电力负荷模型及指标计算

　　系统运行中的机组常由于偶发故障而强迫停行，这将造成系统的在运容量减少，导致其供电能力下降，对于这种容量减少的情况可由上述的发电容量模型来描述，但是某一时刻系统的在运容量减少并不一定导致负荷用户停电，因为这还与同一时刻系统的备用容量大小有关。
　　只当系统的停运容量大于同时刻系统全部可能利用的容量时才会造成停电事件发生，或者换句话说，当负荷值超过同时刻系统全部可能利用的容量时才导致停电事故。从等值的观点看负荷增长可以看成是发电容量的减少，因此判断系统是否失效，除了机组的运行状态外，还必须分析同时刻的负荷变化特性。
　　1．负荷模型
　　负荷模型是指在一定周期内对负荷变化特性的描述，通常由典型的负荷曲线或根据统计的原始负荷数据来形成。目前所提出的负荷模型有多种类型，但用于计算系统可靠性指标的负荷模型主要有三种形式，并且这三种负荷模型大都是以日最大负荷持续一整天作为基础的。
　　即将某一天任一时刻出现的最大负荷值拉平为一整天均为此值的情况。这种假定显然具有近似性，但就计算以年为时间周期的LOLP等指标而言，却具有很大的实用性。当然若提高计算精度，也可以将负荷按小时进行计算，但加大了工作量。常用的三种负荷模型简介如下：
　　(1)确切负荷模型：它是把最大负荷按时间顺序排列在其研究周期内如图6-29所示，这实际就是最简单的离散或日最大负荷曲线，研究周期长短（周，月，年等）据具体要求确定。
　　　　　　　　
　　（2）确切负荷概率模型：它是在研究周期内按日最大负荷的大小顺序，列出其出现的概率（近为频数），如图6-30所示，例如当日最大负荷为 L_i=65MW 时，对应出现的概率为 PL_i=P(65)=0.25 。
　　　　　　　　　　　　
　　（3）累积负荷概率模型。它是根据系统日最大负荷运行记录按一定的时间周期绘制的一条最大负荷持续曲线。横标用时间百分数表示，其任一个 t_i 表示系统负荷大于等于 L_i的时间概率，显然系统不平滑的曲线计算 t_i值较为困难。实际应用中常将其作直线处理以减少计算量，如下图6-31所示。
　　设某系统在记录周期内最大负荷 L_M=240MW ，最小负荷 L_m=50MW ，周期为一周，则负荷的直线方程为： ，则
　　　　　　
　　式若已知任一 L_i 时，可求出 t_i 值。
　　　　　　　　　　　　　
　　2．电力不足概率（ LOLP ）
　　电力不足概率 LOLP ,定义为系统有效容量不能满足负荷需求的时间概率，它是由发电容量与负荷两个模型联立求解的。设某日最大负荷出现的概率为 P(L_i) ，系统发电容量 c 小于负荷 L_i 出现的概率为 p(c ＜L_i) ，两事件相互独立，且同时发生，则有 p(c ＜L_i)p(L_i) ，两者分由发电容量模型和负荷模型求出，若采用确切负荷模型时，一定时期内系统电力不足概率的时间均值为：
　　　　　　　　　
　　由于负荷模型反映是逐日最大负荷情况，则某日出现的概率为必然事件，即 p(L_i)=1 ，则上式变为 ，
　　如假设负荷模型周期为一周，且视全年52周内负荷变化规律相同，则一年内系统电力不足概率为 （天/年），若提高精度可以全年逐日进行计算。
　　当采用累积负荷概率模型时，设负荷为 L_i ，系统容量为C_i ，对应C_i 的确切概率为P_i ，而负荷大于C_i 的时间概率为t_i ，两事件独立且同时发生，则 。
　　例6-19 用前例6-18三机发电系统的发电容量模型和上述的确切负荷模型数据，计算系统LOLP 。
　　解：每日 LOLP 值计算结果如表6-5所示。例如：第一天L₁=80MW ，系统装机容量400MW为 R=c-L_i=400-80=320MW ，相应备用容量为 320MW ，因此当停运容量大于 时，系统才会失效，查停运容量例6-18表4。
　　当 X≥320MW 时的概率为0.000006，第二天，L₂=140MW ，查表6-5，P(c＜140)=0.006 ，或 X≥260MW 概率。余类推。则一周的电力不足风险度为：LOLP=0.002312 天/周；若假定全年52周负荷变化相同，则系统电力不足风险度为： LOLP₀ =52×0.002312=0.120224 天/年。全部计算结果如表6-5所示。