某市大型居住小區(qū)負(fù)荷增長特性研究

胡春華，程淑英，王　宇

(國網(wǎng)內(nèi)江供電公司，四川 內(nèi)江　641000)

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某市大型居住小區(qū)負(fù)荷增長特性研究

胡春華，程淑英，王宇

(國網(wǎng)內(nèi)江供電公司，四川 內(nèi)江641000)

摘要：從OPEN3000調(diào)控系統(tǒng)中提取專線用戶負(fù)荷數(shù)據(jù)，對(duì)某地級(jí)市多個(gè)大型居住小區(qū)多年用電負(fù)荷進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)；分析其最大負(fù)荷率、長時(shí)負(fù)荷水平、增長特性，進(jìn)而與原供電方案中計(jì)算負(fù)荷的比例關(guān)系進(jìn)行了對(duì)比分析；分析計(jì)算負(fù)荷測(cè)算和變壓器的選取是否適當(dāng)，以期對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃、供電方案編制起到?jīng)Q策參考作用。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；計(jì)算負(fù)荷；居住小區(qū)；變壓器；規(guī)劃

Abstract：The load data of special power line are extracted from the OPEN3000 control system, and power loads for many years of several large residence communities in a prefecture-level city are collected for statistics. The maximum load factor, long-time load level and growth characteristics are analyzed and then its proportional relationship with the calculated load in the original power supply schemeis compared. Finally, whether the calculation of load and the selection of transformer are proper is analyzed, which may play a role in decision making for power grid planning and power supply scheme programming.

Key words：distribution network; calculated load; residential district; transformer; planning

引言

目前，供電公司對(duì)大型居住小區(qū)用電負(fù)荷增長特性未有效開展跟蹤分析。實(shí)際工作中，涉及到配電網(wǎng)規(guī)劃、大型居住小區(qū)供電方案制定時(shí)，往往以經(jīng)驗(yàn)來測(cè)算負(fù)荷、選擇參數(shù)，缺乏實(shí)證檢驗(yàn)。

文獻(xiàn)[1]規(guī)定居住建筑用電30～70 W/m2(4～16 kW/戶)、公共建筑用電40～150 W/m2、工業(yè)建筑用電40～120 W/m2、倉儲(chǔ)物流建筑15～50 W/m2、市政設(shè)施建筑20～50 W/m2。文獻(xiàn)[2]規(guī)定配電變壓器的長期工作負(fù)載率不宜大于85%。文獻(xiàn)[3]規(guī)定一般客戶的計(jì)算負(fù)荷宜等于變壓器額定容量的70%～75%；建筑面積在50 m2及以下住宅用電每戶容量宜不小于4 kW；大于50 m2的住宅用電每戶容量宜不小于8 kW。

某供電公司在供電方案中測(cè)算小區(qū)負(fù)荷時(shí)一般根據(jù)每套建筑面積大小50 m2、90 m2、144 m2以下，分別取4 kW、6 kW、8 kW，同時(shí)系數(shù)取0.3～0.4；商業(yè)按60 W/m2、車庫及設(shè)備房按10 W/m2測(cè)算，同時(shí)系數(shù)取0.7；小區(qū)道路按裝機(jī)計(jì)算，同時(shí)系數(shù)取0.7；消防、電梯等負(fù)荷按最大用電需量進(jìn)行測(cè)算。這樣算出總計(jì)算負(fù)荷后，再根據(jù)每棟建筑的計(jì)算負(fù)荷，按照單元選擇標(biāo)準(zhǔn)變壓器；變壓器的容量一般為計(jì)算負(fù)荷的75%～80%。由于同時(shí)系數(shù)選擇的隨意性較大、變壓器容量選擇偏保守，所以在實(shí)際中，主要表現(xiàn)出新建小區(qū)變壓器配置偏大、配電網(wǎng)負(fù)載率低；由于變壓器多數(shù)安裝在地下車庫內(nèi)，在當(dāng)前地下車位價(jià)格高漲的情況下，供電公司與開發(fā)商的矛盾突出。

由于OPEN3000調(diào)控系統(tǒng)、SG186營銷系統(tǒng)能儲(chǔ)存多年運(yùn)行數(shù)據(jù)，因此利用“大數(shù)據(jù)”方法，從OPEN3000系統(tǒng)、SG186系統(tǒng)中提取用戶數(shù)據(jù)，對(duì)某地級(jí)市多個(gè)大型居住小區(qū)多年用電負(fù)荷進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，分析其增長特性、最大負(fù)荷率，進(jìn)而與原供電方案中計(jì)算負(fù)荷的比例關(guān)系進(jìn)行了對(duì)比分析，考察計(jì)算負(fù)荷選取是否適當(dāng)，電網(wǎng)規(guī)劃與配電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)度如何與負(fù)荷增長相匹配，以期對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃、供電方案批復(fù)起到?jīng)Q策參考作用。

選擇了金山城、南亞小區(qū)、棕櫚灣小區(qū)、世紀(jì)濱江、長城大廈等專線用戶，主要在于上述專線用戶數(shù)據(jù)全面、真實(shí)準(zhǔn)確。在數(shù)據(jù)收集過程中還收集了其他專線用戶，因數(shù)據(jù)量小、時(shí)間跨度短，而沒有納入分析。對(duì)這些專線用戶最大負(fù)荷與平均負(fù)荷變化情況繪制年度曲線，從曲線的變化趨勢(shì)中查找規(guī)律。上述“平均負(fù)荷”指每日96點(diǎn)采樣負(fù)荷的算術(shù)平均值。由于數(shù)據(jù)量較大，在數(shù)據(jù)處理中，為便于觀測(cè)，對(duì)全年日數(shù)據(jù)按旬取最大值，起到平滑數(shù)據(jù)作用。

圖1　金山城小區(qū)日最大負(fù)荷

1小區(qū)負(fù)荷增長趨勢(shì)

1.1金山城小區(qū)日最大負(fù)荷

用戶“金山城”小區(qū)12臺(tái)配電變壓器共10 700 kVA，短期掛接天成小區(qū)臨時(shí)施工用電630 kVA；共3 495戶，2009年年底投運(yùn)。金山城小區(qū)日最大負(fù)荷如圖1所示。

1.2金山城小區(qū)秋季最大負(fù)荷

金山城小區(qū)秋季最大負(fù)荷如圖2所示。

圖2　金山城小區(qū)秋季最大負(fù)荷

1.3小區(qū)負(fù)荷發(fā)展特點(diǎn)

同理，可以繪出南亞小區(qū)、棕櫚灣小區(qū)、世紀(jì)濱江、長城大廈等4個(gè)小區(qū)日最大負(fù)荷、秋季最大負(fù)荷增長曲線，找出小區(qū)負(fù)荷發(fā)展特點(diǎn)：

1)年最大負(fù)荷、平均負(fù)荷呈現(xiàn)逐年增長。

2)6月中旬至9月中旬為負(fù)荷較大月份，日最大負(fù)荷波動(dòng)較大，最大負(fù)荷一般出現(xiàn)在8月上、中旬；9月中旬至12月上旬負(fù)荷呈現(xiàn)線性穩(wěn)定增長；12月中旬開始負(fù)荷會(huì)有迅速抬升，并在1月下旬至3月中旬間出現(xiàn)不規(guī)則波動(dòng)；3月中旬至6月中旬負(fù)荷下降呈現(xiàn)線性穩(wěn)定，增長不明顯。秋季負(fù)荷呈現(xiàn)線性穩(wěn)定增長，與氣溫、節(jié)假日關(guān)系不大。

3)長城大廈2001年投運(yùn)，除2008年負(fù)荷較低外，2009年以后，長城大廈負(fù)荷穩(wěn)定，不再有增長。

2實(shí)際負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷關(guān)系

2.1年度最大負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷占比

統(tǒng)計(jì)各小區(qū)實(shí)際負(fù)荷與供電方案中計(jì)算負(fù)荷間的比例關(guān)系，可以考察計(jì)算負(fù)荷選取是否適當(dāng)，電網(wǎng)規(guī)劃與配網(wǎng)建設(shè)進(jìn)度如何與負(fù)荷增長相匹配。

表1　各小區(qū)年度最大負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷占比平均值

4個(gè)小區(qū)的負(fù)荷增長顯示了高度的一致性，即最大負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷相比，在投運(yùn)后第一年達(dá)到約20%，第二年30%，第三年40%，第四年接近60%，見圖3。

圖3　各小區(qū)年度最大負(fù)荷占比

長城大廈于2001年投運(yùn)，僅收集到2008年及以后數(shù)據(jù)，此時(shí)用戶已運(yùn)行7年，除2008年負(fù)荷較低外，2009年以后，長城大廈負(fù)荷穩(wěn)定，不再有增長。且長城大廈的最大負(fù)荷僅占計(jì)算負(fù)荷的67%。

圖4　各小區(qū)秋季最大負(fù)荷環(huán)比增長率

因此認(rèn)為小區(qū)負(fù)荷達(dá)到計(jì)算負(fù)荷的70%即是一個(gè)可信的上限。這是因?yàn)閺那锛咀畲筘?fù)荷的環(huán)比增速看，負(fù)荷環(huán)比增長逐年下降，可以直觀地看出負(fù)荷增長潛力，間接地體現(xiàn)了入住率增長變化趨勢(shì)，見圖4?？梢灶A(yù)見到第五年入住率完成，負(fù)荷不會(huì)有大的增長。

表2　各小區(qū)秋季負(fù)荷環(huán)比增長率平均值

2.2秋季負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷占比

圖5　各小區(qū)秋季最大負(fù)荷占比

從秋季穩(wěn)定負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷占比的情況，可以直觀地看出基礎(chǔ)負(fù)荷增長及其與計(jì)算負(fù)荷間的比例關(guān)系。目前看來第四年負(fù)荷占比接近30%，這反映了配電線路的長時(shí)負(fù)荷水平，見圖5。

3結(jié)論

1)某市大型住宅小區(qū)6月中旬至9月中旬為負(fù)荷較大月份，日最大負(fù)荷波動(dòng)較大，最大負(fù)荷一般出現(xiàn)在8月上、中旬；9月中旬至12月上旬負(fù)荷呈現(xiàn)線性穩(wěn)定增長；1月下旬至3月中旬間出現(xiàn)不規(guī)則波動(dòng)；3月中旬至6月中旬負(fù)荷下降呈現(xiàn)線性穩(wěn)定，增長不明顯。

2)某市大型住宅小區(qū)年最大負(fù)荷、平均負(fù)荷呈現(xiàn)逐年增長。年最大負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷相比，在投運(yùn)后第一年達(dá)到約20%，第二年30%，第三年40%，第四年接近60%。在第五年達(dá)到可信的最大負(fù)荷，為計(jì)算負(fù)荷的70%。小區(qū)配電線路的長時(shí)負(fù)荷水平為計(jì)算負(fù)荷的30%。

3)某市在制定供電方案時(shí)，變壓器容量的選擇一般為計(jì)算負(fù)荷的1.33～1.25倍(1/75%)～(1/80%)，實(shí)際小區(qū)變壓器整體容量選擇的統(tǒng)計(jì)結(jié)果為1.35倍，因此總體裝機(jī)規(guī)模偏大。

表3　各小區(qū)裝機(jī)與計(jì)算負(fù)荷比

4)實(shí)際工作中，由于缺乏完整的負(fù)荷數(shù)據(jù)，當(dāng)談及某建成小區(qū)負(fù)荷時(shí)，基層技術(shù)員往往用裝機(jī)數(shù)量來替代，這是概念性替換?？梢杂醚b機(jī)的52%來估計(jì)已建小區(qū)的最大負(fù)荷(1/1.35×0.7)。

5)長城大廈的負(fù)荷由2008—2010年的60%計(jì)算負(fù)荷下降到2011—2014年的計(jì)算負(fù)荷50%，這可能與大廈底層商場的歇業(yè)有直接關(guān)系，也提示小區(qū)中大體量的商場負(fù)荷對(duì)整體負(fù)荷有較大影響。對(duì)大型城市綜合體，例如北京華聯(lián)、萬達(dá)廣場的負(fù)荷特性需要持續(xù)跟蹤，以掌握大體量的商場負(fù)荷特點(diǎn)及其對(duì)大型城市綜合體負(fù)荷影響情況。

6)負(fù)荷數(shù)據(jù)主要來自O(shè)PEN3000系統(tǒng)，當(dāng)用電采集覆蓋率達(dá)到100%，采集成功率達(dá)到99.5%以上時(shí)，可以對(duì)小區(qū)的商業(yè)、住宅負(fù)荷進(jìn)行更精確的分類統(tǒng)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)分類最優(yōu)供電方案。

7)居住建筑的單位建筑面積負(fù)荷大小與建筑性質(zhì)、所處城市位置、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平、供電條件、家庭能源消費(fèi)構(gòu)成、家庭收入與消費(fèi)水平、氣溫降水等條件相關(guān)，因此不能孤立地靜態(tài)地考慮當(dāng)?shù)刎?fù)荷水平。上述確立的方法有助于跟蹤統(tǒng)計(jì)分析當(dāng)?shù)刎?fù)荷實(shí)際水平，并與歷史測(cè)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以應(yīng)用于電網(wǎng)規(guī)劃和新建小區(qū)的負(fù)荷預(yù)測(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T 50293-2014，城市電力規(guī)劃規(guī)范[S].

[2]JGJ 16-2008，民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]國家電網(wǎng)公司業(yè)擴(kuò)供電方案編制導(dǎo)則[S].2010.

中圖分類號(hào)：TM715

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1003-6954(2016)02-0078-03

作者簡介：

胡春華(1975)，碩士、高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)運(yùn)營監(jiān)測(cè)、電網(wǎng)規(guī)劃；

程淑英(1973)，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)運(yùn)營監(jiān)測(cè)、電網(wǎng)運(yùn)行管理；

王宇(1981)，工程師，研究方向?yàn)殡娋W(wǎng)運(yùn)營監(jiān)測(cè)、電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析。

(收稿日期：2015-11-02)