負荷特性

負荷特性是指電力負荷從電力系統的電源吸取的有功功率和無功功率隨負荷端點的電壓及系統頻率變化而改變的規律。

電力負荷是電力系統的重要組成部分，它作為電能的消耗者對電力系統的分析、設計與控制有着重要影響。人們提出了大量的負荷模型，包括靜態負荷模型、機理動態負荷模型、非機理動態負荷模型。同時，也不斷積累了不少實測參數。建立一個負荷特性數據庫，能夠很方便地對歷史數據進行各種查詢以及調用，便於從一個整體、長期的範圍來對負荷特性進行比較、分析、綜合和應用。

從負荷建模系統對數據庫的要求而言，該負荷特性數據庫必須安全可靠並且易於使用，要求提供大容量的數據倉庫，支持大容量的數據調用且迅速，另外，在與其它數據庫的連接、操作系統的適應上應該更具有廣泛性。鑑於此，該軟件和數據庫分別是用Visual Basic 6.0和SQL Server來進行開發研製的。Visual Basic是一個可視化、面向對象的快速應用程序開發工具，具有強大的圖形、圖像處理功能，擁有強大的數據庫功能。SQL Server有着很好的易用性、可伸縮性和可靠性等等，這種關係型數據庫管理系統能夠滿足各種類型的企業客户和獨立軟件供應商構建應用程序的需要。在江蘇電網以及河南電網的負荷特性數據庫的建立和應用項目中，通過實踐證明，該負荷特性數據庫能夠滿足工程要求 ^[1]  。

負荷功率隨負荷點端電壓變動而變化的規律，稱為負荷的電壓特性；負荷功率隨電力系統頻率改變而變化的規律，稱為負荷的頻率特性；負荷功率隨時間變化的規律，稱負荷的時間特性。但一般習慣上把負荷的時間特性稱為負荷曲線（有日負荷曲線、年負荷曲線等），而把負荷的電壓特性和負荷的頻率特性統稱為負荷特性。

反映負荷點電壓（或電力系統頻率）的變化達到穩態後負荷功率與電壓（或頻率）的關係，稱為負荷的靜態特性；反映負荷點電壓（或電力系統頻率）急劇變化過程中負荷功率與電壓（或頻率）的關係，稱為負荷的動態特性。

負荷功率又分為有功功率和無功功率。這兩種功率的變化規律差別很大。將上述各種特徵相組合，就確定了某一種特定的負荷特性，例如有功功率靜態頻率特性、無功功率靜態電壓特性等。

電力系統的負荷的主要成分是異步電動機、同步電動機、電熱電爐、整流設備、照明設備等。在不同負荷點，這些用電設備所佔的比重不同，用電情況不同，因而負荷特性也不同 ^[2]  。

負荷特性對電力系統的運行特性影響很大。例如，研究電力系統的暫態穩定性，採用不同的負荷特性可以得出不同的結論。因此，在電力系統的分析計算中採用有一定精度的負荷模型是很重要的問題。

到80年代為止，建立負荷模型有兩種指導思想：一種是把負荷看成大量個別用電設備的集合，先求得每種類型用電設備的典型特性，經綜合後得出綜合的負荷特性；另一種是把綜合負荷看作一個整體，用實驗方法在現場實測負荷模型的參數。但是，由於影響負荷功率的因素很多，例如地區的生活水平、生活習慣、氣候條件、資源情況等，都直接關係負荷功率的變化，這就造成負荷組成和負荷對功率需求有很大的隨機性；再加上電力系統中現場實驗和測量的困難，使得負荷模型的建立成為電力系統研究中的難題 ^[2]  。

在電力系統的分析計算中，模擬負荷特性的方法一般有以下4種。

①用恆定阻抗（或恆定功率、恆定電流）模擬負荷。這是最粗略的模擬方法，因而只適合某些近似計算。但因為這種方法比較簡單，所以應用較為廣泛。

②用負荷的靜態特性模擬負荷。這種方法比用恆定阻抗（或恆定功率、恆定電流）模擬負荷要精確一些。它實質上是恆定阻抗、恆定電流、恆定功率3 種簡單形態按一定比例的組合。一般在動態穩定和潮流計算中可以採用這種模擬方法。

③考慮感應電動機機械暫態過程的典型綜合負荷動態特性的負荷模型。因為感應電動機（見異步電動機）是電力系統負荷的主要成分，因此在暫態穩定計算中，往往採用這種負荷模型考慮感應電動機在暫態過程中其滑差變化對穩態等值電路阻抗值的影響。

④考慮感應電動機機電暫態過程的典型綜合負荷動態特性的負荷模型。這是比較精確的負荷模型。它既考慮感應電動機的機械暫態過程，又考慮電動機的電磁暫態過程 ^[3]  。