什么是电力负荷?

[拼音]：dianli fuhe

[外文]：power system load

电力系统中所有用电设备所耗用的功率。简称负荷。在电力系统中，发电机的发电与负荷用电是一个统一的整体。在维持电力系统的频率不变（即额定为50赫或60赫）的条件下，每一时刻发电机发出的功率总是与负荷取用的功率和在输电、变电、配电过程中的功率损耗相平衡的。如果不平衡，电力系统的频率就不能维持恒定，接在电力系统中的发电机和电动机就要加速（发电大于用电）或者减速（发电小于用电）。电力系统的负荷是随时变动的，因此，电力系统必须随时调整发电机的出力使之相平衡，以保持电力系统频率不变。

负荷因其用途或供电条件等的不同，有各种分类方法。世界各国因管理体制及电价政策上的差别，负荷分类方法也有所不同。中国主要是按产业分类和按用途分类。按产业分类，可分为：

（1）工、矿业负荷；

（2）农业负荷；

（3）交通运输负荷；

（4）市政及居民负荷（其中包括一般商业负荷）。按用途分类，可分为：

（1）照明负荷；

（2）电力负荷。电力负荷根据能量转换的不同，又可分为动力负荷、电热负荷、电解负荷及整流负荷。此外，在规划和设计中，按照对供电可靠性的要求不同，还分为一类负荷、二类负荷、三类负荷。其中一类负荷对供电可靠性的要求最严格。具体的划分标准由各国电力管理部门制订的规程规定。

在某一地区的全部负荷中，各类负荷用电量所占的比例因产业结构、人口密度等而不同。各类负荷的用电量由全月、全年或某个时段的实际需求量求出，构成在全部负荷用电量中所占的比例。一般说来，各类负荷的用电量有不同的特点，并受各种条件的影响而发生变化。居民生活用电随人口增长、变动及生活水平情况而变化；工业、交通运输及商业负荷则反映经济发展的情况。美国各类负荷用电量所占的比例1970年以来的实测值大致为：工业用电占41％，生活用电占24％，商业用电占20％， 其他损耗及杂项占15％。中国目前居民的家用电器拥有的平均水平还比较低，因此居民生活用电所占的比例还不到10％。工业用电的比例目前占70％左右。

各类负荷有不同的特性。按产业分类的各类负荷主要表现在一天之内的用电量分配有较大差别，可以用负荷曲线来表示。按用途分类的各类负荷不仅表现在负荷曲线上有差别，有的负荷主要取用有功功率；有的负荷除取用有功功率外还要取用无功功率。在功率因数上有较大差别。

70年代以来，世界能源短缺，而负荷用电却不断增长。如果仅靠增加发电设备来满足负荷用电增加的需要，必然需要大量的基本建设投资。因此各国都在考虑用经济的、技术的及行政的手段来控制负荷用电的增长速度，调整负荷的用电时间，以减轻电力供应的紧张状态。

将电能转换成光供人们照明使用的负荷。电能转换成光主要通过辐射过程，以电磁波的形式，辐射和传播能量。在波长约为380～760nm的范围内，它可以使人的眼睛产生光亮的感觉。照明负荷的主要形式有白炽灯、荧光灯、各种气体放电灯及其他光源。

对电力系统来说，照明负荷的光源本身主要取用的是有功功率，光源的辅助设备取用一部分无功功率。因此照明负荷有较高的功率因数。照明负荷的电压特性较软，这是指随着供电电压的变化所取用的功率有较大变化。对白炽灯来说，电压的升高将使灯的使用寿命明显降低，因此要求供电电压大体维持额定。从负荷曲线来看，除大建筑物采用人工采光，白天也需照明外，大部分的照明负荷集中在晚上18:00～22:00时。此外，照明负荷的大小受天气影响较大。

将电能转换成热能的负荷。由于电加热能得到2000℃以上的高温，能进行彻体加热，加热温度易于控制，清洁而无废气及残余物，因而广泛用于冶炼、熔化、热处理、食品加工、纤维制品及油漆干燥等工业领域，也广泛用于民用炊事、取暖、空调等方面。电加热方式主要有电阻加热、电弧加热、感应加热、介质加热、红外线加热及其他特殊加热方法。

除电阻加热、红外线加热主要取用有功功率外，电弧加热、感应加热等都要取用无功功率。电弧加热取用的无功功率随弧电流的大小有较大的变化。炼钢电弧炉由于电弧长度不断变动，电弧电流的大小也随时间不断发生不规则的变动，这将引起供电电压较大的不规则变动。如果由同一变电所母线同时供电弧炉和一般用户的照明用电，则将引起照明的闪变，必须采取补偿措施。

食品加工、民用取暖和电热水器等大都采用单相电源。三相负荷分配不均匀时将对电力系统引起不均衡负荷。用电加热水耗电量大，但可以储存，一般用电价政策鼓励人们在系统低谷负荷（见系统综合负荷曲线）时使用。

用电解化学反应方法进行工业生产所需的负荷。电解水能得到纯氧及氢，氢的最大用途是作为合成氨的原料；电解食盐水是制造氯、氢及碱的重要方法；干式冶炼所得的粗金属纯度较差，经电解后可得到高纯度的金属与贵金属；铝、镁、钠等金属的生产也主要靠电解。所以电解是工业生产的一个不可缺少的方面。

电解工业是耗电量极大的工业。电能消耗的费用占产品成本的很大比重。电解槽本身的能量转换效率较低，往往只有25～50％。因此使用廉价的电能是发展电解工业的关键问题。世界各国的电解工业平均有50％以上是依靠廉价的水力资源发出的电能。因此电解工业的布局也应尽量靠近水力资源，以避免大容量长距离输电，减少输电线路投资。还要尽量利用水力资源的季节性电能，在丰水期多生产，在枯水期少生产甚至停产。

主要指经可控整流器（包括汞弧整流器、大功率晶闸管等）整流以供电力传动等方面应用的大功率负荷。用于直流调压和直流电机传动的斩波控制，交流调压调功，异步电动机定子电压控制，可逆运转切换控制，无换向器电动机及稳压稳频装置等。

由于采用可控整流，交流侧电压与电流不同，因此整流负荷的功率因数较低而且是变动的。当控制角α 大时，功率因数很低，需由系统提供大量的无功功率，必须就地进行补偿，以避免在配电线路中大量传送无功功率。另外整流负荷取用的交流电流为非正弦波，其中含有大量的谐波，这些谐波在电力系统的设备中引起附加的发热、振动、噪声、干扰等，也会引起电容器的损坏，应设法加以抑制（见高次谐波抑制）。直流侧谐波还对通信线路产生干扰，应增加整流相数或装设直流滤波器加以防止。晶闸管的开关时间为数微秒以下，为此产生无线电频带(0.6～1.6MHz)内的干扰波， 也应采取抑制措施。

参考文章

电力负荷分哪三级?对供电有哪些要求?电气技术

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