日前市场对响应用户的补偿和处罚。根据
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文献[14]，假如用户在日前市场上竞价的可削减负荷被市场接收，且在事故日用户按约定实施了负荷削减，则补偿给用户的付款为用户削减负荷量(或加上一定的线损校正)乘以日前节点边际电价(locational marginal price，LMP)。如果该费用不足以补偿用户的竞价，就需要补偿二者的差价，以补足用户实施负荷削减的费用。
如果用户没有按承诺削减负荷，就对其处罚，处罚额等于低于承诺的负荷削减量乘以单位处罚费率。单位处罚费率等于年收入率(单位为USD/a)的1/5，而年收入率等于需求资源出清价格或为保证可靠性的最终区域可中断负荷价格乘以365或366，其中，需求资源出清价格或为保证可靠性的最终区域可中断负荷价格的单位为USD/(MW·d)[21-22]。
2）实时市场对响应用户的补偿。用户在实时市场竞价削减负荷，如果按要求完成了负荷削减，用户就按实时价格计算的结果得到付款。如果用户没有按要求完成削减，就不对用户进行处罚。 3.3 California ISO对实施需求响应用户的补偿与惩罚
在加州对参与需求响应用户的补偿分为容量补偿与能量补偿2种[23]。
1）容量补偿与惩罚。容量补偿分为月声明容量(monthly nomination capacity，MNC)补偿、小时附加容量(additional hourly capacity，AHC)补偿与超性能容量(over performance capacity)补偿3种。MNC 补偿总额与AHC补偿总额均是其容量值乘以容量单价；超性能容量补偿等于削减容量减去MNC、AHC补偿总额后与AHC单位价格的乘积，它对在事故期间削减容量超过声明容量的用户进行补偿。
容量处罚主要针对负荷削减低于所要求水平的低性能容量(capacity under performance)用户，包括月容量低性能罚款与小时容量低性能罚款。月容量罚款等于正常情况下给用户的MNC付款乘以处罚因子。小时容量罚款等于其未完成的补偿量乘以AHC单价。
2）能量补偿与惩罚。能量补偿等于事故中用户削减的负荷乘以能量价格。能量低性能罚款等于其未完成的负荷削减量乘以单位能量处罚价格。
3.4 New York ISO对实施需求响应用户的补偿与惩罚
New York对用户的补偿与处罚根据需求响应方案的不同而不同[24-25]。
1）EDRP对响应用户的补偿。当电力系统出现过载、线路故障或发电机故障等紧急状况时，用户在日前会收到可能削减负荷的告警，并在真正削减负荷的至少2h前通知用户，参与者被期望而不是被要求削减负荷至少4h。用户因削减负荷所得到的补偿等于削减量乘以当地实时电价与500USD/MWh的较大者。如果上述情况下用户不削减负荷，则不会受到处罚。
2）DADRP对响应用户的补偿与惩罚。为与发电机组竞争，New York ISO允许电力用户在日前市场上竞价削减负荷。当竞价被接受时，用户有义务实施负荷削减。如果用户在事故中实施了负荷削减，则用户会得到基于当地边际价格的削减补偿；如果用户未按要求实施负荷削减，则会受到处罚，罚款数额为未完成的份额与日前或实时价格的较高者之积。
3）ICAPSCR对响应用户的补偿。在电力网因容量不足使其安全运行受到威胁的特殊时期，要调用用户对所承诺的负荷进行削减。即使负荷在规定期间没有被调用，用户也会收到参与付款；如果用户的资源被调用，用户就会得到高达500USD/MW 的削减付款。不削减负荷者不受处罚。
4）DSASP对响应用户的补偿。该项目是高风险、高回报、基于用户竞价的调用方式。按出清价格补偿用户备用和调节计划。对不削减负荷者没有处罚。
3.5 New England ISO对实施需求响应用户的补偿与惩罚
New England ISO有2种需求响应方案[26-27]：基于可靠性的方案，包括针对紧急与装机容量情况的实时需求响应；基于价格的方案，包括日前负荷响应与实时价格响应。当系统安全受到危害时，调用实时需求响应，响应持续时间从2h到11h；日前负荷响应是用户先在日前市场提交竞价(最小竞价为0.05USD/kWh，最大竞价为1.00USD/kWh)，当第2天有事故发生时进行响应，响应持续时间根据调度要求从1h到11h；实时价格响应是当批发价格超过0.10USD/kWh时，用户会收到响应通知，用户可以决定在06:00—19:00进行响应。
ISO补偿给用户的付款包括容量付款和能量付款。对容量的补偿基于每月的拍卖价格，对能量的
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补偿按提前通知方式分为2种：30min提前通知的能量补偿与2h提前通知的能量补偿。对于30min 提前通知的情况，计算单价选择为实时区域价格与保证价0.15USD/kWh的较大者；对于2h提前通知的情况，计算单价选择为实时区域价格与保证价0.10USD/kWh的较大者。如果用户的实际削减量达不到承诺的水平，就按实际削减性能对用户付款，而对ICAP的补偿要按其削减程度减少到相应的水平，且这一水平要保持到下次削减事故为止，并根据用户在下次事故中的响应性能重新设置用户的容量补偿水平。
对日前负荷响应的补偿额等于削减量乘以竞价与日前出清价格的较大值；对日前负荷响应的处 罚额等于削减量低于竞标量的缺额乘以实时边际价格。
对实时价格响应，按其削减负荷量与实时批发价格和0.10USD/kWh两者的较大者之积进行补偿，未实施价格响应的用户不受处罚。
4 结论
1）美国PJM、California ISO、New York ISO 和New England ISO等在计算用户基本负荷与用户响应收益方面的实践结果表明：不同地区、不同环境、不同方案所使用的历史数据和计算方法不同，没有哪种算法能适应所有情况。这对我国建立需求响应市场有较好的借鉴作用。
2）今后可在如下方面进行改进：计算用户基本负荷时，如果考虑历史与未来数据间的突变，就会减少计算误差；如果根据用户响应性能的重要性将用户细化为多个等级，对用户的补偿会随着响应性能等级不同而呈现出非线性关系，这会进一步凸显需求响应资源的时间、区域与数量等信息，促进需求响应的有效实施。
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收稿日期：2009-08-10。
作者简介：
赵鸿图(1965—)，男，副教授，硕士研究生，
研究方向为电力市场和电力系统通信，E-mail：
ht-zhao@https://www.doczj.com/doc/925494424.html,；
朱治中(1978—)，男，博士，主要从事电力市
场方面的研究，E-mail：zhuzhizhong@https://www.doczj.com/doc/925494424.html,；
于尔铿(1938—)，男，教授，博士生导师，国赵鸿图
家有突出贡献专家，研究方向为经济调度、状态估计、EMS和电力市场，E-mail：erkyu@https://www.doczj.com/doc/925494424.html,。
（责任编辑
杜宁）
电线电缆负荷计算方法 实际使用中,一般电工都用好记的"经验公式":即每一平方毫米截面积的铜芯线可以 通过约4.5---5A的电流。 如果是单相电路,则每1KW的负载电流约为4.5A,如果是三相平衡负载,那每1KW的负载电流约为2A。 每平方毫米截面积的铜芯线,可以带1KW的单相负载或2.5KW的三相平衡负载,以此类推,就可以知道多大的电缆芯线可以带多大的负载了. 拖动选线一般不考虑长度，因为电源和动力的距离都很近。 环境温度只考虑穿管和架空两种形式。 拖动选线主要考虑的是动力所需要的电流大小。一般计算电流后还要考虑启动电流和使用系数。 以30千瓦的电机为例来说说选择导线的过程： 30KW的电机功率比较大，应该是三相电机。对于三相平衡电路而言，三相电路功率的计算公式是：P=1.732IUcosφ。 由三相电路功率公式可推出线电流公式： I=P/1.732Ucosφ 式中： P为电路功率 U为线电压，三相是380V cosφ是感性负载功率因素，一般取0.75 你的30KW负载的线电流： I=P/1.732Ucosφ=30000/1.732*380*0.75=30000/493.62=60.8A 还要根据负载的性质和数量修正电流值。 如果负载中大电机机多，由于电机的启动电流很大，是工作电流的4到7倍，所以还要考虑电机的启动电流，但启动电流的时间不是很长，一般在选择导线时只按1.3到1.7的系数考虑。这里取1.5，那么电流就是91A。 如果负载中数量多，大家不是同时使用，可以取使用系数为0.5到0.8，这里取0.8，这里只一台电机，就取1，电流为91A。就可以按这个电流选择导线、空开、接触器、热继电器等设备。计算电流的步骤是不能省略。 导线选择：
一、常用的需要系数负荷计算方法 1、用电设备组的计算负荷（三相）： 有功计算负荷 Pjs=Kx·Pe(Kw)； 无功计算负荷 Qjs=Pjs·tgψ（Kvar）； 视在功率计算负荷Sjs=√￣Pjs2+ Qjs2（KVA）； 计算电流 Ijs=Sjs/√￣3·Ux·Cosψ（A）。 式中：Pe---用电设备组额定容量（Kw）； Cosψ---电网或供电的功率因数余弦值（见下表）； tgψ ---功率因数的正切值（见下表）； Ux---标称线电压（Kv）。 Kx---需要系数（见下表） 提示：有感抗负荷（电机动力）时的计算电流，即： Ijs=Sjs/√￣3·Ux·Cosψ·η（A） η---感抗负荷效率系数，一般取值0.65～0.85。 民用建筑（酒店）主要用电设备需要系数Kx及Cosψ、tgψ的取值表： 注：照明负荷中有感抗负荷时，参见照明设计。
2、配电干线或变电所的计算负荷： ⑴、根据设备组的负荷计算确定后，来计算配电干线的负荷，方法如下：总有功计算负荷∑Pjs=K∑·∑(Kx·Pe)； 总无功计算负荷∑Qjs= K∑·∑（Pjs·tg）； 总视在功率计算负荷∑Sjs=√￣（∑Pjs）2+（∑Qjs）2。 配电干线计算电流∑Ijs=∑Sjs/√￣3·Ux·Cosψ（A）。 式中：∑---总矢量之和代号； K∑---同期系数（取值见下表1）。 ⑵、变电所变压器容量的计算，根据低压配电干线计算负荷汇总后进行计算，参照上述方法进行。即： ∑Sjs变= K∑·∑Sjs干线（K∑取值范围见下表2）。 变压器容量确定：S变=Sjs×1.26= （KVA）。 （载容率为80﹪计算，百分比系数取1.26，消防负荷可以不计在内）。变压器容量估算S变= Pjs×K×1.26= Pjs×1.063×1.26= （Kva）。 同期系数K∑值表： 计算负荷表（参考格式）：
习题与思考题 2-1 什么叫负荷曲线？负荷曲线有哪些类型？与负荷曲线有关的物理量有哪些？ 答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变化的曲线，它反映了用户用电的特点和规律。负荷曲线有日负荷曲线和年负荷曲线。与负荷曲线有关的物理量有年最大负荷、年最大负荷利用小时、平均负荷和负荷系数。 2-2 什么叫年最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？ 答：年最大负荷利用小时是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷 P或 max P持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。年最大负荷是全年30 P。平均负中负荷最大工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率,又叫半小时最大负荷 30 W 荷是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间t内消耗的电能a 除以时间t的值。负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷与其最大负荷的比值，表征负荷曲线不平坦的程度。 2-3 电力负荷按重要程度分哪几级？各级负荷对供电电源有什么要求？ 答：电力负荷根据重要程度分为三个等级：一级负荷、二级负荷和三级负荷。 （1）一级负荷对供电电源的要求:一级负荷属于重要负荷，因此要求由两路独立电源供电，当其中一路电源发生故障时，另一路电源不会同时受到损坏； （2）二级负荷对供电电源的要求：二级负荷也属于重要负荷，要求由两回路供电，供电变压器也应有两台，每个回路应能承受住全部二级负荷； （3）三级负荷对供电电源的要求：三级负荷为不重要的一般负荷，因此对供电电源无特殊要求。 2-4 什么叫计算负荷？为什么计算负荷通常采用30min最大负荷？正确确定计算负荷有何意义？ 答：通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷。 由于导体通过电流达到稳定温升的时间大约需要τ ~ 3，τ为发热时间常数。截面 （4 ） 在162 τ，因此载流导体大约经30min后可达到稳定温升值。 mm及以上的导体，其min 10 ≥
负荷计算方法 供电设计常采用的电力负荷计算方法有：需用系数法、二项系数法、利用系数法和单位产品电耗法等。需用系数法计算简便，对于任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际，尤其对各用电设备容量相差较小，且用电设备数量较多的用电设备组，因此，这种计算方法采用最广泛。二项系数法主要适用于各用电设备容量相差大的场合，如机械加工企业、煤矿井下综合机械化采煤工作面等。利用系数法以平均负荷作为计算的依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系，这种计算方法目前积累的实用数据不多，且计算步骤较繁琐，故工程应用较少。单位产品电耗法常用于方案设计。 一、设备容量的确定 用电设备铭牌上标出的功率（或称容量）称为用电设备的额定功率P N ，该功率是指用电设备（如电动机）额定的输出功率。 各用电设备，按其工作制分，有长期连续工作制、短时工作制和断续周期工作制三类。因而，在计算负荷时，不能将其额定功率简单地直接相加，而需将不同工作制的用电设备额定功率换算成统一规定的工作制条件下的功率，称之为用电设备功率P N μ。 （一）长期连续工作制 这类工作制的用电设备长期连续运行，负荷比较稳定，如通风机、空气压缩机、水泵、电动发电机等。机床电动机，虽一般变动较大，但多数也是长期连续运行的。 对长期工作制的用电设备有 P N μ=P N （2－9） （二）短时工作制 这类工作制的用电设备工作时间很短，而停歇时间相当长。如煤矿井下的排水泵等。 对这类用电设备也同样有 P N μ=P N （2－10） （三）短时连续工作制用电设备 这类工作制的用电设备周期性地时而工作，时而停歇。如此反复运行，而工作周期一般不超过10分钟。如电焊机、吊车电动机等。断续周期工作制设备，可用“负荷持续率”来表征其工作性质。 负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，用ε表示 0100%100%t t T t t ε=?=?+ （2－11） 式中 T ——工作周期，s ； t ——工作周期内的工作时间，s ； t 0——工作周期内的停歇时间，s 。 断续周期工作制设备的设备容量，一般是对应于某一标准负荷持续率的。 应该注意：同一用电设备，在不同的负荷持续率工作时，其输出功率是不同的。因此，不同负荷持续率的设备容量（铭牌容量）必须换算为同一负荷持续率下的容量才能进行相加运算。并且，这种换算应该是等效换算，即按同一周期内相同发热条件来进行换算。由于电流I 通过设备在t 时间内产 生的热量为I 2Rt ，因此，在设备电阻不变而产生热量又相同的条件下，I ∝ 备容量P ∝I 。由式（2－11）可知，同一周期的负荷持续率ε∝t 。因此，P ∝
常用电工计算口诀第一章按功率计算电流的口诀之一 1.用途： 这是根据用电设备的功率(千瓦或千伏安)算出电流(安)的口诀。 电流的大小直接与功率有关,也与电压,相别,力率(又称功率因数)等有关。一般有公式可供计算,由于工厂常用的都是380/220 伏三相四线系统,因此,可以根据功率的大小直接算出电流。 2.口诀：低压380/220 伏系统每KW 的电流,安。 千瓦，电流，如何计算？ 电力加倍，电热加半。 单相千瓦，4 . 5 安。 单相380 ，电流两安半。 3. 说明:口诀是以380/220V 三相四线系统中的三相设备为 准,计算每千瓦的安数。对于某些单相或电压不同的单相设 备,其每千瓦的安数.口诀中另外作了说明。 ①这两句口诀中,电力专指电动机.在380V 三相时(力率 左右),电动机每千瓦的电流约为2 安.即将“千瓦数加一 倍”( 乘2)就是电流, 安。这电流也称电动机的额定电流. 【例1 】千瓦电动机按“电力加倍”算得电流为11 安。 【例2 】4 0 千瓦水泵电动机按“电力加倍”算得电流为8 0安。 电热是指用电阻加热的电阻炉等。三相380 伏的电热 设备,每千瓦的电流为安.即将“千瓦数加一半”(乘，就是电流,安。 【例1】3 千瓦电加热器按“电热加半”算得电流为安。 【例2】1 5 千瓦电阻炉按“电热加半”算得电流为2 3 安。 这口诀并不专指电热,对于照明也适用.虽然照明的灯泡 是单相而不是三相,但对照明供电的三相四线干线仍属三相。 只要三相大体平衡也可以这样计算。此外,以千伏安为单位的电器(如变压器或整 流器)和以千乏为单位的移相电容器(提高力率用)也都适用。即是说,这后半句虽 然说的是电热,但包括所有以千伏安、千乏为单位的用电设备,以及以千瓦为单位 的电热和照明设备。 【例1 】1 2 千瓦的三相( 平衡时) 照明干线按“电热加半”算得电流为1 8 安。 【例2】30 千伏安的整流器按“电热加半”算得电流为45 安。(指380 伏三相交流侧) 【例3 】3 2 0 千伏安的配电变压器按“电热加半”算得电流为480 安（指 380/220 伏低压侧)。 【例4】100 千乏的移相电容器(380 伏三相)按“电热加半”算得电流为150 安。 ②.在380/220伏三相四线系统中,单相设备的两条线,一条接相线而另一条接零线的(如照明设备)为单相220 伏用电设备。这种设备的力率大多为1,因此,口诀便直接说明“单相(每) 千瓦安”。计算时, 只要“将千瓦数乘”就是电流, 安。同上面一样,它适用于所有以千伏安为单位的单相220伏用电设备,以及以千瓦为单位的电热及照明设备,而且也适用于220 伏的直流。 【例1】500 伏安千伏安)的行灯变压器(220 伏电源侧)按“单相( 每)千瓦安”算得电流为安。
电力负荷及计算 (electrical load and load calculation) 用电设备在运行时消耗的功率及其计算。电力负荷包括基本负荷和冲击负荷。基本负荷是生产过程中比较平稳、幅值变化不大的电力负荷，冲击负荷是在较短的时间内幅值变化大的突加、突减负荷。冲击负荷的负荷曲线有较规则的，如带钢连轧机的负荷曲线，也有不规则的，如炼钢电弧炉的负荷曲线。在开展设计时，根据用电设备容量(或耗电量)和工作制度进行负荷计算。 冶金工厂电力负荷特点主要为：(1)生产规模大，单体设备容量和总用电量都比较大。在中国，一个年产量为300万t的钢铁联合企业，用电最大负荷在250Mw左右，一个年产量为10万t的铝厂，用电最大负荷在230Mw左右。吨钢耗电量在450～650kw．h 之间，吨铝耗电量在15000～17000kw?h之间。150t超高功率炼钢电弧炉变压器容量为90MVA，大型电解整流变压器容量为58MVA。(2)冶金工厂是连续生产部门，供电不能间断，一般采用多电源供电。(3)大功率炼钢电弧炉、大型轧钢机主传动晶闸管变流装置，电diarl在生产过程中产生有功和无功冲击负荷，引起电网周波变化、电压波动、电压闪变及波形畸变，均须采取抑制措施。 电力负荷分级及供电要求冶金工厂电力负荷按用电设备对供电可靠性的不同要求，可划分为三个等级： (1)一级负荷。突然停电将造成人身伤亡或重大设备损坏，且难以修复者，或在经济上造成重大损失者。如炼铁高炉的泥炮机、开口机、热风炉助燃风机、鼓风机站、水泵站；炼钢转炉吹氧管升降机构、烟罩升降机构、炉体倾动机构；大型连续轧钢机；铝电解装置；焦炉推焦车、消火车、拦焦车、煤气加压站和氧气站等的电力负荷。 (2)二级负荷。突然停电将产生大量废品、引起大量减产、企业内运输停顿等，在经济上造成较大损失者。如高炉上料系统、转炉上料系统、电炉电极升降机构、倾动机构、电磁搅拌机、连铸机、轧钢机和金属制品生产系统等的电力负荷。 (3)三级负荷。所有不属于一级和二级的电力负荷。如机械修理设施、电气修理设施等的电力负荷。 各级电力负荷的供电要求，一般不低于以下所列：1)一级负荷由两个独立电源供电，对特殊重要的一级负荷应由两个独立电源点供电(见供电电源)2)二级负荷由两回线路供电，该两回线路应尽可能引自不同的变压器和母线段。3)三级负荷按实际需要容量供电。 负荷计算冶金工厂电力负荷分为最大负荷、尖峰负荷和最大负荷班的平均负荷。最大负荷是30min的最大平均负荷。最大负荷分别乘以适当系数，便可求得尖峰负荷和最大负荷班的平均负荷。它们又分别作为选择供配电设备、计算电压降、选择保护装置、计算电能消耗和选择补偿装置的依据。
电气设计中负荷计算方法选择 电力负荷计算方法包括:利用系数法、单位产品耗电量法、需要系数法、二项式系数法。我国一般使用需要系数法和二项式系数法，前者适用于确定全厂计算负荷、车间变电所计算负荷及负荷较稳定的干线计算负荷;后者用于负荷波动较大的干线或支线。在实际设计和实践中.电力负荷计算的有关计算系数和特征参数的选择都会影响电负荷计算结果，使其偏大、偏高。 电力负荷的正确计算非常重要，它是正确选择供电系统中导线、开关电器及变压器等的基础，也是保障供电系统安全可靠运行必不可少的重要一环。在方案设计与初步设计时，其电力负荷计算过小或过大，都会引起严重的后果。如果电力负荷计算过小，就会引起供电线路过热，加速其绝缘的老化;同时，还会过多损耗能量，引起电气线路走火，引发重大事故。而电力负荷计算过大，将会引起变压器容量过剩，以及供电线路截面过大，相应的保护整定值就会定得过高，从而降低了电气设备保护的灵敏度;与此同时，电力负荷计算过大还增加了投资，降低了工程的经济性。 一般说来，当电力负荷值大于实际使用负荷的10%时，变压器容量要增加11%一12%，电线电缆等有色金属的消耗量也要增加巧%一20%，同时还会增加变压器无功功率所造成的有功电力损耗。由此可见，电力负荷计算在供电设计中，特别是在确定变压器容量时所占据的重要位置。故正确地选择计算负荷方法与特征参数，对电气设计具有特别重要的意义。 电力负荷计算方法概述 电力负荷的变化是受多种因素制约的，难以用简单的计算公式来表示。在实际的工程计算工作中，通常采用的方法有需要系数法、利用系数法、二项式系数法、单位产品耗电量法等进行工业企业供电设计中的电力负荷计算。 1.利用系数法 以平均负荷为基础，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系。 2.单位产品耗电量法 在初步设计阶段对供电方案作比较时，可根据车间的单位产品耗电定额，产品的年产量和年工作小时数来估算。 3.二项系数法 考虑用电设备数量和大容量设备对计算负荷的影响的经验公式。 由于在一条干线上或一个车间里，当有多组性质不同的用电设备时，应根据其工作性质
电力网中的电力负荷预测 （广西科技大学**） 摘要：电力负荷预测是供电部门的重要工作之一，准确的负荷预测，可以在保障电网的安全前提下，经济合理的安排电网内部发电机组的启停，合理安排机组检修计划，减少不必要的旋转备用容量，降低电网公司的运营成本，提高经济和社会效益。本文主要介绍了电力负荷预测的概念、步骤以及经常采用的负荷预测方法。 关键字：负荷；预测；方法；步骤 引言 基于“十五”期间国民经济和电力工业的发展状况，在全国电力供需趋于平衡的前提下，我国“十一五”规划对电力工业发展坚持了“十五”期间制定的“可持续发展”的要求：电力工业发展方式要从数量速度型向质量效益型转变，从以供给导向为主转向以需求导向为主，优化电力资源配置。国家经贸委电力工业“十一五”规划中预测：“十一五”期间我国经济增长速度为年均8%左右，电力需求的平均增长速度为7%，到2009年全国发电装机容量将达到7.93亿千瓦，（其中，水电占总容量22.51%，火电占总容量74.60%）国家电力公司电力工业“十一五”计划及2015年远景规划中预测：“十一五”期间我国GDP年均增长8%左右，电力需求的平均增长速度在5.5%~6.0%之间，到2009年全国发电装机容量将达到7.93亿千瓦，全社会用电量将达到16200亿~16600亿千瓦时。 但实际的情况是：截至2009年年底，全国发电装机容量达到8.74亿千瓦，全国发电量达到24975.26亿千瓦时，全社会用电量为24689亿千瓦时。 1、电力负荷预测综述 1.1、电力负荷预测的意义 电力用户是电力工业的服务对象，电力负荷的不断增长是电力工业发展的根据。正确地预测电力负荷，既是为了保证无条件供应国民经济各部门及人民生活以充足的电力的需要，也是电力工业自身健康发展的需要。电力负荷预测工作既是电力规划工作的重要组成部分，也是电力规划的基础。全国性的电力负荷预测，为编制全国电力规划提供依据，它规定了全国电力工业的发展水平、发展速度、源动力资源的需求量，电力工业发展的资金需求量，以及电力工业发展对人力资源的需求量。 收稿日期：2012-12-25
一.三相用电设备组计算负荷的确定: 1.单组用电设备负荷计 算: P30=KdPe Q30=P30tanφS30=P30/cosφI30=S30/(1.732UN) 2.多组用电设备负荷计 算: P30=K∑p∑P30,i Q30=K∑q∑Q30,i S30=(P²30+Q& s u p2;30)&f r a c12;I30=S30/(1.732U N) 注: 对车间干线取K∑p=0.85～0.95 K∑q=0.85～ 0.97 对低压母线①由用电设备组计算负荷直接相加来计算时 取K∑p=0.80～0.90K∑q=0.85～0.9 5 ②由车间干线计算负荷直接相加来计算时取K∑p=0.90～0.95 K∑q=0.93～0.97 3.对断续周期工作制的用电设备组①电焊机组要求统一换算到ε=100﹪, Pe=PN(εN)&fr ac12; =Sncosφ(εN)½ (PN.SN为电焊机的铭牌容 量;εN为与铭牌容量对应的负荷持续率;cosφ为铭牌规定的功率因数. ) ②吊车电动机组要 求统一换算到ε=25﹪,P e=2P N(εN)&f r a c12; 二. 单相用电设备组计算负荷的确定: 单相设备接在三相线路中,应尽可能地均衡分配,使三相负荷尽可能的平衡.如果三相线路中单 相设备的总容量不超过三相设备总容量的 15﹪,则不论单相设备容量如何分配,单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算.如果单相设备 容量超过三相设备容量15﹪时,则应将 单相设备容量换算为等效三相设备容量,再与三相设备容量相加.
1. 单相设备接于相电压时等效三相负荷的计算: Pe=3Pe.mφ( Pe.mφ最大单相设备所接的容量) 2.单相设备接于线电压时等效三相负荷的计算:①接与同一线电压时P e=1.732P e.φ ②接与不同线电压时P e=1.732P1+(3-1.732)P2 Qe=1.732P1tanφ1+(3-1.732)P2tanφ2 设P1>P2>P3,且c osφ1≠co sφ2≠co sφ3,P1接与UA B,P2接与U BC,P3接与U C A. ③单相设备分别接与线电压和相电压时的负荷计算 首先应将接与线电压的单相设备容量换算为接与相电压的设备容量,然后分相计算各相的设备容量和计算负荷.而总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷P30.mφ的3倍.即 P30=3P30.mφQ30=3Q30.mφ 5施工用电准备 现场临时供电按《工业与民用供电系统设计规范》和《施工现场临时用电安全技术规范》设计并组织施工，供配电采用TN—S接零保护系统，按三级配电两级保护设计施工，PE线与N线严格分开使用。接地电阻不大于4欧姆。开关箱内漏电保护器额定漏电动作电流不大于30毫安，额定漏电动作时间不大于0.1秒。 临时用电系统根据各种用电设备的情况，采用三相五线制树干式与放射式相结合的配电方式。施工配电箱采用安监站推荐的统一制作的标准铁质电箱，箱、电缆编号与供电回路对应。 总用电量P=1.05×（K1∑P1/COSφ+K2∑P2+K3∑P3+K4∑P4） 式中P—供电设备总需要容量（KVA） P1—电动机额定功率（KW） P2—电焊机额定容量（KVA） P3—室内照明容量（KW） P4—室外照明容量（KW） COSφ—电动机的平均功率因数 查表可知COSφ=0.75，K1=0.5，K2=0.5，K3=0.8，K4=1.0
工厂电力负荷计算示例标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
负荷计算 2.1.1负荷计算的目的 计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线的选择是否合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线截面选择过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以至发生事故。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。 2.1.2负荷计算的方法 目前负荷计算常用需要系数法、二项式法和利用系数法、利用各种用电指标的负荷计算方法。前两种方法在国内各电气设计单位的使用最为普遍。 1.需要系数法 适用范围：当用电设备台数较多、各台设备容量相差不太悬殊时，特别在确定车间和工厂的计算负荷时，宜于采用。组成需要系数的同时系数和负荷系数都是平均的概念，若一个用电设备组中设备容量相差过于悬殊，大容量设备的投入对计算负荷投入时的实际情况不符，出现不理想的结果。 2.二项式法 当用电设备台数较少、有的设备容量相差悬殊时，特别在确定干线和分支线的计算负荷时，宜于采用。 3.利用系数法
通过平均负荷来求计算负荷，计算依据是概率论和数理统计，但就算过程较为复杂。 4.利用各种用电指标的负荷计算方法 适用于在工厂的初步设计中估算符合、在各类建筑的初步设计中估算照明负荷用。根据计算法的特点和适用范围我们选取需要系数法来计算负荷。 2.1.3计算负荷的公式 按需要系数法确定计算负荷的公式 有功（Kw） P= K·P（2-1） 无功（Kvar） Q= P·tanφ （2-2） 视在（KVA） S= （2-3） 电流（A） = （2-4） 式中 K——该用电设备组的需用系数； P——该用电设备组的设备容量总和，但不包括备用设备容量（kW）； PQS——该用电设备组的有功、无功和视在计算负荷（kW）； U——额定电压（kW）; tanφ ——与运行功率因数角相对应的正切值； ——该用电设备组的计算电流（A）;
用电负荷公式怎么算 问：用电负荷公式是怎么算的.比如说:一个2000W的电热水器.你怎么样去算出来他是用4平方.还是6平 方的电线.还有插座是用多少安的? 答：导线截面积与载流量的计算 一、一般铜导线载流量导线的安全载流量是根据所允许的线芯最高温度、冷却条件、敷设条件来确定的。一般铜导线的安全载流量为5~8A/mm2，铝导线的安全载流量为3~5A/mm2。< 关键点> 一般铜导线的安全载流量为5~8A/mm2，铝导线的安全载流量为3~5A/mm2。如：2.5 mm2 BVV铜导线安全载流量的推荐值×8A/mm2=20A 4 mm2 BVV铜导线安全载流量的推荐值4×8A/mm2=32A 二、计算铜导线截面积利用铜导线的安全载流量的推荐值5~8A/mm2，计算出所选取铜导线截面积S的上 下范围：S=< I /（5~8）> = I ~ I（mm2）S-----铜导线截面积（mm2）I-----负载电流（A） 三、功率计算一般负载（也可以成为用电器，如点灯、冰箱等等）分为两种，一种式电阻性负载，一种是电感性负载。对于电阻性负载的计算公式：P=UI 对于日光灯负载的计算公式：P=UIcosф，其中日光灯负载的功率因数cosф=。不同电感性负载功率因数不同，统一计算家庭用电器时可以将功率因数cosф取。也就是说如果一个家庭所有用电器加上总功率为6000瓦，则最大电流是I=P/Ucosф=6000/220*=34(A) 但是，一般情况下，家里的电器不可能同时使用，所以加上一个公用系数，公用系数一般。所以，上面的计算应该改写成I=P*公用系数/Ucosф=6000*220*=17(A) 也就是说，这个家庭总的电流值为17A。则总闸空 气开关不能使用16A，应该用大于17A的。 估算口诀： 二点五下乘以九，往上减一顺号走。 三十五乘三点五，双双成组减点五。 条件有变加折算，高温九折铜升级。 穿管根数二三四，八七六折满载流。 说明： (1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出，而是“截面乘上一定的倍 数”来表示，通过心算而得。由表5 3可以看出：倍数随截面的增大而减小。 “二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2．5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。如2．5mm’导线，载流量为2．5×9＝22．5(A)。从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。 “三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm”的导线载流量为截面数的3．5倍，即35×3．5＝122．5(A)。从50mm’及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减0．5。即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍；95、120mm”导线载流量是其截面积数的2．5 倍，依次类推。 “条件有变加折算，高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一些，可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。如16mm’铜线的载流量，可按25mm2铝线计算.
一电力变压器额定视在功率Sn=200KVA，空载损耗Po=，额定电流时的短路损耗PK=,测得该变压器输出有功功率P2＝140KW时，二次则功率因数2=。求变压器此时的负载率和工作效率。 解：因P2=×Sn×2×100% =P2÷(Sn×2)×100% =140÷(200×）×100%=% =（P2/P1)×100% P1=P2+P0+P K =140++2× =(KW) 所以 =（140×）×100%＝% 答：此时变压器的负载率和工作效率分别是%和%。 有一三线对称负荷，接在电压为380V的三相对称电源上，每相负荷电阻R＝16，感抗X L=12。试计算当负荷接成星形和三角形时的相电流、线电流各是多少 解;负荷接成星形时，每相负荷两端的电压，即相电压为U入Ph===220(V) 负荷阻抗为Z===20() 每相电流（或线电流）为 I入Ph=I入P－P===11(A) 负荷接成三角形时，每相负荷两端的电压为电源线电压，即＝＝380V 流过每相负荷的电流为 流过每相的线电流为 某厂全年的电能消耗量有功为1300万kwh，无功为1000万kvar。求该厂平均功率因数。 解：已知P=1300kwh,Q=1000kvar
则 答：平均功率因数为。 计算： 一个的电感器，在多大频率时具有1500的电感 解：感抗X L＝则 =(H Z) 答：在时具有1500的感抗。 某企业使用100kvA变压器一台(10/,在低压侧应配置多大变比的电流互感器 解：按题意有 答：可配置150/5的电流互感器。 一台变压器从电网输入的功率为150kw，变压器本身的损耗为20kw。试求变压器的效率解：输入功率 P i=150kw 输出功率 PO=150-20=130(KW) 变压器的效率 答：变压器的效率为% 某用户装有250kvA变压器一台，月用电量85000kwh，力率按计算，试计算该户变压器利率是多少 解：按题意变压器利用率 答：该用户变压器利用率为56%。 一台变压器从电网输入的功率为100kw,变压器本身的损耗为8kw。试求变压器的利用率为多少解：输入功率为 P1=100kw 输出功率为 P2=100-8=92kw 变压器的利用率为 答：变压器的利用率为92%。 有320kvA,10/变压器一台，月用电量15MWh,无功电量是12Mvarh,试求平均功率因数及变压器利用率 解：已知 Sn=320kva,W P=15Mva
精心整理 住宅小区用电负荷计算方法（原创） 一、负荷等级概念： 1.一类建筑用一级负荷双电源、二类建筑二级负荷双回路、三类建筑三级负荷。 2.对于住宅类按层数分几类几级负荷比较实用，19层以上一类建筑一级负荷、 ， 意见，希望一起讨论。 三、两种计算方法：1）单位面积指标法；2）需要系数法； 四、两种方法的出处：《全国民用建筑工程设计技术措施.电气2009版》《全国民用建筑工程设计 技术措施节能专篇.电气2003版》《民用建筑电气设计规范》、 五、两种方法应用的前提：是不走配套费，而是按实结算（回迁、经济适用房、棚改区、别墅类项目等），如果走配套费，电业局爱算多大算多大，反正都是80~90元每平的费用里出！ 六、两种方法的概念： 1．单位面积指标法：依据建筑不同用电类别、用途而在经验表格中查相应的单位面积用电指标然后*建筑的面积。S=用电指标*建筑面积。住宅类、办公类、商业类等由下表可估算出变压器的
容量及小区的负荷强度，此法用于估算，如对于需要进行二次装修设计而现无准确的设备容量的 大型售楼处、超市
多个负荷利用需要系数（而不是对小区内所有住宅用电或设备加各集中用需要系数）。 1 22000平，风机16台、电梯20台、污水泵30台、各楼公共照明电5KW每栋、消 防98KW、给水30KW、换热站60KW等。 *将每栋楼里的公共用电都核算到公共亭里，住宅负荷用住宅变，公共用电由公共变压器。18层为二级负荷，对于其中的消防应急设备如：电梯、风机、消防间、污水泵、公共照明电中有线电视可视对讲电源各楼应急照明等、换热、给水、地下车库
中的应急照明、卷帘门（功率小也可不计）需双回路供电末端互投，双回路可以这样实现，简单说，三类负荷中由一个开关箱带一台设备，现在给两个开关箱设置两条回路来带这台设备，这样就可以了。 先算公共亭设备额定功率 P1= P P 风机 污水 消防 给水 换热 素在住宅电时要考虑这里因为电费是由物业费出所以不考虑也行），二是考虑将来安全稳定运行，所以需要考虑经济负荷系数1.1~1.3。这样估算下来基本是超过800KV A 了，现在就需要考虑1000KV A，完事倒着推经济负荷系数。 1/（797.5/1000）=1.25。好了公共亭变压器选完了，2*500KV A。 七、
负荷计算方法
加，而需将不同工作制的用电设备额定功率换算成统一规定的工作制条件下的功率，称之为用电设备功率P Nμ。 （一）长期连续工作制 这类工作制的用电设备长期连续运行，负荷比较稳定，如通风机、空气压缩机、水泵、电动发电机等。机床电动机，虽一般变动较大，但多数也是长期连续运行的。 对长期工作制的用电设备有 P Nμ=P （2－9） N （二）短时工作制 这类工作制的用电设备工作时间很短，而停歇时间相当长。如煤矿井下的排水泵等。 对这类用电设备也同样有 P Nμ=P （2－10） N （三）短时连续工作制用电设备 这类工作制的用电设备周期性地时而工作，时而停歇。如此反复运行，而工作周期一般不超过10分钟。如电焊机、吊车电动机等。断续周期工作制设备，可用“负荷持续率”来表征其工作性质。
负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，用ε表示 0100%100%t t T t t ε=?=?+ （2－11） 式中 T ——工作周期，s ； t ——工作周期内的工作时间，s ； t 0——工作周期内的停歇时间，s 。 断续周期工作制设备的设备容量，一般是对应于某一标准负荷持续率的。 应该注意：同一用电设备，在不同的负荷持续率工作时，其输出功率是不同的。因此，不同负荷持续率的设备容量（铭牌容量）必须换算为同一负荷持续率下的容量才能进行相加运算。并且，这种换算应该是等效换算，即按同一周期内相同发热条件来进行换算。由于电流I 通过设备在t 时间内产生的热量为I 2Rt ，因此，在设备电阻不变而产生热量又相同的条件下，I t ∝而在同电压下，设备容量P ∝I 。由式（2－11）可知，同一周期的负荷持续率ε∝t 。因此，P ε∝即设备容量与负荷持续率的平方根值成反比。假如设备在εN 下的额定容量为P N ，则换算到ε下的设备
电力负荷及计算 (electrical load and load calculation) 用电设备在运行时消耗的功率及其计算。电力负荷包括基本负荷和冲击负荷。基本负荷是生产过程中比较平稳、幅值变化不大的电力负荷，冲击负荷是在较短的时间内幅值变化大的突加、突减负荷。冲击负荷的负荷曲线有较规则的，如带钢连轧机的负荷曲线，也有不规则的，如炼钢电弧炉的负荷曲线。在开展设计时，根据用电设备容量(或耗电量)和工作制度进行负荷计算。 冶金工厂电力负荷特点主要为：(1)生产规模大，单体设备容量和总用电量都比较大。在中国，一个年产量为300万t的钢铁联合企业，用电最大负荷在250Mw左右，一个年产量为10万t的铝厂，用电最大负荷在230Mw左右。吨钢耗电量在450～650kw．h之间，吨铝耗电量在15000～17000kwh之间。150t超高功率炼钢电弧炉变压器容量为90MVA，大型电解整流变压器容量为58MVA。(2)冶金工厂是连续生产部门，供电不能间断，一般采用多电源供电。(3)大功率炼钢电弧炉、大型轧钢机主传动晶闸管变流装置，电diarl在生产过程中产生有功和无功冲击负荷，引起电网周波变化、电压波动、电压闪变及波形畸变，均须采取抑制措施。 电力负荷分级及供电要求冶金工厂电力负荷按用电设备对供电可靠性的不同要求，可划分为三个等级： (1)一级负荷。突然停电将造成人身伤亡或重大设备损坏，且难以修复者，或在经济上造成重大损失者。如炼铁高炉的泥炮机、开口机、热风炉助燃风机、鼓风机站、水泵站；炼钢转炉吹氧管升降机构、烟罩升降机构、炉体倾动机构；大型连续轧钢机；铝电解装置；焦炉推焦车、消火车、拦焦车、煤气加压站和氧气站等的电力负荷。 (2)二级负荷。突然停电将产生大量废品、引起大量减产、企业内运输停顿等，在经济上造成较大损失者。如高炉上料系统、转炉上料系统、电炉电极升降机构、倾动机构、电磁搅拌机、连铸机、轧钢机和金属制品生产系统等的电力负荷。 (3)三级负荷。所有不属于一级和二级的电力负荷。如机械修理设施、电气修理设施等的电力负荷。 各级电力负荷的供电要求，一般不低于以下所列：1)一级负荷由两个独立电源供电，对特殊重要的一级负荷应由两个独立电源点供电(见供电电源)2)二级负荷由两回线路供电，该两回线路应尽可能引自不同的变压器和母线段。3)三级负荷按实际需要容量供电。 负荷计算冶金工厂电力负荷分为最大负荷、尖峰负荷和最大负荷班的平均负荷。最大负荷是30min的最大平均负荷。最大负荷分别乘以适当系数，便可求得尖峰负荷和最大负荷班的平均负荷。它们又分别作为选择供配电设备、计算电压降、选择保护装置、计算电能消耗和选择补偿装置的依据。 在进行负荷计算时，要根据供配电系统由最下级分支馈线逐级向总变电所推算。在生产车间内专门用于检修的电焊机或备用设备可不参与计算。要将不同工作制下的用电设备
目录 1、电力系统中电力负荷的分析 2、系统的供电负荷的计算 3、系统的发电负荷的计算 4、系统的备用容量分析 5、有功、无功平衡的计算
2 电力负荷分析 2.1 系统供电负荷和发电负荷计算 2.1.1 系统的供电负荷 系统的供电负荷，就是用电负荷加上为输送该负荷而产生的功率损耗，这种损耗通常成为网络损耗，简称网损。网损包括线路损耗和升、降压变压器损耗。在规划设计时，网损是用网损率计算的，一般取5％～10%。这样，系统的供电负荷g P 为： 式（2.1） 式中：2K ——网损率，取6％； y P ——系统的用电负荷。 式（2.2） 式中：1K ——负荷的同时率，取1。 () max 1max 11max 2max 3max max 1 1(60605030) 200n y A i P K P K P P P P MW MW MW MW MW ===+++=?+++=∑ () min 1min 11min 2min 3min min 11(35403015)120n y A i P K P K P P P P MW MW MW MW MW ===+++=?+++=∑ 则： max 211 200212.77110.06g y P P MW MW K = =?=-- min min 211 120127.66110.06 g y P P MW MW K = =?=-- 2.1.2 系统的发电负荷 系统的发电负荷是指满足系统供电负荷，以及发电机电压直配负荷的需要，发电机（厂）所必须发出的功率，它等于系统供电负荷、直配负荷,即系统的发电负荷f P 为： ()3 1 1f g z P P P K = +- 式（2.4） 1max 1 n y i P k P ==∑2 1 1g y P P K =-
负荷计算公式标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
①由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取K∑p=～K∑q=～？ ②由车间干线计算负荷直接相加来计算时取K∑p=～K∑q=～？ 3. 对断续周期工作制的用电设备组①电焊机组要求统一换算到ε=100﹪, Pe=PN(εN)½ =Sncosφ(εN)½ ？ 为电焊机的铭牌容量;εN为与铭牌容量对应的负荷持续率;cosφ为铭 牌规定的功率因数. ) ？ ②吊车电动机组要求统一换算到ε=25﹪, Pe=2PN(εN)½ 二. 单相用电设备组计算负荷的确定: ？ 单相设备接在三相线路中,应尽可能地均衡分配,使三相负荷尽可能的平衡.如果三 相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的？ 15﹪,则不论单相设备容量如何分配,单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算.如果单相设备容量超过三相设备容量15﹪时,则应将？ 单相设备容量换算为等效三相设备容量,再与三相设备容量相加. ？ 1. 单相设备接于相电压时等效三相负荷的计算: Pe=φ ( φ最大单相设备所接 的容量) ？ 2. 单相设备接于线电压时等效三相负荷的计算: ①接与同一线电压时 Pe=.φ ？
②接与不同线电压时 Pe=+P2 ？ Qe=φ1+P2tanφ2 ？ 设P1>P2>P3,且cosφ1≠cosφ2≠cosφ3,P1接与UAB,P2接与UBC,P3接与UCA. ？ ③单相设备分别接与线电压和相电压时的负荷计算 首先应将接与线电压的单相设备容量换算为接与相电压的设备容量,然后分相计算各相的设备容量 和计算负荷.而总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷φ的3倍.即 P30=φ Q30=φ 5施工用电准备 现场临时供电按《工业与民用供电系统设计规范》和《施工现场临时用电安全技术规范》设计并组织施工，供配电采用TN—S接零保护系统，按三级配电两级保护设计施工，PE 线与N线严格分开使用。接地电阻不大于4欧姆。开关箱内漏电保护器额定漏电动作电流不大于30毫安，额定漏电动作时间不大于秒。 临时用电系统根据各种用电设备的情况，采用三相五线制树干式与放射式相结合的配电方式。施工配电箱采用安监站推荐的统一制作的标准铁质电箱，箱、电缆编号与供电回路对应。
一、三相用电设备组计算负荷得确定：?１、单组用电设备负荷计算：Ｐ30=KdPe Q３0=P30tanφＳ3０=P30／cosφI３0=Ｓ３０/(１、7３2UN) 2、多组用电设备负荷计算：Ｐ30=Ｋ∑ｐ∑P3０， i Q30=Ｋ∑q∑Q３0，i Ｓ3０=（P&sｕp2;30＋Ｑ&sｕｐ2；30)＆frac12； I３0＝S３0/(1、 732UN) ?注: 对车间干线 取K∑ｐ=0、８5～0、95 K∑q=0、85~０、97 对低压母线①由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取K∑p=0、80~0、90 Ｋ∑ｑ=0、85～0、 95 ②由车间干线计算负荷直接相加来计算时取K∑p=0、9０～0、９5 K∑q=０、9３～0、 97 ?3、对断续周期工作制得用电设备组①电焊机组要求统一换算到ε=１０0﹪, Ｐe=PN(εＮ）＆fｒaｃ12; =Sncosφ（εN）＆frac1 ２; ? （PN、SN为电焊机得铭牌容量；εN为与铭牌容量对应得负荷持续率;ｃosφ为铭牌规定得功率因 数、 ) ? ②吊车电动机组要求统一换算到ε=25﹪, Pｅ=2PN（εＮ）＆ｆrac1２; 二、单相用电设备组计算负荷得确 定：?单相设备接在三相线路中，应尽可能地均衡分配，使三相负荷尽可能得平衡、如果三相线路中单相设备得总容量不超过三相设备总容量得 1５﹪,则不论单相设备容量如何分配，单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算、如果单相设备容量超过三相设备容量15﹪时，则应将?单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相 加、?1、单相设备接于相电压时等效三相负荷得计算: Ｐｅ＝3Ｐe、mφ（Ｐe、mφ最大单相设备所接得容 量) 2、单相设备接于线电压时等效三相负荷得计算：①接与同一线电压时Ｐe=１、732Pe、φ ②接与不同线电压时Ｐe=1、7３2P1+（3－1、73２） P2 Qe=1、７32Ｐ１taｎφ１+（3-１、732)Ｐ2tanφ2 设P1>P２〉P3,且ｃoｓφ1≠cosφ2≠coｓφ３，P1接与UAB，P2接与ＵBC，P3接与UＣA、 ③单相设备分别接与线电压与相电压时得负荷计算 首先应将接与线电压得单相设备容量换算为接与相电压得设备容量,然后分相计算各相得设备容量?与计算负荷、而总得等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相得有功计算负荷P30、mφ得3倍、即 ? P30＝3Ｐ30、 mφQ30=3Q3０、mφ