Графики электрических нагрузок

Графики электрических нагрузок позволяют правильно подойти к выбору основного оборудования подстанций — трансформаторов, компенсирующих устройств, кабелей и наметить наиболее экономичный режим их работы.

В условиях действующего предприятия графики электрических нагрузок помогают выявить основные показатели электрических нагрузок, которые необходимы для проектирования электроснабжения аналогичных производств.

Суточные графики показывают изменение нагрузок в течение суток. Их строят по показаниям счетчиков активной и реактивной энергии через каждый час либо каждые полчаса (для выявления получасового максимума нагрузки).

Для суточных графиков активной и реактивной нагрузок характерны следующие величины: максимум активной (реактивной) нагрузки за сутки P ‘ м (Q ‘ м) кВт ( квар), максимум активной нагрузки в наиболее загруженной смене P м кВт, расход активной (реактивной) энергии за сутки Wcут ( V cут), кВт-ч (квар-ч), расход активной (реактивной) энергии за наиболее загруженную смену Wcм (Vcм), кВт-ч (квар-ч).

Используя эти характерные величины и зная общую номинальную мощность всех рабочих электроприемников (Ри, кВт), можно определить следующие характерные для суточных графиков показатели:

Cреднюю активную нагрузку за сутки (кВт) :

Средниюю активную нагрузку за наиболее загруженную смену (кВт) :

К оэффициент использования номинальной мощности Р н за наиболее загруженную смену :

К оэффициент мощности в период максимума :

Cредневзвешенный коэффициент мощности за наиболее загруженную смену

К оэффициент заполнения суточного графика активной и реактивной нагрузки :

К оэффициент максимума активной нагрузки за наиболее загруженную смену :

Годовые графики активной и реактивной нагрузок по продолжительности, построенные на основании суточных или месячных графиков нагрузок, позволяют уточнить величину годового потребления электроэнергии, наметить режим работы трансформаторов на подстанциях в течение года, правильно выбрать компенсирующие устройства.

Для годовых графиков активной и реактивной нагрузок по продолжительности характерны следующие величины: годовой максимум активной (реактивной) нагрузки P м.г (Qм.г), кВт (квар), годовой расход активной (реактивной) энергии Wг (V г ), кВт-ч (квар-ч).

Производными для этих графиков будут следующие характерные показатели:

Г одовое число часов использования максимума активной (Гм, ч) и реактивной (Гм. р, ч) нагрузок :

где Тт — годовой фонд рабочего времени, ч,

Г одовой коэффициент сменности по энергоиспользованию :

К оэффициент заполнения годовых графиков активной и реактивной нагрузок :

Для анализа и сопоставления показателей, полученных на одном предприятии, с показателями аналогичных производств других предприятий необходимо графики электрических нагрузок дополнять данными, характеризующими технологию производства в соответствующий графикам период времени.

В качестве примера на рис. 1 и 2 приведены суточный и годовой графики активных нагрузок цеха мощностью 5,5 млн. м2 в год, построенные на основании показаний счетчиков активной энергии во время обследования электрических нагрузок предприятия.

Источник

Коэффициент формы суточной нагрузки что это

Кривая изменения активной, реактивной и токовой нагрузки во времени, называется графиком нагрузки по активной, реактивной мощностям и току соответственно.

Графики нагрузок дают возможность определить некоторые показатели, необходимые при расчетах нагрузок, и более рационально выполнить систему электроснабжения.

Назначение и классификация графиков нагрузок

Электрическая нагрузка характеризует потребление электрической энергии отдельными приемниками, группой приемников в цехе, цехом и заводом в целом. При проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий основными являются три вида нагрузок:

а) активная мощность P ;

б) реактивная мощность Q ;

В расчетах систем электроснабжения промышленных предприятий используются следующие значения электрических нагрузок:

а) средняя нагрузка за наиболее загруженную смену – для определения расчетной нагрузки и расхода электроэнергии;

б) расчетный получасовой максимум активной и реактивной мощности – для выбора элементов систем электроснабжения по нагреву, отклонению напряжения и экономическим соображениям;

в) пиковый ток – для определения колебаний напряжения, выбора устройств защиты и их уставок.

Электрическая нагрузка может наблюдаться визуально по измерительным приборам. Регистрировать изменения нагрузки во времени можно самопишущим прибором (рис.1). В условиях эксплуатации изменение нагрузки по активной и реактивной мощности во времени записывают, как правило, в виде ступенчатой кривой, по показаниям счётчиков активной и реактивной энергии, снятым через одинаковые интервалы времени t _и (рис. 2).

Рис.1. График нагрузок по записи регистрирующих приборов Рис.2. График нагрузки по показаниям

счетчика активной энергии

Графики нагрузок подразделяют на индивидуальные и групповые.

Индивидуальные графики ( p ( t ), q ( t ), i ( t )), необходимы для определения нагрузок мощных приемников электроэнергии (электрические печи, преобразовательные агрегаты главных приводов прокатных станов и др.).

При проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий используются, как правило, групповые графики нагрузок (от графиков нагрузок нескольких приемников электроэнергии до графиков предприятия в целом). Графики нагрузок всего промышленного предприятия дают возможность определить потребление активной и реактивной энергии предприятием, правильно и рационально выбрать питающие предприятие источники тока, а также выполнить наиболее рациональную схему электроснабжения.

По продолжительности различают суточные и годовые графики нагрузок предприятия. Каждая отрасль промышленности имеет свой характерный график нагрузок, определяемый технологическим процессом производства. Групповой график нагрузок слагается из индивидуальных графиков нагрузок приемников, входящих в данную группу. Степень регулярности групповых графиков определяется типами индивидуальных графиков и взаимосвязью нагрузок отдельных приёмников по технологическому режиму работы.

Основные коэффициенты, применяемые при расчете электрических нагрузок

Коэффициент использования – основной показатель для расчета нагрузки – это отношение средней активной мощности отдельного приемника (или группы их) к её номинальному значению.

Значения коэффициента использования должны быть отнесены к тому же периоду времени (циклу, году, смене), к которому отнесены мощности, на основе которых этот коэффициент вычисляется.

Рис.3. Индивидуальный график активных нагрузок

Для графика активных нагрузок (рис.3) средний коэффициент использования активной мощности приемника за смену может быть определен из выражения (2):

где Э_а – энергия, потребляемая приемником за смену; Э_а,возм – энергия, которая могла бы быть потреблена приемником за смену при номинальной загрузке его в течение всей смены.

Коэффициентом включения приемника k _В – называется отношение продолжительности включения приемника в цикле t _В ко всей продолжительности цикла t _ц . Время включения приемника за цикл складывается из времени работы t _р и времени холостого хода t _х :

Коэффициентом включения группы приемников, или групповым коэффициентом включения K _В, называется средневзвешенное (по номинальной активной мощности) значение коэффициентов включения всех приемников, входящих в группу, определяемое по формуле:

Коэффициентом загрузки k _з,а приемника по активной мощности называется отношение фактически потребляемой им средней активной мощности P _С,В (за время включения t _В в течение времени цикла t _ц ) к его номинальной мощности:

Групповым коэффициентом загрузки по активной мощности называется отношение группового коэффициента использования к групповому коэффициенту включения:

Коэффициентом формы индивидуального или группового графика нагрузок называется отношение среднеквадратичного тока (или среднеквадратичной полной мощности) приёмника или группы приёмников за определенный период времени к среднему значению его за тот же период времени:

Коэффициентом максимума активной мощности называется отношение расчетной активной мощности к средней нагрузке за исследуемый период времени. Исследуемый период времени принимается равным продолжительности наиболее загруженной смены.

Коэффициентом спроса по активной мощности называется отношение расчетной (в условиях проектирования) или потребляемой P_n (в условиях эксплуатации) активной мощности к номинальной (установленной) активной мощности группы приемников:

Коэффициентом заполнения графика нагрузок – называется отношение средней активной мощности к максимальной за исследуемый период времени (обычно P_M = P (30)). Исследуемый период времени принимается равным продолжительности наиболее загруженной смены.

Коэффициентом разновременности максимума активных нагрузок называется отношение суммарного расчётного максимума активной мощности узла системы электроснабжения к сумме расчётных максимумов активной мощности отдельных групп приемников, входящих в данный узел системы электроснабжения. Этот коэффициент характеризует смещение максимума нагрузок отдельных групп приемников во времени, что вызывает снижение суммарного максимума узла по сравнению с суммой максимумов отдельных групп.

Источник

Коэффициент формы суточной нагрузки что это

Р.И. Мустафаев, Р.Г. Миронов
СУТОЧНЫЕ ГРАФИКИ НАГРУЗКИ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ

На основе автоматической регистрации режимных параметров исследуются сезонные зависимости коэффициентов формы суточных графиков нагрузки. Даны уравнения регрессии, определяющие зависимость коэффициентов формы суточных графиков от температуры.

В основе расчетов баланса и режимов электропотребления лежат суточные графики нагрузки. Известно, что графики нагрузки отдельных потребителей отличаются по форме вследствие специфики режима потребления электроэнергии, например, многосменные промышленные предприятия, тяговая нагрузка, коммунально-бытовая. При суммировании графиков нагрузки отдельных потребителей эти особенности усредняются, формируя обобщенный график нагрузки центра питания, энергосистемы. В соответствии с ними устанавливаются режимы работы генерирующих станций. Качество графика нагрузки определяется возможностью энергосистемы обеспечить этот график. Каждая энергосистема имеет свои особенности, обусловленные климатическими факторами, электропотребленнием в промышленности, возможностями регулирования энергосистемой суточного графика с целью более равномерного распределения нагрузки в течение суток. Для Апшерона, как показывалось ранее [1], суточные графики нагрузки имеют сильно выраженную сезонную и погодную зависимость, как по величине максимума нагрузки, так и по форме суточного графика, коэффициента его заполнения, соотношению между дневной и вечерней нагрузкой.

В качестве иллюстрации на рис.1 приведены суточные графики электропотребления типовой нагрузки для характерных дней сезонов года. Как видно из рис.1, графики различаются не только по максимуму нагрузки, но и по характеру потребления электроэнергии в течение суток. В зимнее время дневная нагрузка практически совпадает с вечерней нагрузкой, нагрузка в летнее время имеет сильно выраженный вечерний максимум. В весенний и осенний периоды, при коротком световом дне, суточный график имеет также явно выраженный максимум утренней нагрузки. Количественную оценку сходства и различия вышеприведенных суточных графиков для различных сезонов года в характерном диапазоне времени с 700 до 2100, можно оценить с помощью коэффициентов корреляции, представленных в таблице 1.

Как видно из таблицы, наибольшим сходством обладают графики весенней, осенней и летней нагрузки. Наиболее сильно от этих графиков отличается график зимней нагрузки. Нагрузка жаркого лета, с повышением электропотребления на охлаждение в дневное время суток, приближается по суточному графику к зимней нагрузке.

Для сравнения и сопоставления суточных графиков нагрузки, относящихся к различным сезонам года и различным погодным условиям, можно воспользоваться спектральными методами анализа – разложением в ряд Фурье с последующим сопос- тавлением составляющих гармоник [2]. Известно, что периодическую функцию X(t), заданную на интервале [0,T] с периодом T=1/f, где f – частота основной гармоники, можно представить в виде ряда:

и

Значения составляющих первых 5 гармоник разложения в ряд Фурье суточных графиков нагрузки для различных сезонов года – рис.1, представлены в таблице.2:

Используя для сравнения суточных графиков спектральные характеристики – рис.2, полученные в результате разложения в ряды Фурье (с помощью современных компьютеров эта операция не представляет сложности), можно выявить различия в форме, например, зимних и летних суточных графиков нагрузки – рис.1. Однако спектральные характеристики явно не отражают реально воспринимаемых параметров суточных графиков, например, вечерних максимумов нагрузки. Поэтому более практич- ным, по нашему мнению, является описание суточных графиков с помощью следующих показателей – рис.3

В течение года суточные графики нагрузки из-за температурных, погодных и иных случайных изменений нагрузки подвержены сильным колебаниям, однако при статистической обработке параметров нагрузки прослеживаются вполне определенные закономерности, частично рассмотренные ранее [1,3]. Для характеристики формы суточных графиков можно использовать коэффициенты относительных значений утрен- ней, дневной и ночной нагрузки по отношению к максимальной вечерней нагрузке, а для напряжения – дневных и вечерних значений напряжений по отношению к максимальному ночному напряжению. Если принять в качестве базовых значений максимальные значения суточных графиков U, I, S, WP, то по отношению к ним можно определить все остальные показатели суточных графиков.

Усредненные среднемесячные значения коэффициентов формы суточных гра- фиков U, I, WP представлены в таблицах 3 и 4:

Статистические параметры коэффициентов формы суточных графиков напряжения и тока.

Статистические параметры коэффициентов формы суточных графиков электропотребления.

Таким образом, с помощью моментов времени Т1, Т2, Т3, Т4 и относительных значений амплитуд суточного графика для этих моментов времени можно достаточно полно описать форму суточных графиков параметров нагрузки.

Для каждого времени сезона характерны некоторые среднестатистические дневные температуры, значения которых можно приближенно оценить с помощью выражения:

где n – день года (n=1÷365),
N – месяц года (N=1÷12),
σ – стандартное отклонение.

Кривые температурной зависимости коэффициентов формы суточных графиков нагрузки – рис.7-9, получены с помощью компьютерных методов фильтрации данных годовой регистрации нагрузки и режимных параметров и упорядочены по возрастанию температуры в виде последовательности данных, позволяющих построить аппрокси- мирующие кривые и найти с помощью численных методов коэффициенты полиномов нелинейной регрессии. Ниже в виде уравнений регрессии даются температурные зависимости коэффициентов формы суточных графиков для напряжений, токов и электропотребления. Суточный график электропотребления совпадает по форме с суточным графиком активной мощности. Поэтому коэффициенты суточного графика активной мощности могут приниматься такими же, как и суточного графика электропотребления активной мощности.

Температурные зависимости коэффициентов формы суточных графиков напряжения, тока и нагрузки.

Смещения в течение года моментов времени наступления характерных суточных нагрузок (Т1, Т2, Т3, Т4 ) представлены на рис.11 и достаточно хорошо согласуются с характером изменения светлого времени суток в течение года. Характер изменения в течение года продолжительности максимума и минимума нагрузки (Тmax, Тmin ), приведенный на рис.12, также соответствует изменению в течение года продолжительности светлого времени суток.

Резюме: На основании данных замеров нагрузки и режимных параметров п остроены диаграммы сезонной зависимости коэффициентов формы суточных графиков напряжения, тока и электропотребления. Найдены математические выражения зависимости коэффициентов формы от температуры и построены соответствующие диаграммы этих зависимостей. Полученные зависимости могут быть использованы, например, для прогнозирования максимальных суточных нагрузок по результатам выборочных замеров нагрузки, прогноза качества напряжения, планирования ограничений при дефиците мощности энергосистемы.

THE DAILY DIAGRAMS of LOADING and REGIME PARAMETERS

MUSTAFAYEV R.I., MIRONOV R.G.

On the basis of automatic registration of regime parameters the seasonal dependences of factors of the form of the daily diagrams of loading are investigated. The equations of regresses determining dependence of factors of the form of the daily diagrams from temperature are submitted.

Источник