電力分析

主要內(nèi)容包括電力系統(tǒng)的基本知識，電力系統(tǒng)的等值電路及潮流計算，電力系統(tǒng)有功功率平衡及頻率調(diào)整，電力系統(tǒng)無功功率平衡及電壓調(diào)整，電能損耗計算及降低的措施，電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性分析，遠(yuǎn)距離輸電，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和典型事故分析，架空線路機械計算，電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)計等 。

近年來，我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，尤其是工業(yè)發(fā)展突出，促進(jìn)了對電力的需求量，但是，用電增長存在地區(qū)差異，用電增長具有地區(qū)不平衡性，經(jīng)濟發(fā)展速度較快的東部沿海地區(qū)用電量增長速度快，而經(jīng)濟發(fā)展速度相對較慢的中西部地區(qū)用電量增長也相對比較緩慢，我國用電量呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)性差異，這種差異性隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展而逐漸擴大。2100433B

電力分析是指對由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電力生產(chǎn)與消費系統(tǒng)的特性進(jìn)行研究。

1、潮流計算，研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行情況的一種基本電氣計算，常規(guī)潮流計算的任務(wù)是根據(jù)給定的運行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如各母線上的電壓（幅值及相角）、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布以及功率損耗等。潮流計算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算和故障分析的基礎(chǔ) 。

2、短路故障計算，主要研究電力系統(tǒng)中發(fā)生故障（包括短路、斷線和非正常操作）時，故障電流、電壓及其在電力網(wǎng)中的分布。

3、穩(wěn)定計算，電力系統(tǒng)在正常運行時，經(jīng)受干擾而不發(fā)生非同步運行、頻率崩潰和電壓崩潰的能力。

電力分析儀：也叫電力質(zhì)量分析儀、諧波分析儀等。是測量電壓，電流，有功/無功/視在功率，功率因數(shù)，有效功率量，無效功率量，頻率，諧波的儀器。

電力分析儀主要用于單相、三相功率測量、電壓事件捕捉、諧波測量、三相不平衡度測量等方面。

概述

根據(jù)分析對象不同，城市電力飽和負(fù)荷分析可分為飽和負(fù)荷規(guī)模分析、飽和負(fù)荷時間分析和飽和負(fù)荷空間分析3類。其中，規(guī)模分析對象為城市電力負(fù)荷達(dá)到飽和時的用電量((kW·h)和最大用電負(fù)荷(kW);時間分析對象為負(fù)荷達(dá)到飽和階段的具體年度或置信區(qū)間;空間分析對象為飽和階段電力負(fù)荷在城市內(nèi)的空間位置分布情況，以便更好地布局電源點及線路走廊。

根據(jù)分析機理不同，可分為經(jīng)濟參數(shù)模型法和負(fù)荷趨勢模型法兩大類。其中，經(jīng)濟參數(shù)模型法是根據(jù)電力負(fù)荷和經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系，通過經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、市政建設(shè)、人口、居民生活水平等方而的參數(shù)分析，對飽和負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，傳統(tǒng)方法有單耗法、電力消費彈性系數(shù)法等 。經(jīng)濟參數(shù)模型法又可分為宏觀分析方法和微觀分析方法2類：宏觀方法側(cè)重于總量分析，用于用電量、用電負(fù)荷和飽和時間的分析預(yù)測;微觀方法側(cè)重于負(fù)荷的空間分布。在進(jìn)行飽和負(fù)荷分析時，應(yīng)運用宏觀分析方法進(jìn)行總量控制，運用微觀分析方法進(jìn)行修正調(diào)整，形成飽和負(fù)荷分析的閉環(huán)工作流程。負(fù)荷趨勢模型法是依據(jù)負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)，探求負(fù)荷發(fā)展變化規(guī)律，提煉計量模型，按照變化規(guī)律分析電力負(fù)荷的發(fā)展和飽和情況 。

經(jīng)濟參數(shù)模型法

（1）宏觀分析類

a.人均用電量法

在對飽和階段人口容量進(jìn)行分析和預(yù)測的基礎(chǔ)上，參照經(jīng)濟發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和電量增長規(guī)律，研究得出本地區(qū)電力需求增長表現(xiàn)飽和態(tài)勢時的人均用電量和負(fù)荷特性指標(biāo)，并據(jù)此推算飽和負(fù)荷的大小。

b..負(fù)荷密度法

通過參照經(jīng)濟發(fā)達(dá)國家和地區(qū)主要功能區(qū)的負(fù)荷密度情況.分析得出本地區(qū)電力需求增長表現(xiàn)飽和態(tài)勢時的飽和負(fù)荷密度，在此基礎(chǔ)上結(jié)合城市土地規(guī)劃推算出飽和負(fù)荷的大小。

c.系統(tǒng)動力與計量經(jīng)濟組合模型

飽和負(fù)荷受政治、經(jīng)濟、人口、環(huán)境等多方而影響，單一的預(yù)測方法很難提高預(yù)測的精度。系統(tǒng)動力學(xué)以定性分析為先導(dǎo)、定量分析為支持，從系統(tǒng)內(nèi)部的機制、微觀結(jié)構(gòu)入手來分析研究系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與其動態(tài)行為的關(guān)系;而計量經(jīng)濟學(xué)是定量分析研究具有隨機性特性的經(jīng)濟變量關(guān)系的有效手段。系統(tǒng)動力與計量經(jīng)濟組合模型是首先基于計量經(jīng)濟學(xué)找出電力需求的主要影響因素，在此基礎(chǔ)上建立電力需求與其影響因子的計量方程，然后建立考慮各方而影響的系統(tǒng)動力學(xué)電力需求預(yù)測模型，最后將人口、經(jīng)濟、電力需求的子系統(tǒng)方程代入系統(tǒng)動力學(xué)模型，綜合電力經(jīng)濟關(guān)系計量經(jīng)濟模型與電力負(fù)荷系統(tǒng)動力模型進(jìn)行飽和分析。

（2）微觀分析類

a.空間負(fù)荷法(用地仿真法)

根據(jù)城市總體規(guī)劃中的用地性質(zhì)把每個規(guī)劃區(qū)分為若干個地塊，每種用地的負(fù)荷密度根據(jù)“城中心取高值，城郊結(jié)合區(qū)取中值，郊區(qū)取低值”的原則。參照經(jīng)濟發(fā)達(dá)國家和地區(qū)主要功能區(qū)的負(fù)荷密度情況，對所處不同區(qū)域的同種用地性質(zhì)地塊取不同的負(fù)荷密度值，可以得出規(guī)劃區(qū)各個地塊的遠(yuǎn)期負(fù)荷預(yù)測值，將同一規(guī)劃區(qū)內(nèi)各個地塊負(fù)荷預(yù)測值相加，即可得出規(guī)劃區(qū)內(nèi)飽和年負(fù)荷預(yù)測值。

b.輻射效應(yīng)法

各地塊負(fù)荷密度之間存在輻射作用，一些負(fù)荷密度很高的地塊會對周邊區(qū)域的負(fù)荷密度有比較明顯的拉抬作用;同樣，負(fù)荷密度比較低的地塊，也會延緩周邊區(qū)域負(fù)荷的增長。輻射作用的本質(zhì)含義是，負(fù)荷密度下降或上升的梯度(或方向?qū)?shù))的模不會過大。負(fù)荷密度是標(biāo)量，負(fù)荷密度的輻射作用類似于其他標(biāo)量場，因此，可將負(fù)荷密度的空間分布視為二維標(biāo)量場。

通過上述方法，可以同時考慮主中心點與其他中心點之間的輻射效應(yīng)，也可以考慮各個中心點相互之間的輻射效應(yīng)。

c.蟻群元胞自動機模型

該方法的核心是對各類土地元胞轉(zhuǎn)換規(guī)則的深入挖掘。影響城市土地性質(zhì)轉(zhuǎn)變的因素相當(dāng)于蟻群理論中的信息索，信息素作用于土地元胞的轉(zhuǎn)移，從而計算得到城市用地性質(zhì)轉(zhuǎn)變的概率;再通過研究各類土地性質(zhì)下的負(fù)荷密度變化規(guī)律，預(yù)測城市未來電力負(fù)荷;并通過“S”形曲線來判斷達(dá)到飽和狀態(tài)的時機。

負(fù)荷趨勢模型法

a.邏輯斯蒂曲線擬合

邏輯斯蒂曲線是生長曲線模型的一種。生長曲線的特點是開始增長較為緩慢，以后在某一段時間內(nèi)增長速度較快，當(dāng)達(dá)到某一極限之后，生長速度又趨緩慢，這一特點與電力負(fù)荷的增長規(guī)律有共同之處，將邏輯斯蒂曲線應(yīng)用于飽和負(fù)荷預(yù)測是一種合適的方法。邏輯斯蒂曲線方程變形后可得到。擬合邏輯斯蒂曲線可采用四點法，即根據(jù)實測數(shù)據(jù)的4個特殊數(shù)據(jù)點來估計飽和值。

為確保所得到飽和值的準(zhǔn)確度，要求所選取的4個數(shù)據(jù)點具有一定的特殊性。根據(jù)取樣法的要求，統(tǒng)計歷史年的數(shù)據(jù)條數(shù)，確保其為4的倍數(shù)，然后從當(dāng)年開始倒推。選取相同間隔的4個數(shù)據(jù)作為計算飽和值的點，且給定的歷史年負(fù)荷數(shù)據(jù)越多(即所擬合的“S”形曲線上的已知點給得越多)，利用該方法求得的飽和值越準(zhǔn)確。

b.灰色Verhulst模型

傳統(tǒng)的灰色GM(1,1)模型比較適用于具有較強指數(shù)規(guī)律的負(fù)荷序列，描述單調(diào)的變化過程。而當(dāng)負(fù)荷按照“S”形曲線進(jìn)行增長或增長處于飽和階段時，若采用該灰色模型則預(yù)測誤差較大，預(yù)測精度不滿足實際要求，為此將灰色Verhulst模型引入到負(fù)荷預(yù)測中來，很好地解決了該問題，同時保留了灰色預(yù)測方法的優(yōu)勢和特點。

c.非線性回歸校正模型

非線性回歸模型是中長期負(fù)荷預(yù)測的一種有效的方法，對常規(guī)變化趨勢的負(fù)荷有很好的擬合性，具有直觀性強、計算簡單、可檢驗等優(yōu)點，但其對增長處于飽和階段的負(fù)荷預(yù)測誤差較大。通過對非線性回歸模型進(jìn)行校正可以很好地解決這個問題。}