【正文】 ............................................ 8 各種計(jì)算方法的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn) ................................................................................. 10 需要系數(shù)法使用前提及存在的問題 ....................................................................... 10 二項(xiàng)式系數(shù)法使用前提及存在的問題 ....................................................................11 利用系數(shù)法和單位產(chǎn)品耗電法使用前提及存在的問題 ............................................11 國(guó)內(nèi)住宅建筑用電負(fù)荷及計(jì)算的現(xiàn)狀 ............................................................................. 12 住宅建筑的供電 方案 ............................................................................................ 12 問題的提出 .................................................................................................................... 14 4 典型住宅電力負(fù)荷的回歸預(yù)測(cè)與分析 ...................................................................................... 16 用電量的調(diào)查分析 ......................................................................................................... 16 住宅建筑計(jì)算負(fù)荷的預(yù)測(cè) ............................................................................................... 16 預(yù)測(cè)方法的確定 ................................................................................................... 16 回歸分析理論基礎(chǔ) ............................................................................................... 17 樣本數(shù)據(jù)的獲取 .................................................................................................... 18 建筑電力負(fù)荷回歸模型的建立 .............................................................................. 20 預(yù)測(cè)模型的顯著性檢驗(yàn)及殘差分析 ....................................................................... 22 預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用 ............................................................................................................. 23 5 住宅電力負(fù)荷需要系數(shù)的分析與研究 ...................................................................................... 25 住宅建筑需要系數(shù)的分析 ............................................................................................... 25 需要系數(shù)的分析 ................................................................................................... 25 住宅需要系數(shù)的研究 ...................................................................................................... 25 住宅建筑需要系數(shù)隨戶數(shù)變化的規(guī)律及樣本數(shù)據(jù) .................................................. 26 歸納求和模型的需要系數(shù)擬合 .............................................................................. 27 需要系數(shù)求解誤差分析 ........................................................................................ 29 6 總結(jié)與展望 ............................................................................................................................. 30 總結(jié) .............................................................................................................................. 30 前景與展望 .................................................................................................................... 30 致謝 ........................................................................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 33 北京林業(yè)大學(xué)本科 畢業(yè)論文 1 1 緒論 研究的目的及意義 供電系統(tǒng)要能可靠地正常運(yùn)行，就必須使其元件包括電力變壓器、電器、電線電纜等都必須選擇得當(dāng)，除了應(yīng)滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿足負(fù)荷電流的要求。因此有必要對(duì)供電系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。 通過對(duì)已知用電設(shè)備組的設(shè)備容量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的最大負(fù)荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷（ calculated load） [1]。按計(jì)算負(fù)荷選擇的電力變壓器、電器、電線 電纜如以最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行，其發(fā)熱溫度不致超出允許值，因而也不會(huì)影響其使用壽命。 由于導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約是（ 34） τ， τ 為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)。截面積在 16mm2及以上的導(dǎo)體，其 τ≥10min，因此截流導(dǎo)體大約經(jīng) 30min（半小時(shí)）后可達(dá)到穩(wěn)定溫升值。由此可見，計(jì)算負(fù)荷實(shí)際上與從負(fù)荷曲線上查得的半小時(shí)最大負(fù)荷 P30（亦即年最大負(fù)荷 Pmax）是基本相當(dāng)?shù)?。所以，?jì)算負(fù)荷也可以認(rèn)為就是半小時(shí)最大負(fù)荷。 計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。如果計(jì)算負(fù)荷確定過大，將合設(shè)備和導(dǎo)線選擇偏大，造成投資和有色金屬的浪 費(fèi)；如果計(jì)算負(fù)荷確定過小，又將使設(shè)備和導(dǎo)線選擇偏小，先造成運(yùn)行時(shí)過熱，增加電能損耗和電壓損失，甚至有可能使設(shè)備和導(dǎo)線燒毀，造成事故。可見，正確計(jì)算電力負(fù)荷具有重要意義。但是由于負(fù)荷情況復(fù)雜，影響計(jì)算負(fù)荷的因素很多，雖然各類負(fù)荷的變化有一定規(guī)律可循，但準(zhǔn)確確定計(jì)算負(fù)荷卻十分困難。實(shí)際上，負(fù)荷也不可能是一成不變的，它與設(shè)備的性能、生產(chǎn)的組織及能源供應(yīng)的狀況等多種因素有關(guān)，因此負(fù)荷計(jì)算也只能力求接近實(shí)際。 住宅 建筑 的電氣負(fù)荷計(jì)算，影響著 住宅 各種配電設(shè)施的合理選擇，關(guān)系著千家萬戶的用電安全與電氣設(shè)備可靠運(yùn)行。根據(jù)現(xiàn) 行國(guó)家規(guī)范所推薦的需要系數(shù)法，負(fù)荷計(jì)算的準(zhǔn)確合理關(guān)鍵在于住宅的計(jì)算負(fù)荷與需要系數(shù)的合理選取，因此本文要研究的兩個(gè)主要內(nèi)容是：如何確定單位住宅的計(jì)算負(fù)荷指標(biāo)與如何科學(xué)地選擇需要系數(shù)。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)所探討的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法有：時(shí)間序列法 [2]、電力彈性系數(shù)法 [3]、 灰色預(yù)測(cè)法 [4]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 [5]、小區(qū)密度法 [6]、遺傳算法 [7]等。這些方法 是針對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的合理規(guī)劃、中壓配電網(wǎng)規(guī)劃以及小區(qū)變電所布局等系統(tǒng)方面。例如，文獻(xiàn) [8]介紹了利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法來調(diào)查研究了昆明市小區(qū)居民 的用電負(fù)荷，文獻(xiàn) [9]介紹了 1999 年 5 月北京市建筑設(shè)計(jì)院和北京市供電局成立了課題組，通過計(jì)算機(jī)的在線監(jiān)測(cè)，了解居民住宅用電水平、負(fù)荷特性及用電量等等。這些方北京林業(yè)大學(xué)本科 畢業(yè)論文 2 法為不同城市的不同性質(zhì)的住宅小區(qū)用電負(fù)荷指標(biāo)的合理選擇做了許多有意義的探討，但都是耗資大，需要大量人手和儀器進(jìn) 行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。 在負(fù)荷計(jì)算方面，文獻(xiàn) [10][11][12]分別介紹日本、美國(guó)等國(guó)負(fù)荷計(jì)算方法和我國(guó)香港地區(qū)的住宅設(shè)計(jì)情況，都主要是采用需要系數(shù)法，也有文獻(xiàn) [13]提出了分布參數(shù)系數(shù)法，目前在新疆建筑設(shè)計(jì)院有應(yīng)用，但因國(guó)內(nèi)外的一些設(shè)計(jì)手冊(cè)無據(jù)可 查，因此也沒有得到推廣。而對(duì)于需要系數(shù)的取值，因其影響因素多，因此國(guó)內(nèi)目前可利用資料不多。文獻(xiàn) [14]介紹了西門子設(shè)備采用需要系數(shù)法計(jì)算時(shí)需要系數(shù)的變化情況．文獻(xiàn) [15]通過數(shù)學(xué)的歸納對(duì)比擬合需要系數(shù)與戶數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系等等。而在本 文 研究中，主要是通過觀察分析需要系數(shù)的變化規(guī)律，并利用現(xiàn)有的需要系數(shù)數(shù)據(jù)，采用數(shù)值分析的方法來擬合數(shù)學(xué)關(guān)系，可使得所選取的需要系數(shù)貼近工程實(shí)際。 本文主要工作 本文就國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行主要的經(jīng)典的負(fù)荷計(jì)算算法進(jìn)行研究，從中找出其實(shí)際操作過程中會(huì)出現(xiàn)的問題和優(yōu)缺點(diǎn)，基于此提出自己對(duì)于這類 方法的改進(jìn)意見和新方法，為今后負(fù)荷計(jì)算的有效進(jìn)行提供參考。 本文主要研究?jī)?nèi)容： （ 1） 分析國(guó)內(nèi)常用的一些負(fù)荷計(jì)算的主要方法（ 利用系數(shù)法、單位產(chǎn)品耗電量法、需要系數(shù)法、二項(xiàng)式系數(shù)法 ）； （ 2） 基于這些經(jīng)典方法，研究它們?cè)谑褂眠^程中的優(yōu)缺點(diǎn)和適用狀況； （ 3） 從使用最為廣泛的需要系數(shù)法著手，通過住宅建筑總的計(jì)算負(fù)荷公式 Σ P30=3*N*KX*PN 中兩個(gè)重要參數(shù) PN、 KX的分析為突破口，找出它們更貼合實(shí)際的擬合函數(shù)。 工作進(jìn)度安排： 2 月中旬 —— 3 月初階段：調(diào)研并搜集資料， 了解國(guó)內(nèi)建筑負(fù)荷計(jì)算采用的主要方法 ； 3 月 中旬 —— 4月中旬階段分析 研究利用系數(shù)法、 單位產(chǎn)品耗電量法、需要系數(shù)法、二項(xiàng)式系數(shù)法 各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用狀況 ； 4 月中旬 —— 5月中旬階段： 著手新方法和改進(jìn)的研究， 通過對(duì)研究對(duì)象的 建筑 面積、電器擁有量以及用電量等調(diào)查分析，獲取 建筑 電器總功率與計(jì)算負(fù)荷的樣本數(shù)據(jù)，基于 EXCEL 軟件中的統(tǒng)計(jì)分析功能建立回歸預(yù)測(cè)模型，來探求一個(gè)科學(xué)的、能反映實(shí)際狀況的用電負(fù)荷指標(biāo) ； 5 月中旬 —— 5月 底 ： 分析需要系數(shù)的變化規(guī)律，并利用現(xiàn)有的需要系數(shù)取值范圍，采用數(shù)值分析方法來擬合其數(shù)學(xué)函數(shù)，以完善 建筑 負(fù)荷計(jì)算時(shí)需要系數(shù)的取值 ； 北京林業(yè)大學(xué)本科 畢業(yè)論文 3 5 月 底 —— 6 月初階段：進(jìn)行 畢設(shè) 總結(jié)，整理資料，撰寫論文，準(zhǔn)備答辯 。 北京林業(yè)大學(xué)本科 畢業(yè)論文 4 2 電力負(fù)荷計(jì)算理論基礎(chǔ) 建筑電力負(fù)荷的分類 電力負(fù)荷按用途分，有照明負(fù)荷和動(dòng)力負(fù)荷，前者為單相負(fù)荷，在三相系統(tǒng)中很難達(dá)到平衡；后者一般可視為平衡負(fù)荷。按行業(yè)分，有工業(yè)負(fù)荷、非工業(yè)負(fù)荷和居民生活負(fù)荷等。 電力負(fù)荷 的分級(jí)及對(duì)供電電源的要求 電力負(fù)荷（ electric power load） 又稱電力負(fù)載，有兩種含義：一種是指耗用電能的用電設(shè)備或用戶，如說重要負(fù)荷、一般負(fù)荷、動(dòng)力負(fù)荷、 照明負(fù)荷等；另一種是指用電設(shè)備或用戶耗用的功率或電流大小，如說輕負(fù)荷（輕載） 、重負(fù)荷（重載）、空負(fù)荷（空載）、滿負(fù)荷（滿載）等。電力負(fù)荷的具體含義視具體情況而定。 電力負(fù)荷的分級(jí) 電力負(fù)荷，按 GB 500521995《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)