居民小區負荷特性分析及需用系數計算模型研究

方念 周瑩 蔡曉俊

摘要：居民小區的用電量非常高，尤其一些高層住宅樓?，F階段，市中心區用戶供電方案批復時，由于對負荷特性缺乏了解，只能考慮用戶的報裝容量。由于用戶的報裝容量和實際負荷間往往有較大差距，容易造成兩方面問題：一是線路利用率低，二是線路重載。開展負荷特性的研究，對解決上述現實問題有著直接的重要意義。

關鍵詞：居民小區;負荷特性;需用系數計算模型

引言

居民住宅用電負荷是一種重要的建筑用電負荷，一般使用需要系數法進行計算，正確計算的依據是獲得可靠的基礎數據，即住戶的電氣安裝容量和需要系數。社會經濟日益發展，居民生活水平不斷提高，使居民用電基礎數據也需要不斷更新，這是一項長期的工作。

1居民小區負荷特性

負荷特性由于存在周期性和規律性，因此，可以通過負荷特性分析發現其內在的規律性。負荷特性的分析方法一般有指標法、曲線法和比較法3種。本次研究應用曲線法。

負荷特性分析過程中，一般會將負荷特性指標按時間分為日負荷特性指標、月負荷特性指標和年（季）負荷特性指標，實際應用中主要以日負荷特性和年（季）負荷特性指標為主，而周負荷特性指標和月負荷特性指標一般較少應用。

2居民小區負荷需用系數

2.1調研居民小區選取原則

居民小區調研選取應具有多樣性，應分布在城市不同的區域，包括建成區、建設區和自然發展區;居民小區調研選取應具有發展性，既包含投運時間為1～2年的居民小區，也包含投運時間為3～4年的居民小區，還應該包含投運時間為5年以上的居民小區，以便研究居民小區的負荷發展規律。

2.2居民小區負荷需用系數研究方法

居民小區負荷需用系數的計算公式為：

居民小區負荷需用系數的確定，一方面，需要計算研究所在區域的居民小區的負荷需用系數;另一方面，需要調研與研究所在區域發展情況類似的典型城市的居民小區的負荷發展需用系數。

3居民小區負荷預測方法

居民小區負荷預測常用方法一般為負荷密度指標法和單位指標法。

本次研究的居民小區預測方法為“自下而上”的方法，即以居民小區的負荷發展信息為基礎，采用報裝負荷分析法，應用負荷發展階段，計算居民小區報裝負荷發展情況，具體計算公式為：

4居民小區負荷需用系數計算模型

4.1需用系數的修正

小區負荷的發展考慮兩個方面：一是受居民入住行為與經濟條件影響，各小區中有相當一部分居民用電量較低。小區發展到完全成熟階段后，這一部分居民的用電量應達到現階段入住居民總平均電量水平;二是將現階段低用電量用戶的用電量替換成小區入住用戶的總平均電量，可得出代表小區負荷發展成熟后的入住居民總平均電量?？紤]需用系數的變化與戶均電量的變化成正比，則需用系數的修正系數等于負荷成熟后的入住居民總平均電量與現階段入住居民總平均電量之比。

4.2年負荷曲線

（1）年負荷曲線一般存在春季、夏季和冬季三個用電高峰。其中春季用電高峰發生于市政統一供暖結束后（（3月底或4月初），“倒春寒”的發生使得居民大量使用空調、電暖氣取暖，造成負荷急劇增加。夏季用電高峰發生于天氣最熱時段（7，8月份），為制冷負荷急劇增加所致。冬季用電高峰發生于市政統一供暖前（11月份）或冬季最冷時段（12月份），同樣為空調、電暖氣等采暖負荷增加所致。

（2）年負荷曲線峰谷差率為0.38-0.73，年負荷率為0.26-0.38。

（3）小區年最大負荷計算公式為：

其中，負荷密度指標DH=50W/m²，λ為小區居民入住率。設某高檔小區總建筑面積為20萬m²，共2000戶居民，入住率為0.60，戶均面積為100m²，面積需用系數為0.24，則可計算出其年負荷曲線最高峰約為1440kW，最低谷約為548kW，年負荷曲線如下圖1所示。

4.3典型日戶均負荷曲線

（1）典型日分為春季高峰日、夏季高峰日與冬季高峰日。春季高峰日的最大負荷發生在11～13點和17～22點兩個時間段，最小負荷發生在2～6點，一天中用電峰谷差率為0.51～0.71，日負荷率為0.57～0.67;夏季高峰日的最大負荷發生在11～14點和19～22點兩個時間段，最小負荷發生在3～6點，一天中用電峰谷差率為0.55～0.70，日負荷率為0.57～0.70;冬季高峰日的最大負荷發生在18～21點，最小負荷發生在2～5點，一天中用電峰谷差率為0.53～0.61，日負荷率為0.60～0.71。

（2）小區戶均最大負荷計算公式為：

其中，負荷密度指標DH=50W/m²。設某高檔小區總建筑面積為20萬m²，共2000戶居民，入住率為0.60，戶均面積為100m²，面積需用系數為0.24，則可計算出其夏季典型日戶均最大負荷為1.2kW，戶均最小負荷約為0.46kW，典型日戶均負荷曲線如下圖2所示。

結語

本文通過實測數據，獲得了一個住宅小區的日負荷特性、年負荷特性及單戶住宅安裝容量和需要系數，這些數據僅僅根據一個住宅小區的實測值獲得，雖然不能完全代表住宅小區的實際情況，但也很大程度說明當前住宅負荷中普遍存在的問題。

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（作者單位：國網浙江省電力有限公司寧波供電公司）