电力负荷特性和计算分析
电力系统负荷特性分析
电力系统负荷特性分析在当今社会，电力已经成为了我们生活和生产中不可或缺的能源形式。
电力系统的稳定运行对于保障社会的正常运转至关重要，而其中电力系统负荷特性的分析则是理解和优化电力系统运行的关键环节。
电力系统负荷，简单来说，就是电力用户在不同时间内对电力的需求。
它不是一个恒定不变的量，而是随着时间、季节、天气、用户行为等多种因素的变化而不断变化的。
这些变化具有一定的规律和特点，通过对这些规律和特点的深入研究和分析，我们能够更好地预测电力需求、规划电力生产和配送，从而提高电力系统的可靠性和经济性。
电力系统负荷特性可以从多个角度进行分析。
首先是时间特性，这是最为直观和常见的分析角度。
在一天当中，负荷通常呈现出明显的峰谷变化。
早上起床后，人们开始使用各种电器，负荷逐渐上升；到了上午和下午的工作时间，工厂、办公楼等场所的用电设备全力运行，负荷达到较高水平；晚上下班后，家庭用电增加，但工业用电减少，负荷会有所波动；深夜时分，大部分用户处于休息状态，负荷降至低谷。
这种日负荷曲线的峰谷差异，给电力系统的运行带来了挑战。
为了满足高峰时段的用电需求，电力系统需要具备足够的发电和输电能力，但在低谷时段，这些能力可能会出现闲置，造成资源浪费。
从季节的角度来看，负荷特性也有显著的差异。
夏季由于气温升高，空调等制冷设备的使用大幅增加，导致负荷显著上升，形成夏季用电高峰；冬季则因为取暖设备的使用，负荷也会有所增加，但通常不如夏季明显。
此外，在一些地区，春秋季节的负荷相对较为平稳。
这种季节性的负荷变化，要求电力系统在不同季节进行有针对性的规划和调整。
除了时间和季节，天气因素对负荷特性也有着重要的影响。
在炎热的天气里，空调负荷会急剧上升；在寒冷的天气中，取暖负荷相应增加。
而在极端天气条件下，如暴雨、台风等，可能会导致部分电力设施受损，影响供电可靠性，进而引起负荷的异常变化。
另外，节假日也是影响负荷特性的一个因素。
在法定节假日，特别是长假期间，工厂、企业等生产性用电减少，而旅游景区、商业中心等地的用电可能会增加。
电力系统负荷特性分析研究
电力系统负荷特性分析研究电力系统是现代社会中不可或缺的重要组成部分，其稳定运行对于经济发展和社会生活具有重要意义。
负荷特性是电力系统的重要特性之一，对于电力系统的规划、运行和控制都有着重要的影响。
因此，开展电力系统负荷特性分析研究具有重要的理论和实践价值。
近年来，国内外学者针对电力系统负荷特性开展了大量研究。
主要研究方向包括：负荷特性的分类、影响因素、模型建立和负荷预测等。
传统的负荷特性分析方法主要基于统计分析，如时间序列分析、回归分析等。
然而，这些方法往往忽略了电力系统的动态性和复杂性，难以准确分析负荷特性的变化趋势和规律。
本研究采用基于非线性理论的方法对电力系统负荷特性进行分析。
利用负荷特性数据采集系统获取实时负荷数据，并采用预处理方法对数据进行清洗和整理。
运用非线性理论中的时间序列分析方法对负荷特性进行建模，并采用交叉验证技术对模型进行评估和优化。
通过对比传统方法和非线性方法的分析结果，本研究发现非线性方法能够更好地捕捉负荷特性的非线性规律，具有更高的预测精度和稳定性。
非线性方法还能够揭示负荷特性中隐藏的周期性和趋势性，为电力系统的规划和运行提供更有价值的参考信息。
然而，非线性方法也存在一定的局限性，如对数据质量和模型参数的选择敏感，需要进一步研究和改进。
本研究对电力系统负荷特性分析进行了深入探讨，提出了一种基于非线性理论的方法，并对其进行了实验验证。
该方法能够更好地分析负荷特性的变化趋势和规律，提高预测精度和稳定性。
然而，非线性方法仍存在一定的局限性，需要进一步深入研究。
未来的研究方向可以包括：1）负荷特性的多尺度分析；2）考虑不确定性和鲁棒性的负荷预测；3）智能算法在负荷特性分析中的应用；4）考虑源荷互动的负荷特性分析等。
电力系统是现代社会中不可或缺的重要组成部分，其稳定运行对于经济发展和社会生活具有重要意义。
负荷特性分析和负荷预测是电力系统运行的关键环节，对于提高电力系统的稳定性、安全性和经济性具有举足轻重的作用。
电力系统的负荷特性分析与建模研究
电力系统的负荷特性分析与建模研究一、引言在当今社会，电力系统作为重要的基础设施，为各个行业的发展提供了可靠的电能供应。
然而，电力系统的负荷特性对于系统的运行和规划至关重要。
负荷特性的分析与建模研究可以为电力系统运行和规划提供重要的支持，并且对于优化系统运行、提高系统效率和确保供电可靠性具有重要意义。
二、电力系统负荷特性分析方法1. 传统的负荷特性分析方法a. 统计分析方法：基于历史数据进行统计分析，如负荷曲线的频率分布、负荷的峰谷差等。
b. 统计模型方法：通过建立统计模型，如ARIMA模型、灰色模型等，对负荷特性进行研究。
2. 基于智能算法的负荷特性分析方法a. 神经网络方法：基于神经网络的负荷预测模型，通过学习历史负荷数据，实现对未来负荷的预测。
b. 遗传算法方法：通过对电力系统负荷进行遗传算法优化，实现对负荷特性的分析和改进。
三、电力系统负荷特性的建模研究1. 静态模型a. 基于负荷历史数据的分布模型：通过统计分析历史负荷数据的分布特性，建立负荷概率分布模型。
b. 基于负荷特征的聚类模型：根据负荷特性的相似性将负荷分为若干类别，并建立相应的负荷模型。
2. 动态模型a. 基于时间序列的模型：通过时间序列分析方法，如ARIMA模型，建立负荷的长期和短期预测模型。
b. 基于回归分析的模型：通过回归分析方法，建立负荷与其他因素的关系模型，实现对负荷的预测和仿真。
四、电力系统负荷特性分析与建模在电力系统运行中的应用1. 负荷预测与调度a. 基于负荷特性的负荷预测：通过对负荷特性进行分析，建立负荷预测模型，为电力系统的调度提供准确的负荷预测结果。
b. 负荷平衡与调整：通过对负荷特性的分析，确定合适的负荷平衡策略，实现电力系统的负荷平衡与调整。
2. 电力系统规划与设计a. 负荷增长预测：通过负荷特性的分析和建模，预测电力系统未来负荷的增长趋势，为电力系统规划和设计提供依据。
b. 电力系统扩容与优化：通过负荷特性分析与建模，发现电力系统中存在的负荷不均衡问题，并对电力系统进行扩容与优化。
电力负荷特性和计算分析
电力负荷特性和计算分析1. 介绍电力负荷特性和计算分析是电力系统中一个重要的研究领域。
理解电力负荷特性有助于电力系统规划、运营和控制，并提供有关负荷需求预测和电力市场开展的信息。
本文将介绍电力负荷特性的根本概念和常用的计算分析方法。
2. 电力负荷特性概述电力系统的负荷特性指的是电力负荷与时间的关系。
负荷特性是描述电力负荷的变化趋势和规律，包括负荷的峰谷差、负荷的季节性变化、负荷的周日变化等。
电力负荷特性的研究对电力系统的运行和规划非常重要。
3. 负荷数据收集与预处理进行电力负荷特性分析的第一步是收集和预处理负荷数据。
负荷数据可以通过电力系统的监测设备、电力公司的统计数据或其他相关数据源获取。
在收集负荷数据后，需要进行数据清洗和预处理，包括去除异常值、缺失值填充和数据归一化等。
4. 负荷曲线分析负荷曲线是描述电力负荷变化的图形。
通过对负荷曲线的分析，可以获得负荷的峰谷值、负荷的波动范围和负荷的稳定性等信息。
常用的负荷曲线分析方法包括峰谷检测、趋势分析和周期性分析等。
5. 负荷分布特性分析负荷分布特性是指电力负荷在不同时间段的分布情况。
通过对负荷分布特性的分析，可以了解负荷的小时分布和区间分布等信息。
常用的负荷分布特性分析方法包括负荷分布图、累积分布函数和盒须图等。
6. 负荷预测负荷预测是利用历史负荷数据来预测未来负荷水平的方法。
负荷预测在电力系统的运行和规划中非常重要。
常用的负荷预测方法包括时间序列预测、回归分析和人工智能技术等。
7. 负荷分解与负荷类型识别负荷分解是将总负荷分解为各个具体负荷的过程。
通过负荷分解，可以了解不同负荷类型对总负荷的奉献程度。
常用的负荷分解方法包括统计分解法、因子分解法和神经网络等。
8. 负荷仿真与评估负荷仿真和评估是通过建立负荷模型来进行负荷情景分析和评估的过程。
负荷仿真可以帮助评估电力系统的容量需求和供电可靠性。
常用的负荷仿真和评估方法包括蒙特卡洛模拟、马尔科夫链和灰色系统理论等。
电力负荷特性分析专题讲义
电力负荷特性分析专题讲义1. 引言电力负荷特性分析是电力系统规划与运行中的重要环节，它对于合理安排电力资源、提高电力系统的供电可靠性和经济性具有重要意义。
本讲义将介绍电力负荷特性分析的根本概念、方法和应用。
2. 电力负荷特性分析的根本概念2.1 电力负荷电力负荷是指电力系统中消耗电能的设备和用户的总体。
它的特性直接影响电力系统的供电质量和运行稳定性。
2.2 电力负荷特性电力负荷特性是指电力负荷随时间的变化规律。
常见的电力负荷特性包括负荷时序特性、负荷分布特性和负荷容量特性。
2.2.1 负荷时序特性负荷时序特性描述了电力负荷随时间的变化过程。
它可以通过统计方法和数学模型来表示，常用的指标包括负荷曲线和负荷持续时间曲线。
2.2.2 负荷分布特性负荷分布特性描述了电力负荷在空间上的分布规律。
它可以通过区域负荷预测和负荷密度分析来研究，常用的指标包括负荷密度和负荷分布曲线。
2.2.3 负荷容量特性负荷容量特性描述了电力负荷在某个时间段内的最大功率需求。
它可以通过负荷峰值分析和负荷幅度分析来研究，常用的指标包括负荷峰值和负荷幅度。
3.1 数据采集电力负荷特性分析需要大量的数据支持，包括历史负荷数据、气象数据、经济数据等。
数据采集可以通过现场监测设备和在线监测系统来实现。
3.2 数据处理数据处理是电力负荷特性分析的关键步骤，它包括数据清洗、数据统计和数据模型建立等。
数据处理可以使用各种统计方法和数学模型，如时间序列分析、回归分析和神经网络等。
3.3 特性分析特性分析是根据数据处理结果对电力负荷特性进行分析和评估。
它可以通过绘制负荷曲线和负荷分布图来展示结果，并使用一些指标和方法进行评价，如峰谷比、负荷率和可靠性评估等。
4.1 规划与设计电力负荷特性分析可以用于电力系统的规划与设计，包括电网规模确定、电源配置和配电网规划等。
通过合理分析负荷特性，可以优化电力系统的配置和运行方式，提高供电的可靠性和经济性。
4.2 运行与调度电力负荷特性分析可以用于电力系统的运行与调度，包括负荷预测、功率平衡和备用方案等。
电力负荷特性和计算分析
Pc a
P0 S 1000
式中 P0—单位面积功率（负荷密度），W /m2； S—建筑面积，m2。
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第四节 建筑配电负荷的统计计算示例
使用负荷密度法估算的计算负荷是否 准确，完全取决于单位面积功率P0的准确 程度。因此，在选择确定单位面积功率时， 应综合考虑多方面的因素。 （1）建筑物的性质 （2）空调的形式 （3）照明负荷
⑴ 将用电设备分组，求出各用电设备组的总额定容量。 ⑵ 查出各组用电设备的利用系数及对应的功率因数。
Pav1 Ku1PN1
Q av 1P av 1tan 1
Pav Pav i
Pav2 Ku2PN2
Q a2 v P av 2tan2
Q av Q av i
⑶ 求负荷的有效值Pca
P ca K zP a v(1 .0~ 5 1 .1 )P av Q ca K zQ a v(1 .0~ 5 1 .1 )Q av
（3）断续周期工作制S3
这类工作制的用电设备周期性的工作、停歇，反
复运行，而且工作和停歇的时间都很短，周期一般不
超过10min，使设备既不能在一个工作时间内升温到额
定值，也不能在一个停歇时间内冷却到环境温度，如
电焊机和电梯电动机等设备。断续周期工作制的用电
设备可用“负荷持续率”（又称暂载率）来表征其工
Sca Pc2aQc2a
用第2种方法求计算负荷不整需理课要件乘以同期系数 。
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第四节 建筑配电负荷的统计计算示例
在民用建筑设计中常用的负荷计算方法有负荷密 度法、单位指标法、需要系数法和二项式系数法等。 《民用建筑电气设计规范》对负荷计算方法的选取原 则做了如下规定：
（1）在方案阶段可采用单位指标法；在初步设计及 施工图阶段，宜采用需要系数法。对于住宅，在设计 的各个阶段均可采用单位指标法。
电力系统中负荷特性与预测分析
电力系统中负荷特性与预测分析在当今高度依赖电力的社会中，电力系统的稳定运行至关重要。
而深入了解电力系统中的负荷特性以及进行准确的负荷预测分析，对于保障电力供应的可靠性、优化电力系统规划和运行具有极其重要的意义。
电力负荷特性是指电力用户在不同时间和条件下对电力的需求特点。
它受到多种因素的影响，包括但不限于季节变化、天气状况、经济活动、社会生活习惯等。
季节对负荷特性的影响十分显著。
在夏季，由于气温升高，空调制冷负荷大幅增加，导致电力需求急剧上升。
特别是在炎热的午后，居民和商业场所的空调使用达到高峰，使得电力负荷曲线出现明显的峰值。
而冬季，采暖负荷则成为主要的电力消耗因素，尤其是在寒冷的夜晚和清晨。
天气状况也会对负荷产生重要影响。
例如，在高温天气下，不仅空调负荷增加，工业生产中的降温设备也会加大电力消耗。
反之，在凉爽的天气中，电力负荷则相对较低。
降雨、降雪等天气变化也可能影响某些特定行业的生产活动，从而间接影响电力负荷。
经济活动的活跃度与电力负荷密切相关。
当经济繁荣时，工厂生产增加，商业活动频繁，用电量自然上升。
相反，经济衰退期间，电力需求往往会减少。
社会生活习惯同样是影响负荷特性的一个因素。
例如，节假日期间，居民的生活规律发生改变，用电量会出现与平日不同的分布。
又如，随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭拥有多种电器设备，这也导致了日常电力负荷的增长。
了解了电力负荷的特性，接下来我们探讨一下负荷预测的重要性。
准确的负荷预测是电力系统规划、运行和控制的基础。
在电力系统规划方面，通过对未来负荷的预测，可以合理确定发电容量的增长需求，规划新的变电站和输电线路的建设，以满足不断增长的电力需求，避免出现供电不足或过度投资的情况。
对于电力系统的运行来说，负荷预测有助于优化电力调度。
根据预测的负荷曲线，电力调度部门可以提前安排发电计划，合理分配不同类型发电机组的出力，提高电力系统的运行效率和经济性。
在电力市场环境下，准确的负荷预测对于电力供应商和消费者都具有重要意义。
第电力负荷分析
4、时间序列法
方法 :根据历史统计资料，总结出电力负荷发展水平 或负荷的年增长率或负荷的多年平均增长率（5年 或10年)与时间先后顺序的关系。
如：简单平均法、加权平均法
5、商业用电预测方法
归纳起来主要有两种方法： 1）直接外推法：即将商业用电的历史数据，拟合
出商业总用电量增长曲线，外推到所需预测的时刻，得 到商业总用电量预测值
常用负荷预测方法 ：
一、经验技术预测法
1、专家预测法
专家会议法 专家小组法
2、类比法：将类似事物进行类比分析，通过已知 事物对未知事物或新事物作出预测。
二、经典技术预测方法
1、用电单耗法
这个方法是根据预测期的产品产量（或产值） 和用电单耗计算需要的用电量，即：
Ah＝∑QiUi
式中 Ah—某行业预测期的需电量； Ui—各种产品（产值）用电单耗； Qi—各种产品产量（或产值）。
同时率K定义为： K=Pmax/∑Pi.max
Pmax—综合最大用电负荷按下式计算 ；
Pmax=K·∑Pi.max Pi·max—变电所各用户最大负荷； K—同时率。每个系统应根据实际统计资料确定， 当无实际统计资料时，可参考下列数值：
各用户之间
K=0.85～l.0
用户少或有特大用电负荷时 K=0.95～1.0
方法：找曲线函数，然后用最小二乘法使其间的偏差 之平方和为最小，求解出回归系数，并建立回归方
程。
。
最小二乘法：把数据序列的发展趋势用方程式 表示出来，进而利用趋势方程按最小平方法来确定 发展趋势曲线，就是要求时间序列实际值对趋势的 偏差平方和为最小
条件： 1）原数列数值与对应趋势的偏差平方和为最 小 2）偏差总和等于零，求解出回归系数，并建 立回归方程
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第二节 负荷计算的方法
根据长期观察所测得的负荷曲线可以发现： 对于同一类型的用电设备组、同一类型车间或
同一类企业，其负荷曲线具有相似的形状。因
此，典型负荷曲线就可作为负荷计算时各种必
要系数的基本依据。利用这种系数，根据工厂
所提供的用电设备容量、将其变换成电力设备
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第一节 负荷曲线与特性分析
有功功率负荷曲线对电力系统的运 行十分有用，电力系统的设计生产主要 是建立在预测的有功负荷曲线的基础之 上的。以下介绍几种典型的负荷曲线。
（一）日负荷曲线
日负荷曲线表示一天24h内负荷变化 的情况，如图6—1所示，此曲线可用于 决定系统的日发电量。
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第一节 负荷曲线与特性分析
2
第一节 负荷曲线与特性分析
表6－1 几种工业部门用电设备比重的统计
注 （1）比重按功率计。 （2）照明设备的比重很小，未统计在内。
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第一节 负荷曲线与特性分析
二、用电设备的工作制
我国低压电器行业采用了IEC34－1规定的 八种工作制中的三种，即长期连续工作制S1、 短时工作制S2和断续周期工作制S3。 （1）长期工作制S1
所需要的假想负荷——计算负荷。
用此计算负荷选择供电系统中的导线和电
缆截面积，确定变压器容量，为选择电气设备
参数、整定保护装置动作值以及制定提高功率
因素措施等提供了依据。
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第二节 负荷计算的方法
一、计算负荷的意义
“计算负荷”是按发热条件选择电气设备 的一个假定负荷。计算负荷产生的热效应需和 实际变动负荷产生的最大热效应相等。所以根 据计算负荷来选择导线及设备，在实际运行中 它们的最高温升就不会超过容许值。
将各工业部门消费的功率与农业、交通运输和市 政生活消费的功率相加就可得到电力系统的综合用电 负荷。综合用电负荷加网络中损耗的功率为系统中各 发电厂应供出的功率，因而称作电力系统的供电负荷。 供电负荷再加各发电厂本身消费的功率——厂用电， 为系统中各发电机应发出的功率，称作电力系统的发 电负荷。
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（3）断续周期工作制S3
这类工作制的用电设备周期性的工作、停歇，反
复运行，而且工作和停歇的时间都很短，周期一般不
超过10min，使设备既不能在一个工作时间内升温到额
定值，也不能在一个停歇时间内冷却到环境温度，如
电焊机和电梯电动机等设备。断续周期工作制的用电
设备可用“负荷持续率”（又称暂载率）来表征其工
在恒定负载（如额定功率）下连续运行相 当长时间，可以使设备达到热平衡的工作条件。 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、水泵、空气压缩机、电炉 和照明等。
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第一节 负荷曲线与特性分析
（2）短时工作制S2
设备在额定工作电流恒定的一个工作周期内不会 达到允许温升，而在两个工作周期之间的间歇又很长， 能使设备冷却到环境温度值。如金属切削机床用的辅 助机械（横梁升降、刀架快速移动装置等）、水闸用 电机等，这类设备的数量很少。
作性质。
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第一节 负荷曲线与特性分析
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 表示
tg tg
tg t0 T
式中 T—工作周期； tg—工作周期内的工作时间； t0—工作周期内的停歇时间。
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第一节 负荷曲线与特性分析
三、负荷曲线
负荷曲线是指在某一时间段内描绘负荷随时间的 推移而变化的曲线。
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第一节 负荷曲线与特性分析
（二）年最大负荷曲线
可根据典型日负荷曲线间接制成，表示从 年初到年终的整个1年内的逐月（或逐日）综 合最大负荷的变化情形，如图6—2所示。
（三）年负荷持续曲线
年负荷持续曲线是不分日月先后的界限， 只按全年的负荷变化，根据各个不同的负荷值 在一年中的累计持续时间而重新排列组成的， 即反映了工厂全年负荷变动与负荷持续时间的 关系,如图6—3所示。
按负荷性质可绘制有功和无功的负荷曲线；按负 荷持续时间可绘制日、月和年的负荷曲线；按负荷在 电力系统内的地点可绘制个别用户、电力线路、变电 所、发电厂乃至整个地区、整个系统的负荷曲线。将 这几方面负荷曲线综合在一起就可表明负荷曲线发与 供的全部特性。
有的负荷曲线是按一定时间为间隔绘制出来的。 但是逐点描绘的负荷曲线为依次连续的折线，不适于 实际应用。为了计算简单起见，往往将逐点描绘的负 荷曲线用等效的阶梯曲线来代替 。
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第一节 负荷曲线与特性分析
图6－2 年最大负荷曲线
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第一节 负荷曲线与特性分析
图6－3 年负荷持续曲线
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第一节 负荷曲线与特性分析
四、负荷曲线的特征指标分析
分析负荷曲线可以了解负荷变动的 规律。从工厂来说，可以合理地、有计 划地安排车间、班次或大容量设备的用 电时间，从而降低负荷高峰，填补负荷 低谷，这种“削峰填谷”的办法可使负 荷曲线比较平坦，调整负荷既提高了供 电能力，也是节电的措施之一。
从负荷曲线上还可以求得一些有用 的参数。
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第一节 负荷曲线与特性分析
（1）年最大负荷Pmax，负荷曲线上的最高点， 见图6—3。
（2）年最小负荷Pmin，负荷曲线上的最低点， 见图6—3。
（3）全年消耗的电量AY为
8760
AY 0 Pdt
全日消耗的电量AD为
24
AD 0 Pdt
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第一节 负荷曲线与特性分析
（4）年最大负荷利用小）平均负荷Pav
Pav
AY 8760
AD 24
（6）负荷率，平均负荷与最大负荷的比值
有功负荷率 Pav 1 Pmax
无功负荷率 Qav 1 Qmax
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第二节 负荷计算的方法
所谓计算负荷，就是在已知用电设 备性质、容量等条件的情况下，按照一 定的方法和规律，通过计算确定的电力 负荷。它包括有功计算负荷、无功计算 负荷、视在计算负荷和计算电流、尖峰 电流等内容。
第六章 电力负荷特性和计算分析
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第一节 负荷曲线与特性分析
一、电力系统负荷的构成
电力系统的总负荷就是系统中千万个用电设备消 费功率的总和。它们大致分为异步电动机、同步电动 机、电热电炉、整流设备、照明设备等几大类。
不同行业中，这些用电设备占的比重也不同。表 6—1所示是几种工业部门用电设备比重的统计。