【文章內(nèi)容簡介】 圖，11樓為農(nóng)民拆遷安置房，多層建筑，12樓為高層商住樓，112兩棟樓的每戶住宅建筑面積相同，均為1lOm2，故從典型住宅建筑設計圖中（）住戶的用電負荷指標均選擇為6kW。這看起來似乎滿足規(guī)范要求，但從用戶性質(zhì)來看，這兩者的指標應當有所區(qū)別。經(jīng)過相關科研人員的回返調(diào)查，基本上11，而12(該數(shù)據(jù)根據(jù)該建筑住宅所處地區(qū)氣候特點，于夏日7月中旬測試)。因此僅單純地依據(jù)建筑面積來套用規(guī)范以確定用電負荷，勢必造成負荷計算的偏差，影響了變壓器容量及配電施的合理選用。國內(nèi)現(xiàn)今采用最多的計算負荷的方法是需要系數(shù)法，然而需要系數(shù)取值帶有很大經(jīng)驗成分，甚至隨意性很大。例如調(diào)查了某個較大規(guī)模的住宅建筑一、二、三期工程的電氣設計圖紙，其分別由三家設計單位設計，發(fā)現(xiàn)其中需要系數(shù)的取值有較大差異，有的是戶內(nèi)建筑面積、戶數(shù)以及每戶用電指標都相同的住宅樓，其需要系數(shù)的取值卻不同，甚至更有其他指標都一樣、戶數(shù)多的其需要系數(shù)的取值卻比戶數(shù)少的取的更高。、用電負荷指標為6kW的原電氣設計圖紙，因需要系數(shù)的取值不同，造成了其計算負荷、計算電流、所選擇的配電設施以及初期投資上的差異。目前暫無定論說該兩種取值中哪種性價比上更合理，但從中可知需要系數(shù)的取值不同勢必影響了供配電設施的合理選擇以及初期投資狀況。 住宅建筑典型的戶內(nèi)配電箱系統(tǒng)圖Figure A typical indoor residential building distribution box system diagram 某地兩棟住宅建筑設計參數(shù)對比Table to 2 in a parison of residential architectural design parameters因此，因住宅用電負荷指標及需要系數(shù)的取值不同，勢必影響了整個建筑總的計算負荷值，從而不但影響了變壓器容量的合理選擇，以及影響了其配電設施、建筑占地面積的合理選擇(如400kVA的變壓器其低壓銅母線規(guī)格為4()、低壓保護開關整定值為800A，而630kVA的其低壓銅母線規(guī)格為4(80x8)、低壓保護開關整定值為1250A)[21]，增加了用戶初投資，而且也降低變壓器的負荷率，增加了今后變壓器運行的有功損耗和無功損耗(可參見文獻[22]計算)。造成這些問題當然一方面有電氣設計人員的主觀因素，如有的設計人員責任心不強，經(jīng)驗不足等，有的是選值時趨于保守，無視用戶投資將其值選高，另一方面則主要是當前設計規(guī)范中存在的缺陷。因此，如何根據(jù)每個住宅建筑自身特點，選擇一個科學的、能真實反映實際情況的住宅用電負荷指標和需要系數(shù)，對當前住宅建筑電氣設計是有十分重要的現(xiàn)實意義和工程價值。 問題的提出根據(jù)現(xiàn)行國家規(guī)范《民用建筑電氣設計規(guī)范》(JGJ/T 1692)，目前住宅各單元樓總負荷計算公式如下：（1） 當每戶用電負荷指標一樣時，則總有功功率ΣP30=3*N*KX*PN，式中ΣP30為單元樓總計算負荷，KX為需要系數(shù)，PN為每戶用電負荷指標，N為同一相上戶數(shù)。（2） 當住宅每戶用電負荷指標有不同取值時，則總有功功率ΣP30=3*KX*（PN1*N1+ PN2*N2+ PN3*N3+…），式中，PNPNPN3…為不同的每戶用電負荷指標，NNN3…為同一相上相應的戶數(shù)。因此可以從上面兩式中不難看出，住宅負荷計算結(jié)果的準確與否，取決于每戶用電負荷PN和需要系數(shù)KX的取值是否合理。目前住宅每戶用電負荷與需要系數(shù)的取值主要參照《住宅建筑電氣設計規(guī)范》中的規(guī)定，、。、：首先，用電指標劃分因素的單一性。，這是不盡合理的。因為居民用電指標的確定不僅與居住面積有直接關系，還與用戶經(jīng)濟水平、氣候環(huán)境等都有密切關系，特別是用戶經(jīng)濟水平，其高低直接反映了住宅家用電器的擁有量和用電量的承受能力，決定了住宅用電負荷的大小。其次，需要系數(shù)值的不確定性。（1）當用戶同一相戶數(shù)值N=1150、150戶時，需要系數(shù)KX該等于多少了？表中并沒有明確。（2）根據(jù)電工理論，隨著負載量增多其消耗功率也應增多，即總計算負荷功率應隨著戶數(shù)的增多而增大，但若此時同一相上住戶戶數(shù)分別為99戶與102戶時，按上表所示，、設每戶用電指標為6kW，則99戶的總計算負荷功率P30=3*99*6*=；而102戶時的P30=3*102*6*=。即95戶戶數(shù)的總計算功率反而大于102戶的！這顯然是不合常規(guī)的。 住宅建筑設計計算負荷標準Table Calculation of a standard residential building design 住宅建筑需要系數(shù)推薦值Table Coefficient of remended value of residential construction needs因此在住宅建筑電氣規(guī)劃設計中采用需要系數(shù)法進行負荷計算時，選擇一個科學、真實并能夠基本反映居民經(jīng)濟水平的住宅用電指標以及合理的需要系數(shù)，對于指導住宅建筑配電設施的合理選擇具有很強的緊迫性和十分重要的意義。4 典型住宅電力負荷的回歸預測與分析 用電量的調(diào)查分析隨著近幾年北京市發(fā)展開發(fā)步子的加大，居民的住宅面積和住宅條件得到大大改善，據(jù)資料顯示，[23]，而且隨著改革開放的深入。人均收入水平有較大提高，據(jù)北京市發(fā)展計劃委員會報告2009年16月北京市城鎮(zhèn)居民人均可支配收入達到13567元。隨著生活水平的提高，家用電器的擁有量大大增加，這勢必引起住宅用電負荷的增長。實際上住宅除了照明外，其用電量是由家用電器的擁有量(設備功率)所決定的，這是一個不爭的事實。它的普及率和使用率已構(gòu)成了住宅的用電負荷主體。住戶擁有家用電器數(shù)量與用電量，能反映出其家庭的收入及支付日常費用的能力，體現(xiàn)了其家庭成員通過使用這些家電所能獲得物質(zhì)上或精神上的收益。研究住戶家用電器的擁有量(設備功率)和用電量，是為了研究不同經(jīng)濟基礎的住宅用電負荷的情況。在供電單位的支持下，本次調(diào)查獲取了某住宅樓42戶住戶2004年—2006年每月用電量數(shù)據(jù)，分析近三年數(shù)據(jù)表，不難看出住戶用電量具有周期性、季節(jié)性和趨勢性特點，一般用電量大的月份集中在夏季的9月份以及l(fā)、2月份，這主要是由于北京夏季氣溫高，空調(diào)的使用以及2月份春節(jié)來臨等季節(jié)、節(jié)日因素的影響。表中體現(xiàn)了住戶每月平均用電量呈明顯級差，從表中不難看出，其中平均用電量最高的(502室)比用電量最低的(303室)。這說明了經(jīng)濟條件較好的住戶在用電消費方面不再吝嗇使用時間，能夠根據(jù)家用電器情況達到按需分配。 住宅建筑計算負荷的預測 預測方法的確定用電負荷預測按預測期限可分為即期預測(日或周)、短期預測(1224個月)、中期預測(510年)和長期預測(1030年)[24]。預測方法比如有時間序列法、電力彈性系數(shù)法、灰色預測法、神經(jīng)網(wǎng)絡法、小區(qū)密度法等。根據(jù)住宅用電負荷的影響因素、預測期限及增長趨勢性，本次研究采用回歸分析的方法，以家用電器總功率為自變量，住宅計算負荷為因變量，來做住宅計算負荷的中期預測，從而確定不同家用電器總功率即不同類型住宅建筑所對應的計算負荷。 各住戶06年每月用電情況 單位：kwhTable The monthly household electricity consumption in 2006 unit: kwh 回歸分析理論基礎回歸分析是研究自變量為一般變量(非隨機變量)，因變量為隨機變量時兩者之間的相關關系的統(tǒng)計分析方法?；貧w預測方法根據(jù)影響因素可分為線性回歸與非線性回歸。因此要根據(jù)不同情況，選用不同的回歸預測方法。一元線性回歸預測是最基本的、最簡單的預測方法，其數(shù)學表達式為 y=a+bx ()其中，y預測對象，因變量；x影響因素，自變量；a,b回歸系數(shù)確定回歸系數(shù)a、b最常用的方法是偏最小二乘法[25][26][27]。若經(jīng)回歸分析得到預測模型如式(41)所示，則對于每一個相關因素x的值xi(i=1,2…n)對應有一個y的估計值?i=a+bxi (i=l,2…n)，而實際中yi與估計值?i一般是不相等的，存在一個偏差，稱為估計誤差或殘差，用?表示。即?=yi?或者?= yiabxi。偏最小二乘法是以誤差平方和最小這一原理來估計a、b系數(shù)，從而建立回歸預測模型的。設以Z表示誤差平方和，則有 Z=2=?i2=abxi2 ()Z是參數(shù)a、b的函數(shù)，當要求Z最小時，可根據(jù)微分中值原理取Z分別關于a、b的偏導數(shù)，并令它們等于0可得方程組 =0 （） =0 （）聯(lián)立方程（）、（）可得 b= （） a= （）取為x的平均值，為y的平均值，代入式子（）、（）中則可得 b= （） a= （）回歸預測模型建立后，必須進行數(shù)理統(tǒng)計和經(jīng)濟意義檢驗。常用的統(tǒng)計檢驗方法有t值顯著性檢驗、相關系數(shù)(r)檢驗、F檢驗等，這幾種檢驗方法對一元線性回歸方程的檢驗結(jié)果是完全一致的，因此只要進行一種檢驗即可。通過了t檢驗等，只是表明了回歸方程是有效的，但不能保證數(shù)據(jù)擬和得很好，也不能排除由于意外原因而導致的數(shù)據(jù)不完全可靠，比如有異常值出現(xiàn)、周期性因素干擾等，因此可以通過殘差分析(即?=yi?)以及殘差圖來幫助我們診斷回歸效果與樣本數(shù)據(jù)的質(zhì)量，檢查預測模型是否滿足基本假定。本次預測的樣本數(shù)據(jù)是根據(jù)調(diào)查典型住宅居民家用電器的擁有量和年用電量的統(tǒng)計獲得的，計算負荷是根據(jù)年最大負荷利用小時數(shù)計算得到。這里年最大負荷利用小時數(shù)做了一個近似處理，既然近幾年供電總開關基本上