电力机车负荷特性研究

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电力系统中的典型负荷模型研究

电力系统中的典型负荷模型研究电力系统是当今社会不可或缺的基础设施，而电力负荷模型则是电力系统运行和规划的重要工具。

负荷模型可以帮助预测电力需求、优化电力生产和配送，从而确保电力系统的可靠性和经济性。

本文将探讨电力系统中的典型负荷模型研究，包括负荷曲线模型、季节性负荷模型以及预测方法等。

一、负荷曲线模型负荷曲线模型是最常用的负荷模型之一，它描述了电力需求随时间的变化趋势。

负荷曲线模型一般采用统计方法来建立，通过对历史负荷数据进行分析和预测，得到典型的负荷曲线。

负荷曲线模型可以分为长期和短期两种。

长期负荷曲线模型主要用于电力系统规划和投资决策，它可以预测未来数年或数十年的负荷需求。

短期负荷曲线模型主要用于电力系统运行和调度，它可以预测未来数天或数周的负荷需求。

负荷曲线模型的研究主要包括负荷分布模型和负荷波动模型。

负荷分布模型用于描述负荷在一段时间内的分布情况，通常采用概率分布函数来表示。

常用的概率分布函数有正态分布、泊松分布和指数分布等。

负荷波动模型用于描述负荷在短时期内的波动情况，通常采用时间序列分析方法来建立。

二、季节性负荷模型电力需求在不同季节和不同时间段会出现显著的差异，这就需要建立季节性负荷模型来解决。

季节性负荷模型可以帮助更准确地预测不同季节和不同时间段的电力需求，从而更合理地进行电力生产和供应。

建立季节性负荷模型的关键是确定季节性因素和周期。

季节性因素是指导致季节性负荷变化的原因，如气温、天气、节假日等。

周期是指季节性负荷的重复周期，通常为一年。

常用的季节性负荷模型包括季节性指数模型、分段线性回归模型和季节性ARIMA模型等。

季节性指数模型是最简单的季节性负荷模型，它通过计算每个季节的平均负荷与全年平均负荷的比值，来表示季节性因素的影响。

分段线性回归模型是一种更复杂的季节性负荷模型，它将一年分为若干个时间段，然后对每个时间段建立一个线性回归模型，最后将这些模型拼接在一起。

季节性ARIMA模型是一种集成了季节性和非季节性因素的自回归滑动平均模型，它可以更精确地预测季节性负荷。

电气化铁路负荷特性及对电能质量的影响与建议

关键词：电气化铁：ｅｌｅｃｔｒｉｉｅｆｄｒａｉｌｗａｙｓ；ｌｏａｄｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃ；ｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙ；ｈａｒｍｏｎｉｃｗａｖｅ；ｎｅｇａｔｉｖｅｓｅｑｕｅｎｃｅ
潘美容ＰＡＮＭｅｉ — ｒｏｎｇ；杨利兵②ＹＡＮＧＬｉ — ｂｉｎｇ；杜雅飞①ＤＵＹａ — ｆｅｉ
（ ① 国网山西省电力公司客户服务中心，太原０３０００８； ② 国网忻州供电公司，忻州０３４０００）（（￣）ＣｕｓｔｏｍｅｒＳｅｒｖｉｃｅＣｅｎｔｅｒｏｆＳｔａｔｅＧｒｉｄＳｈａｎｘｉＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３０００８，Ｃｈｉｎａ：
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｍｏｄｅｍｅｌｅｃｔｉｒｉｆｅｄｒａｉｌｗａｙ，ｌｉｋｅｓｉｎｇｌｅ — ｐｈａｓｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙａｎｄｉｍｐａｃｔｌｏａｄｈａｖｅｉｎｅｖｉｔａｂｌｅｉｍｐａｃｔｏｎ
ｈｅｔｇＴｉｄｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒａｉｌｗａｙｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｈｅｔｅｌｅｃｔｉｒｉｆｅｄｒａｉｌｗａｙｓｈｏｕｌｄｂｅｒｅｏｒｇａｎｉｚｅｄ

电气化铁路负荷特性分析及供电方案相关问题的建议

电气化铁路负荷特性分析及供电方案相关问题的建议景德炎铁道部工程设计鉴定中心（铁道部经济规划研究院）电气化咨询部摘要：在介绍电铁工作原理的基础上，详细分析了电铁牵引负荷特性及其供电需求，提出了对电铁供电方案和改善电能质量的建议，以及加强铁路、电力协商与合作，促进共同和谐发展的期待。

关健词：电铁负荷供电方案电能质量Abstract: On the basis of introduction of the electric railway work- principle, the specialities and power supply requirement of electric railway traction loads were detailedly analyzed, suggestion of improving electric railway power supply scheme and electric power quality, reinforcement the cooperation of electric railway with electric power, hope of accelerating jointly and harmoniously develop were put forward.Key words: electric railway traction loads, power supply scheme, electric power quality我国电气化铁路从1961年8月15日宝成线宝鸡至凤州段建成通车开始，经过四十多年的建设和发展，到2006年底，电气化总里程已达24000公里，位居世界第二位。

京广线、陇海线、京沪线、哈大线等主要干线都已实现电气化。

铁路具有占地少、能耗低、污染小、成本低、运量大、全天候的比较优势，特别是电气化铁路运输能力大，综合能源利用率高，节能减排优势明显，是我国铁路的发展方向。

电力变压器的温升与负载特性研究

电力变压器的温升与负载特性研究电力变压器是电力系统中不可或缺的设备之一，它在电能传输和分配中起着至关重要的作用。

随着电力系统的不断发展和优化，对于变压器的性能和可靠性要求也越来越高。

其中，温升和负载特性是评价变压器性能的重要指标。

因此，对电力变压器的温升和负载特性进行研究具有重要的理论和实际意义。

一、温升特性研究电力变压器在长时间运行中会产生热量，而温升则是衡量变压器内部热量积累程度的指标。

温升过高会导致变压器的绝缘材料老化和损坏，降低了变压器的运行可靠性，甚至可能引发火灾等严重事故。

因此，对于变压器的温升进行研究具有重要的意义。

1. 温升机理的研究变压器产生的温升主要是由于铁心和线圈的损耗和负载电流引起的。

其中，铁损耗是铁心材料磁滞和涡流损耗的综合结果，而线圈损耗则是由于线圈电阻所引起的。

通过对温升机理的深入研究，可以探索如何降低温升，提高变压器的运行效率和可靠性。

2. 温升试验和分析温升试验是评价变压器性能的重要手段之一，通过在实际运行负载条件下对变压器的温度变化进行监测和分析，可以得到变压器温升特性的数据。

同时，结合数学模型和计算方法，可以对温升进行计算和预测，为变压器的设计和运行提供科学依据。

二、负载特性研究负载特性是指变压器在不同负载条件下的电气性能，主要包括电压调整范围、电压调整速度和稳态误差等。

通过对负载特性的研究，可以了解变压器在实际负载条件下的工作状况，为电力系统的安全稳定运行提供依据。

1. 电压调整范围和电压调整速度电压调整范围是指变压器在负载变化时可以调整的电压范围，而电压调整速度则是指变压器在负载变化时所需要的时间。

通过对电压调整范围和电压调整速度的研究，可以评估变压器对于系统负载波动的响应能力，提高电力系统的稳定性和可靠性。

2. 稳态误差稳态误差是指变压器在负载变化后，输出电压与额定电压之间的偏差。

这种误差会影响电力系统的电能质量和供电稳定性。

因此，通过对稳态误差的研究，可以找出影响误差的因素，并采取相应的措施进行改进。

电气化铁路负荷特性分析和计量方案分析

有功功率相等，当将非线性负载的影响消除后，通常也没有将对电网有害的谐波进行计算最后就是各次谐波叠加的计量方式。各次谐波叠加计量方式中当基波的有功功率加上各次输出谐波有功功率后就等于总有功功率。不仅将供电网电压中所造成损耗的谐波排除后，也计算了对电网有害的谐波有功功率，具备着较高的科学性、合理性和准确性。
气化铁路的准确性。
【关键词】电气化铁路；负荷特性；计量方案
随着电力技术的快速发展和科学技术的迅速提高，使我国电气化铁路得到了迅速的发展。在进行电气化铁路运行过程中，通常需要将高次谐波电流注入电力系统中，会在一定程度上影响了电力系统的电压波形。在影响了电力运行系统时，会对电网安全和经济运行产生一定的危害，并且也需要制定科学合理的电能计量方案，以此保证电气化铁路的准确性。１电气化铁路的影响以及负荷特点（１）电气化铁路对电网波形的影响。在电气化铁路中注入高次谐波电流，会对电网波形产生一定的影响。电气化铁力对电网波形产生的影响，使得电网波形发生畸变的现象，而在电网电压电流的信号中，使信号也不再是周期正弦信号，没有具备一定的平稳性。在对其进行分析时，电气化铁路会对电力系统谐波产生～定的影响，通常出现污染的现象，由于多次谐波的组合。在组合的多次谐波中，主要是奇次谐波。（２）电气化铁路符合的特点。在电力系统中，电气化铁路是其主要的不平衡负荷和谐波源负荷。在电气化铁路中，通常是采用单相电力牵引，作为电力机车。当出现不对称的电流时，会对电力系统中的对称运行条件造成一定的影响，使运行条件出现损坏的现象，导致电力系统的负序分量大幅度增加。其次电力机车主要是整流型负荷，它会产生多次的谐波，并且注入电网中。在交流侧方面，电力机车会产生全部的频次谐波，并包括基波。当产生负序分量和谐波时并注入电网，从而会对电力系统产生严重的影响。．在电气化铁路中，电气牵引网的特点主要包括：用电量大、通常分布在较广的铁道线，并覆盖在广泛的公用供电区等。电力机车有着较大的功率和速度，并且负载状况也会发生频繁的状况，电力机车不仅会产生大量的电力谐波，且具备着不断变化的特点，也会对公用电网产生波动的现象，从而对电力系统产生严重的影响。总而言之，电气化铁路用电负荷的特点主要包括：较大的容量和负序电流、较高的谐波含量：并且三相和电压会出现严重的不平衡现象，并且电流波形畸变等。用电负荷在具备着这些特点后，通常会对公用电网运行产生严重的影响，对电网的安全性和可靠性都产生影响。电气化铁路用电负荷不仅会对电力系统的电能质量和安全运行都会产生严重的影响，也会对电气化铁路牵引站的可靠性供电产生影响。而在危害电气化铁路因素中，主要就是电力谐波。２电力谐波计量方案目前在谐波电能计量方式中主要分为两种，其一是感应式电能表，其二是电子式电能表。首先是感应式电能表，在谐波电能计量方式中，由于感应式电能表在工作时，有着较小的工作频率范围。在工频范围是４５Ｈｚ一６５Ｈｚ之间，它的铁芯才会对基波功率和电能进行测量。当输入信号的频率在发生变化后，使电流、电压磁通也会发生变化，而且电压和电流的夹角也会发生变化，从而引起驱动、抑制和补偿等力矩发生变化，造成计量出现误差的现象。当输入信号的频率不断增高时，误差向负方向也会增大，而计量只能得到较少的电量。在感应式电能表工作频率范围小于高次谐波的频率，从而感应式电能表不能在谐波电流中使用。．在电子式电能表对谐波电流进行计量时，由于数字化技术的快

基于概率统计的新疆电气化铁路负荷特性分析及对地区电网的影响

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｌｏａｄｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｉｒｆｉｅｄｒａｉｌｗａｙｉｎＸｉｎｊｉａｎｇａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｒｕｌｅｓｏｆｅ－
ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｌｉｎｅｅｔｃ．，ａｎｄｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｒｅａｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｈａｓａｕｉｇｄｉｎｇｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｃｅｆｏｒｌｏａｄｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｏｆｅｌｅｃｔｉｒｆｉｅｄｒａｉｌｗａｙ，ｖｏｌｔａｇｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｈａｒｍｏｎｉｃｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｅｔｃ．
第３６卷第１期
２０１３年２月
四川电力技术
ＳｉｃｈｕａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏ１．３６。Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．，２０１３

基于概率统计的新疆电气化铁路负荷特性分析及对地区电网的影响

浅谈负荷特性的分析和研究

浅谈负荷特性的分析和研究作者：汪鹏来源：《科学与财富》2016年第15期摘要：文章介绍了电力系统负荷的组成、特点，说明电力系统负荷以及负荷特性分析，阐述了负荷预测的原理、起源及当前国内外电力负荷预测领域应用概况。

关键词：电力系统，负荷，特点引言：电力系统负荷预测是在充分考虑一些重要的系统运行特性、增容决策、自然条件及社会影响等条件下，研究和应用一套系统处理过去负荷与未来负荷的数学方法，在满足一定精度要求的前提下，确定未来某特定时刻的电力负荷值。

电力负荷预测是电网实时控制、运行计划和发展规划的前提。

按预测时间期限通常分为长期、中期、短期和超短期负荷预测。

短期负荷预测可对未来一天到七天的负荷进行预测，是调度中心制定发电计划及发电厂报价的依据。

它也是能量管理系统（EMS）的重要组成部分，对电力系统的运行、控制和计划都有着非常重要的影响，提高电力系统短期负荷预测的精度既能增强电力系统运行的安全性，又能改善电力系统运行的经济性。

电力负荷预测己成为电力市场运行和推行电力市场化的必要基础。

电力负荷预测的工作水平已成为衡量一个电力企业的管理是否走向现代化的显著标志之一，因此，对电力负荷预测算法及模型的研究具有重要的意义和价值。

一、研究的目的和意义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、原动力资源的需求量，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。

做好电力负荷预测，进行合理的电力系统规划，不仅可以获得巨大的经济效益，也能获得巨大的社会效益，其准确程度直接影响到投资、网络布局和运行的合理性。

负荷特性分析以及合理预测与经济效益及社会效益息息相关。

因此，电力负荷特性分析以及合理预测是一项十分重要的工作，它对于保证电力工业的健康发展，乃至对于整个国民经济的发展均有着十分重要的意义。

二、国内外研究状况及水平负荷预测的发展经历了一个漫长的阶段，从传统的方法到现在的智能算法等各种方法，层出不穷，其中较为成熟的有趋势外推法、相关分析法、时间序列法等。

企业电力用户负荷特性分析精品资料

企业电力用户负荷特性分析
摘要：电力系统必须维持发电设备生产的电能与各类用户所需要的电能相平衡，如果这种平衡状态被打破，就会出现电能过剩或者不足的现象，因此研究不同电力用户的负荷特性是十分必要的，特别是在如今大数据时代背景下更是如此。文章选取冀北五地市黑色金属冶炼及压延工艺、黑色金属矿采、非金属矿物和金属制品四个重点行业的电力大客户的每天96个点的日负荷数据，对他们的用电负荷特性进行聚类分析，通过负荷特性深入了解其用电行为。
[6]赵文清,龚亚强.基于KernelK-means的负荷曲线聚类[J].电力自动化设备,2016,36(6).
[7]王晨力.基于蚁群优化算法的电力负荷聚类和输电线故障识别研究[D].天津：天津大学硕士论文,2005.
[8]彭小圣,邓迪元,程时杰等.面向智能电网应用的电力大数据关键技术[J].中国电机工程学报,2015,35(3).
2数据的选取及预处理
2.1数据选取
本文选取冀北五地市四百多个行业中的黑色金属冶炼及压延工艺、黑色金属矿采、非金属矿物和金属制品四个重点行业的每天96个点的日负荷数据进行重点分析，负荷数据来自冀北电网公司数据库。其中黑色金属冶炼及压延工艺的数据量为284053条，黑色金属矿采数据量为1950430条，非金属矿物数据量为2620129条，金属制品数据量为3359569条。
3聚类结果分析
数据经过上述的缺失值处理和归一化后即可进行聚类分析。因聚类结果有大量统计图表，为了展示方便，本文只选取黑色金属矿采行业的典型聚类图。黑色金属矿采行业主要包括铁矿采选和其它黑色金属矿采，目前冀北黑色金属矿采业用户共7861户。在冀北五地市中，唐山的用户最多，共计5003个，合同容量占比约0.434；承德的用户其次，共计1430个，合同容量占比约0.386；张家口的用户第三，共842个，合同容量占比约0.065；秦皇岛的用户第四，共计584个，合同容量占比约0.113；廊坊的用户第五，共计2个，合同容量占比不足0.01。图1便是黑色金属矿采行业的用户日负荷特性聚类结果，聚类数为10，展示的是每类的聚类中心曲线（其中横坐标是每天96点的负荷取值时间）。

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电力机车负荷特性研究
摘要：为掌握电气化铁路供电电能质量情况，本文对电力机车运行中产生的谐
波给电网带来的影响进行了分析。

根据电气化铁路牵引供电系统的工作原理，利
用PSCAD/EMTDC建立了电气化铁路外部供电电源、牵引变压器、牵引网和电力
机车的仿真模型，并得到与实测数据基本相符的仿真结果，仿真和实测结果表明，电气化铁路牵引供电系统含有大量的谐波和负序分量，劣化了电网电能质量，应
引起高度重视并积极解决。

关键词：电力机车；牵引供电系统；电能质量；PSCAD/EMTDC
1 引言
由于电力机车采用单相整流供电方式，机车运行时从电网吸收工频功率的同时，向电网注入谐波和负序电流。

随着列车速度的提高，列车取用功率成倍增加，使得电气化铁路对电网的影响日益突出[1-3]。

电力机车运行时对电网的具体影响包括：a．电能质量下降；b．负序分量使
发电机中产生负序同步转矩，导致附加震动；使电动机中产生制动转矩，影响出力；增加变压器能量损耗和铁芯磁路的发热。

c．增加系统功率损耗，干扰通讯设备的正常运行；d．造成继电保护装置的负序参量启动元件频繁启动，也可能造
成相差高频保护和发电机负序电流保护故障[5-6]；e．谐波可能引起电感、电容谐振，并放大共振，威胁电网安全。

电气化铁路存在的这些电能质量问题与电力机车的负荷特性密切相关，本文
利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了包括外部供电电源、牵引变压器、
牵引网和电力机车在内的牵引供电系统的仿真模型。

并结合电气化铁路现场实测
数据，对牵引供电系统的电能质量问题进行了仿真研究，得到与实测数据基本相
符的仿真结果，掌握了目前电网和用户负荷受电气化铁路影响的基本状况，为采
取有效的电能质量治理措施提供依据。

2 牵引供电系统仿真模型的建立
机车牵引供电系统是由外部电源、牵引变电所、牵引网和电力机车等组成的，其结构如图1所示。

因此，只有建立起电力机车，牵引网和牵引变压器的模型，
才能真正的研究清楚电气化铁路的电能质量问题及其对电力系统的影响。

下面对
电气化铁路牵引供电系统的各组成部分分别进行建模。