广东省城乡规划设计研究院 张仪兴
在电力规划设计工作中,首先遇到的是采用什么方法和
标准
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预测计算电力负荷的问
题
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。电力负荷预测与计算是两个不同层面的概念,既有差别也有联系。前者侧重供电负荷的估算,影响因素多,精确度较低些,属宏观估算。后者计算方法成熟,计算技术数据较详细,计算结果较准确。
要做好负荷预测,首先要了解影响负荷的主要因素。电力负荷并非固定不变,它与经济发展水平、人民生活水平、城市化进程有关,也与地区资源状况、能源结构、产业结构、经济发展战略和科技发展水平有关。负荷预测的结果,并非一成不变,它随时间动态变化,存在时间差、地区差和发展差,要及时调整适应变化。
在工程设计中,当不定因素较多,无法确定负荷计算参数的选用时,也可简化计算,采用负荷预测的方法,如小区详规和总图设计既可用负荷计算法,也可用负荷预测法估算负荷。
1 负荷预测的常用计算方法
电力负荷预测方法很多,常用的计算方法大致分为两类,一类是从预测电量入手,再换算为用电负荷,如综合用电水平法、单耗法、增长率法和电力弹性系数法;另一类是直接预测用电负荷的负荷密度法,它又分为按单位用地面积负荷密度和单位建筑面积负荷密度两类。下面简述这些方法的主要特点和应用范围。
1. 1综合用电水平法
根据各规划期的年人均用电量和人口数来推算其用电量。
式中 PL --用电负荷;
Wa --年人均用电量,kW·h
P--规划期人口数;
T--年综合最大利用小时数。
人均用电指标的确定,应按当地实际用电情况和发展需求而定,可采用类比法(横向比较法)确定适合本地区的标准。
这种方法较适合于预测规划近期(1~5年)和中期(6~10年)的用电负荷(远期为11~20年,下同)。
1.2 单耗法
根据产品(或产量)用电单耗和数量推算其用电量。
式中 Wn--产品(或产量)用电单耗;
N--产品(或产量)数;
T--年综合最大利用小时数。
应注意各行业单耗指标的动态变化,它可能随科技进步、生产力的提高和节能技术的发展而降低单耗,也会随产业结构的调整或产品改变而改变。这种方法适用于预测计算规划近期和中期的用电负荷。
1.3 增长率法
它是外推法的一种,以时间为自变量,以用电量为因变量,按历年用电的增长率来估算今后用电的年增长率,并把历年的用电的增长数加以延伸来推算各规划期的用电数。
PL = EL(1+ge)n
式中 EL--已知某年的用电量;
ge--预计规划期年平均用电增长率;
n--预测规划的年数。
这种方法适用于预测规划近期、中期和远期各期负荷。
1.4 电力弹性系数法
电力弹性系数为用电的年平均增长率与工农业生产总值(或国民经济生产总值)的年平均增长率的比值。
式中 Ke--电力弹性系数;
ge--用电年平均增长率;
gd--工农业生产总值(或国民经济生产总值)年平均增长率。
一般在经济起飞阶段电力弹性系数应较高些,当经济发展趋于平稳后,电力弹性系数接近1,即两者增长率同步,由发展初期大于1,一般为1.3渐降至1左右。因此如已知经济增长率gd,可按发展情况确定大于1的Ke值,再求出ge值(ge=Kegd),然后按增长率法计算出所需负荷。
这种方法适用于校核规划中期、远期的预测负荷。
1.5 负荷密度法
这种方法通常指的是单位建设用地面积的用电负荷。
P1=d1S1
式中 d1--负荷密度,MW/km2;
S1--用地面积,km2。
这种方法适用于预测各功能分区的用电负荷,也适用于开发新区的用电负荷。
1.6 分类用电综合指标
这种方法也是属于负荷密度的范畴,是按分类用地的单位建筑面积的用电负荷。
P1=d2S2
式中 d2--综合用电指标,W/m2;
S2--建筑面积,m2。
这种方法适用于控制性详规、修建性详规和总图
方案
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或初步设计的负荷预测计算,也可用于经济开发区新区负荷预测。此法在使用时与一般电力负荷计算相同,应计入分类需用系数和总同期系数。
上述6种方法预测的结果为用电负荷。在规划城市电网供电负荷时还应计入容载比,并考虑电力平衡以保证电网的供电能力和稳定。35~110kv容载比为1.8~2.1,220kv为1.6~1.9,500kv为1.4~1.5。
2 综合用电水平与负荷密度标准
综合用电水平的高低反映一个国家或地区的经济发展水平和人民生活水平的重要标志之一。世界各国经济发展的不平衡性,存在着三类不同世界,其综合用电水平差距甚大。一个国家或地区的经济发展也同样存在先进、后进之别,也可划分三类(或五类)标准,较符合实际。
我国在社会主义现代化的进程中,经济发展追赶发达国家。广东地区要在2010年全省基本实现现代化,为此,我们把西方七国80年代人均用电水平、亚洲地区"四小龙"90年代发展水平与广东部分有代表城市进行比较,见表1~表3。
表1 西方七国80年代人均用电量
kWh/(人·a)
国 家
年份
美 国
日 本
德 国
英 国
法 国
意大利
加拿大
1975
8486
3826
4429
4171
3189
2298
10439
1978
9556
4379
5243
4393
3845
2681
12155
1980
9519
4445
5473
4353
4310
2868
表2 亚洲部分国家和地区人均用电量
kWh/(人·a)
国家或地区
年份
新加坡
韩 国
香 港
台 湾
1990
5808
2576
4419
3919
1995
7532
3333
5468
4967
2000
7969
4416
7212
6294
2010
12348
7196
8849
9721
从上述3表中可以看出,我国经济发展较快的广东省与西方发达国家之间的差距是很明显的,大约为15~20年左右,与亚洲地区"四小龙"的差距约10~15年左右。我们根据广东全省经济发展的基本情况和10年后基本实现社会主义现代化的目标,推荐广东省三类地区城市人均用电水平和负荷度标准见表4。
在表中所列的三类地区中,每一类仍然存在较大的差异,在低一类地区中有的城市可能比高一类地区中的某些城市发展还快,标准也会高些,因此要结合本地区实际情况确定符合实际的标准。
3 分类建筑综合用电指标
在规划设计工作中,对小区的控制性详规、修建性详规或总图的方案设计与初步设计,其用电负荷预测与用电负荷计算已没有多大区别,其实修建性详规已相当
于总图(小区)的初步设计(或扩大初步设计),因此无论详规或工程总图设计均可采用分类建筑综合用电指标计算用电负荷。
用电负荷预测或用电负荷计算均应根据本地的经济发展和用电需求选择合理标准。经过我们多年对广东各地供用电情况的统计和分析,按广东的经济发展状况和用电需求,推荐其综合用电指标见表5。
4 合理采用标准
用电指标与经济发展、科技进步和人民生活水平有密切关系。我国幅员广阔,差别明显,东西南北中,发展各不同,全国采用同一技术标准或指标,有的适宜,有的则脱离实际。差异是存在的,确定本地区标准,应注意以下几点:
4.1 用电指标的动态变化
技术标准都有一定的时间性,并非固定不变,随着科技进步、产业结构的调整、节能技术与节能产品的发展、人民生活水平的提高,用电指标应分阶段制订和及时调整,以适应实际变化和需要。
4.2 指标要适宜
现代化并非高能耗、高指标,更不是用电越多越现代化。经济增长已逐步由过去的增量型转向增值型,由能耗型转向技术节能型。
高科技和信息产业的迅速发展,改变了以往的经济模式,也改变了用电指标。西方发达国家十分重视节能和效益,如商厦照明的用电只有20W/m2左右,比我国各地的标准都低得多。当经济技术发展到一定水平,用电指标趋于平稳饱和,甚至略呈下降趋势。
4.3 不宜盲目攀比高标准
在制订本地区标准时,借鉴国外、境外先进
经验
班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验
无可厚非。学香港、赶西方要因地制宜,切合实际。以为赶超一个国家或地区,什么指标都要超,是不切实际的。以香港为例,它的高标准有其特殊性,它是一个国际大都市,是公认的国际性商贸中心、旅游购物中心、金融证券中心和交通航空中心,外驻机构多,流动人口大,人均用电高,弹丸之地,负荷密度大也是很自然的。广东有的城市前阶段盲目赶超以至失调,不得不限上网、限发电,造成资源积压浪费。发展是渐进的,过分超前造成超前浪费是不可取的。
4.4负荷预测计算的科学性
用电负荷的预测和计算都是在继承国内外已有的方法成果的基础上加以发展,如果没有科学根据和客观实际需要,不宜随意改变。
近年,广东地区某些部门根据自身需要完全否定我国以往用电负荷的成熟计算方法,采用简单的权力加法,即规定一般住宅6kW户、高级住宅10kW/户、别墅15kW/户、如户数分别为60、50、40,总用电1460kW,规定选用变压器为2×800kv·A。
这样规定计算和选用变压器,充其量只有半载,这种宁大勿小的做法即使部门得利,造成空载损耗增大,资源积压浪费是不可取的。
表3 广东分类地区部分城市人均用电量 kWh/(人·a)
地区城市
年 段
珠江三角洲经济区
东西两翼经济区
粤东、粤西、
粤北山区
全省平均
广州
深圳
东莞
肇庆
汕头
湛江
博罗
罗定
1
1990
1
1778
1197
1
1950
(1991年)
1500
(1991年)
442
1
579
1
1995
2022
2700
2453
2200
1640
2000
1200
1230
1
1
2000
3521
4250
5580
3600
3200
3200
1800
1800
1
2013
2010
9010
8488
6827
6760
7333
5500
3000
3750
1
5819
2020
1
10000
9478
1
1
1
1
1
1
1
表4 广东分类地区城市人均用电水平与负荷密度标准
人均用电
与负荷密度
地区分类
人均用电量
[kWh/(人·a)]
负荷密度
(MW/km2)
适用地区
范 围
2000年
2010年
2020年
2000年
2010年
2020年
一类地区
3500~4500
7000~8500
9000~10000
9~12
13~17
18~22
广州、深圳、珠海、佛山、顺德、东莞、中山、江门和惠州、肇庆部分地区组成珠江三角洲经济区内的城市
续表
人均用电与负荷密度
地区分类
人均用电量
[kWh/(人·a)]
负荷密度
(MW/km2)
适用地区
范 围
2000年
2010年
2020年
2000年
2010年
2020年
二类地区
2500~3500
5000~6500
7800~9000
7~10
11~14
15~18
汕头、潮州、湛江、茂名等东西两翼经济区和介于一、三类地区间的中间地区的城市
三类地区
800~1800
2500~4000
4500~6000
5~7
8~11
12~15
粤东、粤西和粤北等经济基础薄弱的边远山区城市
全省平均
2013
5819
7500~8500
7~9
11~13
15~48
全省平均水平(相当于二类地区)
注:1、在每一类地区中,经济基础较好,发展较快,或人口密度1万人/km2时,可取上限值,相对较差者,可取下限值。
2、基础较好的城市,可视实际发展情况提高一类或半类标准(如汕头市可按一类标准,韶关市可按二类标准)。
3、镇级建制的小市镇应根据经济发展状况和用电需求,一般宜按所在地区标准乘0.7~0.9的修正系数。
表5 分类建筑综合用电指标 W/m2
用地分类
建 筑 分 类
用 电 指 标
需 用
系 数
备 注
低
中
高
居住用地R
一类:高级住宅、别墅
60
70
80
0.35~0.5
装设全空调、电热、电灶等家电,家庭全电气化
二类:中级住宅
50
60
70
客厅、卧室均装空调,家电较多,家庭基本电气化
三类:普通住宅
30
40
50
部分房间有空调,有主要家电的一般家庭
公共设施用地
C
行政、办公
50
65
80
0.7~0.8
党政、企事业机关办公楼和一般写字楼
商业、金融、
服务业
60~70
80~100
120~150
0.8~0.9
商业、金融业、服务业、旅馆业、高级市场、高级写字楼
文化、娱乐
50
70
100
0.7~0.8
新闻、出版、文艺、影剧院、广播、电视楼、书展、娱乐设施等
体 育
30
50
80
0.6~0.7
体育场、馆和体育训练基地
医疗卫生
50
65
80
0.5~0.65
医疗、卫生、保健、康复中心、急救中心、防疫站等
科 教
45
65
80
0.8~0.9
高校、中专、技校、科研机构、科技园、勘测设计机构
文物古迹
20
30
40
0.6~0.7
其他公共建筑
10
20
30
0.6~0.7
宗教活动场所和社会福利院等
续表
用地分类
建筑分类
用电指标
需用
系数
备 注
低
中
高
工业用地M
一类工业
30
40
50
0.3~0.4
无干扰、无污染的高科技工业如电子、制衣和
工艺
钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程
制品等
二类工业
40
50
60
0.3~0.45
有一定干扰和污染的工业如食品、医药、纺织及标准厂房等
三类工业
50
60
70
0.35~0.5
机械、电器、冶金等及其他中型、重型工业
仓储用地W
普通仓储
5
8
10
危险品仓储
5
8
12
堆 场
1.5
2
2.5
对外交通用地
T
铁路、公路站房
25
35
50
0.7~0.8
港口
10~50万t(kW)
100
300
50~100万t(kW)
500
1500
100~500万t(kW)
2000
3500
机场、航站
40
60
80
0.8~0.9
道路广场
S
道路(kW/km2)
10
15
20
kW/km2为开发区、新区按用地面积计算的负荷密度
广场(kW/km2)
50
100
150
公共停车场(kW/km2)
30
50
80
市政设施
U
水、电、燃气、供热设施、公交设施
电信、邮政设施环
卫、消防及其他设施
(kW/km2)
800
(30)
(kW/km2)
1500
(45)
(kW/km2)
2000
(60)
(0.6~0.7)
同上。但括号内的数据仍按建筑面积计算
注:1、除S、U类按用地面积计,其余均按建筑面积计,且计入了空调用电。无空调用电可扣减40%~50%.
2、计算负荷时,应分类计入需用系数和计入总同期系数。
3、住宅也可按户计算,普通3~4kW/户、中级5~6kW/户、高级和别墅7~10kW/户。
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