住宅建筑的電力負(fù)荷分析與計(jì)算

1、. . . . 本科畢業(yè)論文（普通高等教育）題 目 住宅建筑的電力負(fù)荷分析與計(jì)算 34 / 40住宅建筑的電力負(fù)荷分析與計(jì)算摘要電力負(fù)荷的正確計(jì)算是選擇供電系統(tǒng)的導(dǎo)線、開關(guān)電器與變壓器等設(shè)備的基礎(chǔ)參數(shù)，也是保障供電系統(tǒng)安全、節(jié)能運(yùn)行必不可少的重要一環(huán)。電力負(fù)荷計(jì)算過小，就會引起供電線路過熱，加速其絕緣的老化，還會過多損耗能量，可能引起電氣線路走火，引發(fā)重大事故；電力負(fù)荷計(jì)算過大，將會造成變壓器容量過剩，以與供電線路截面過大，相應(yīng)的保護(hù)整定值就會定得過高，從而降低了電氣設(shè)備保護(hù)的靈敏度；與此同時(shí)，電力負(fù)荷計(jì)算過大還增加了投資，降低了工程的經(jīng)濟(jì)性。通常當(dāng)電力負(fù)荷增大10%時(shí)，變壓器容量要增加11%

2、一12%，電線電纜等有色金屬的消耗量相應(yīng)增加15%一20%，同時(shí)還會增加變壓器無功功率所造成的有功電力損耗。因此電力負(fù)荷與其特征參數(shù)計(jì)算在建筑供電設(shè)計(jì)中，特別是在確定變壓器容量時(shí)占據(jù)重要位置。 電力負(fù)荷計(jì)算的準(zhǔn)確性在于負(fù)荷量與需要量的合理選取。本文選擇住宅建筑的電氣負(fù)荷為研究對象，根據(jù)現(xiàn)行國家設(shè)計(jì)規(guī)，采用基于Excel軟件的回歸分析方法，建立了以家用電器功率為自變量、住宅計(jì)算負(fù)荷為因變量的負(fù)荷預(yù)測模型，從而解決了規(guī)中單純依靠建筑面積所帶來的問題，并可應(yīng)用于不同經(jīng)濟(jì)狀況的住宅的負(fù)荷預(yù)測。另外通過研究住宅需要系數(shù)的變化規(guī)律，采用一種三段歸納求和法擬合了需要系數(shù)與住宅戶數(shù)之間的數(shù)學(xué)模擬式，獲得了不同

3、的住宅戶數(shù)所對應(yīng)的不同的需要系數(shù)，從而避免了工程設(shè)計(jì)中需要系數(shù)選值的不確定性與經(jīng)驗(yàn)性，提高負(fù)荷計(jì)算的精度，使之更科學(xué)地貼近工程實(shí)際。關(guān)鍵字：住宅計(jì)算負(fù)荷，需要系數(shù)，負(fù)荷預(yù)測，擬合Electric power load analysis and calculations on UptownAutomation Speciality 06-2 Zhang LongSupervisor Han NingAbstractCorrect calculation of load is very important, it is the correct choice of power supply syst

4、em, wire, switches, transformers and other electrical appliances and the foundation of safe and reliable power supply system is to protect an important part of running essential. In program design and preliminary design, the electrical load calculation is too small or too large, would lead to seriou

5、s consequences. If the load calculation is too small, overheating will cause power lines to speed up the aging of the insulation; the same time, the energy loss will be excessive, causing electrical wiring fire, triggering a major accident. The power load calculation is too large, will cause excess

6、transformer capacity, and the supply line section is too large, the corresponding protection setting value will be too high, thereby reducing the sensitivity of the protection of electrical equipment; At the same time, the power load calculation excessive investment also increased, reducing the proj

7、ect's economics. Generally speaking, when the load is greater than 10% of the actual use of load, the transformer capacity to increase 11% to 12%, the consumption of non-ferrous metals such as wire and cable have increased by 15% to 20%, while also increasing transformer reactive power caused by

8、 the active power consumption. Thus, the power supply design load calculation, especially in determining the capacity of the transformer when occupied an important position. Therefore, the right to choose the method of calculation of load and the characteristic parameters of the electrical design of

9、 particular importance. Electrical load calculation residential buildings, affecting a variety of distribution facilities, residential and reasonable choice, bearing thousands of households in the electrical safety and reliable operation of electrical equipment. Under the current needs of the nation

10、al standard recommended by the coefficient, critical load calculation is reasonably accurate calculation of housing need factor load and a reasonable selection, this paper to study the two main elements are: how to determine the calculation of housing units and how to load index Select a scientific

11、factor, thus avoiding the need for engineering design in the election coefficient value of uncertainty and empirical, to improve the accuracy of load calculations, making it more scientifically close to engineering practice. Keywords: residential load calculation，needs to factor，load forecasting，fit

12、ting目錄1 緒論11.1 研究的目的與意義11.2 國外研究現(xiàn)狀11.3本文主要工作22 電力負(fù)荷計(jì)算理論基礎(chǔ)42.1 建筑電力負(fù)荷的分類42.2 電力負(fù)荷的分級與對供電電源的要求42.2.1 電力負(fù)荷的分級42.2.2 各級電力負(fù)荷對供電電源的要求42.3 電力用戶負(fù)荷計(jì)算52.3.1 按逐級計(jì)算法確定用戶負(fù)荷52.3.2 按需要系數(shù)法確定用戶負(fù)荷52.3.3 按年產(chǎn)量估算用戶負(fù)荷52.4 國家民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)中的負(fù)荷計(jì)算63 各種經(jīng)典的電力負(fù)荷計(jì)算方法83.1 計(jì)算負(fù)荷與計(jì)算方法83.1.1 計(jì)算負(fù)荷83.1.2 負(fù)荷計(jì)算方法83.2 各種計(jì)算方法的適用條件與優(yōu)缺點(diǎn)103.2.1 需

13、要系數(shù)法使用前提與存在的問題103.2.2 二項(xiàng)式系數(shù)法使用前提與存在的問題113.2.3 利用系數(shù)法和單位產(chǎn)品耗電法使用前提與存在的問題113.3 國住宅建筑用電負(fù)荷與計(jì)算的現(xiàn)狀123.3.1 住宅建筑的供電方案123.4 問題的提出144 典型住宅電力負(fù)荷的回歸預(yù)測與分析164.1 用電量的調(diào)查分析164.2 住宅建筑計(jì)算負(fù)荷的預(yù)測164.2.1 預(yù)測方法的確定164.2.2 回歸分析理論基礎(chǔ)174.2.3樣本數(shù)據(jù)的獲取184.2.4 建筑電力負(fù)荷回歸模型的建立204.2.5 預(yù)測模型的顯著性檢驗(yàn)與殘差分析224.3 預(yù)測模型的應(yīng)用235 住宅電力負(fù)荷需要系數(shù)的分析與研究255.1 住宅建

14、筑需要系數(shù)的分析255.1.1 需要系數(shù)的分析255.2 住宅需要系數(shù)的研究255.2.1 住宅建筑需要系數(shù)隨戶數(shù)變化的規(guī)律與樣本數(shù)據(jù)265.2.2 歸納求和模型的需要系數(shù)擬合275.2.3 需要系數(shù)求解誤差分析296 總結(jié)與展望306.1 總結(jié)306.2 前景與展望30致32參考文獻(xiàn)331 緒論1.1 研究的目的與意義供電系統(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

15、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（3-4），為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)。截面積在16mm2與以上的導(dǎo)體，其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

16、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?？梢?，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)的組織與能源供應(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)行國家規(guī)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

17、需要系數(shù)的合理選取，因此本文要研究的兩個(gè)主要容是：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)。1.2 國外研究現(xiàn)狀目前國外大量文獻(xiàn)所探討的負(fù)荷預(yù)測方法有：時(shí)間序列法2、電力彈性系數(shù)法3、灰色預(yù)測法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)劃以與小區(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)查研究了市小區(qū)居民的用電負(fù)荷，文獻(xiàn)9介紹了1999年5月市建筑和市供電局成立了課題組，通過計(jì)算機(jī)的在線監(jiān)測，了解居民住宅用電水平、負(fù)荷特性與用電量等等。這些方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

18、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)101112分別介紹日本、美國等國負(fù)荷計(jì)算方法和我國地區(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，目前在建筑有應(yīng)用，但因國外的一些設(shè)計(jì)手冊無據(jù)可查，因此也沒有得到推廣。而對于需要系數(shù)的取值，因其影響因素多，因此國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)的歸納對比擬合需要系數(shù)與戶數(shù)的對應(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

19、系數(shù)貼近工程實(shí)際。1.3本文主要工作本文就國外現(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)際操作過程中會出現(xiàn)的問題和優(yōu)缺點(diǎn)，基于此提出自己對于這類方法的改進(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。本文主要研究容：（1）分析國常用的一些負(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，研究它們在使用過程中的優(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

20、，了解國建筑負(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，通過對研究對象的建筑面積、電器擁有量以與用電量等調(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；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。2 電力負(fù)荷計(jì)

21、算理論基礎(chǔ)2.1 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。2.2 電力負(fù)荷的分級與對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。2.2.1 電力負(fù)荷的分級電力負(fù)荷，按GB 50052-199

22、5供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)定，根據(jù)其對供電可靠性的要求與中斷供電造成的損失或影響的程度分為3級16：（1）一級負(fù)荷（first order load）。符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為一級負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡時(shí)；中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)，例如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢。用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、國民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時(shí)間才能恢復(fù)等；中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作，例如重要交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場館等用電單位中的重要電負(fù)荷。（2）二級負(fù)荷（second order load）。符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為二級負(fù)荷：中斷供電

23、將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)，例如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要較長時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電影響重要用電單位的正常工作。（3）三級負(fù)荷（third order load）。三級負(fù)荷為一般電力負(fù)荷，所有不屬于上述一、二級負(fù)荷者均屬三級負(fù)荷。2.2.2 各級電力負(fù)荷對供電電源的要求（1）一級負(fù)荷對供電電源的要求。對一級負(fù)荷必須考慮有兩路獨(dú)立電源供電，在發(fā)生事故時(shí)，在繼電保護(hù)裝置正確動(dòng)作的情況下，兩路電源不會同時(shí)丟失或失去一路電源，在允許的時(shí)間第二路電源自動(dòng)投入。一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除上述兩路電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將

24、其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。常用的應(yīng)急電源可使用下列幾種電源：獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組；供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專門饋電線路；蓄電池；干電池。（2）二級負(fù)荷對供電電源的要求。二級負(fù)荷也要求有兩路獨(dú)立電源供電，當(dāng)工作電源失去時(shí)，由運(yùn)行人員手動(dòng)操作投入備用電源。供電變壓器也應(yīng)有兩臺（這兩臺變壓器不一定在同一變電所）。只有當(dāng)負(fù)荷較小或者當(dāng)?shù)毓╇姉l件困難時(shí)，二級負(fù)荷可由一回路6KV與以上的專用架空線路供電。這是考慮架空線路發(fā)生故障時(shí)，較之電纜線路發(fā)生故障時(shí)易于發(fā)現(xiàn)且易于檢查和修復(fù)。當(dāng)采用電纜線路時(shí)，必須采用兩根電纜并列供電，每根電纜應(yīng)能承受全部二級負(fù)荷。（3）三級負(fù)荷對供電電源的要求。由于三級負(fù)荷為不

25、重要的一般負(fù)荷，因此它對供電電源無特殊要求。2.3 電力用戶負(fù)荷計(jì)算確定用戶的計(jì)算負(fù)荷是選擇電源進(jìn)線和一、二次設(shè)備的基本依據(jù)，是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分，也是與電力部門簽定用電協(xié)議的基本依據(jù)。確定等效三相設(shè)備容量用戶計(jì)算負(fù)荷的方法很多，可根據(jù)不同情況和要求采用不同的方法。在制定計(jì)劃、初步設(shè)計(jì)，特別是方案比較時(shí)可以較粗略的方法。在供電設(shè)計(jì)中進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行較詳細(xì)的負(fù)荷計(jì)算。2.3.1 按逐級計(jì)算法確定用戶負(fù)荷根據(jù)用戶的供配電系統(tǒng)圖，從用電設(shè)備開始，朝電流方向逐級計(jì)算，最后求出用戶總的計(jì)算負(fù)荷的方法稱為逐級計(jì)算法。2.3.2 按需要系數(shù)法確定用戶負(fù)荷將用戶用電設(shè)備的總?cè)萘縋e（不包括備

26、用設(shè)備容量）乘上一企業(yè)需要系數(shù)Kx，可得到企業(yè)的有功計(jì)算負(fù)荷，即 P30=Kx*Pe （2.1）2.3.3 按年產(chǎn)量估算用戶負(fù)荷將用戶年產(chǎn)量A乘以單位產(chǎn)品耗電量，就可得到企業(yè)全年的耗電量W： W=A （2.2）各類用戶的單位產(chǎn)品耗電量可由有關(guān)設(shè)計(jì)單位根據(jù)實(shí)測統(tǒng)計(jì)資料確定，也可查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊。在求出年耗電量W后，除以用戶的年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax，就可求得用戶的有功計(jì)算負(fù)荷： P30= （2.3）2.4 國家民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)中的負(fù)荷計(jì)算2.4.1負(fù)荷計(jì)算的容2.4.1.1計(jì)算負(fù)荷，作為按發(fā)熱條件選擇配電變壓器、導(dǎo)體與電器的依據(jù)，并用來計(jì)算電壓損失和功率損耗。在工程上為方便計(jì)，亦可作為電能消耗

27、量與無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)。2.4.1.2尖峰電流，用以校驗(yàn)電壓波動(dòng)和選擇保護(hù)電器。2.4.1.3一級、二級負(fù)荷，用以確定備用電源或應(yīng)急電源。2.4.1.4季節(jié)性負(fù)荷，從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件出發(fā)，用以考慮變壓器的臺數(shù)和容量。2.4.2負(fù)荷計(jì)算方法宜按下列原則選?。?.4.2.1在方案設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法；在初步設(shè)計(jì)與施工圖設(shè)計(jì)階段，宜采用需要系數(shù)法。對于住宅，在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均可采用單位指標(biāo)法。2.4.2.2用電設(shè)備臺數(shù)較多，各臺設(shè)備容量相差不懸殊時(shí)，宜采用需要系數(shù)法，一般用于干線、配變電所的負(fù)荷計(jì)算。2.4.2.3用電設(shè)備臺數(shù)較少，各臺設(shè)備容量相差懸殊時(shí)，宜采用二項(xiàng)式法，一般用于支干線和配電屏（

28、箱）的負(fù)荷計(jì)算。2.4.3進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算設(shè)備功率：2.4.3.1對于不同工作制的用電設(shè)備的額定功率應(yīng)換算為統(tǒng)一的設(shè)備功率。（1）連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的設(shè)備功率等于額定功率。（2）斷續(xù)或短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的設(shè)備功率，當(dāng)采用需要系數(shù)法或二項(xiàng)式法計(jì)算時(shí)，是將額定功率統(tǒng)一換算到負(fù)載持續(xù)率為25%時(shí)的有功功率。（3）電焊機(jī)的設(shè)備功率是指將額定功率換算到負(fù)載持續(xù)率為100%時(shí)的有功功率。2.4.3.2照明用電設(shè)備的設(shè)備功率為：（1）白熾燈、高壓鹵鎢燈是指燈泡標(biāo)出的額定功率。（2）低壓鹵鎢燈除燈泡功率外，還應(yīng)考慮變壓器的功率損耗。（3）氣體放電燈，金屬鹵化物燈除燈泡的功率外，還應(yīng)考慮鎮(zhèn)流器的功率

29、損耗。2.4.3.3整流器的設(shè)備功率是指額定交流輸入功率。2.4.3.4成組用電設(shè)備的設(shè)備功率，不應(yīng)包括備用設(shè)備。2.4.4當(dāng)消防用電的計(jì)算有功功率大于火災(zāi)時(shí)可能同時(shí)切除的一般電力、照明負(fù)荷的計(jì)算有功功率時(shí)，應(yīng)按未切除的一般電力、照明負(fù)荷加上消防負(fù)荷計(jì)算低壓總的設(shè)備功率，計(jì)算負(fù)荷。否則計(jì)算低壓總負(fù)荷時(shí)，不應(yīng)考慮消防負(fù)荷。2.4.5單相負(fù)荷應(yīng)均衡分配到三相上。當(dāng)單相負(fù)荷的總?cè)萘啃∮谟?jì)算圍三相對稱負(fù)荷總?cè)萘康?5%時(shí)，全部按三相對稱負(fù)荷計(jì)算；當(dāng)超過15%時(shí)，應(yīng)將單相負(fù)荷換算為等效三相負(fù)荷，再與三相負(fù)荷相加。等效三相負(fù)荷可按下列方法計(jì)算：（1）只有相負(fù)荷時(shí)，等效三相負(fù)荷取最大相負(fù)荷的3倍。（2）只有

30、線間負(fù)荷時(shí)，等效三相負(fù)荷為：單臺時(shí)取線間負(fù)荷的3倍；多臺時(shí)取最大線間負(fù)荷的3倍加上次大線間負(fù)荷的3倍。（3）既有線間負(fù)荷又有相負(fù)荷時(shí)，應(yīng)先將線間負(fù)荷換算為相負(fù)荷，然后各相負(fù)荷分別相加，選取最大相負(fù)荷乘3倍作為等效三相負(fù)荷。2.4.6對用電設(shè)備進(jìn)行分組計(jì)算時(shí)，應(yīng)按下列條件考慮：（1）三臺與以下，計(jì)算負(fù)荷等于其設(shè)備功率的總和；三臺以上時(shí)，其計(jì)算負(fù)荷應(yīng)通過計(jì)算確定。（2）類型一樣的用電設(shè)備，其總?cè)萘靠梢杂盟銛?shù)加法求得。（3）類型不同的用電設(shè)備，其總?cè)萘繎?yīng)按有功和無功負(fù)荷分別相加確定。2.4.7當(dāng)采用需要系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)將配電干線圍的用電設(shè)備按類型統(tǒng)一劃組。配電干線的計(jì)算負(fù)荷為各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)

31、荷之和再乘以同時(shí)系數(shù)。變電所或配電所的計(jì)算負(fù)荷，為各配電干線計(jì)算負(fù)荷之和再乘以同時(shí)系數(shù)。計(jì)算變電所高壓側(cè)負(fù)荷時(shí)，應(yīng)加上變壓器的功率損耗。2.4.8采用二項(xiàng)式法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）應(yīng)將計(jì)算圍的所有設(shè)備統(tǒng)一劃組，不應(yīng)逐級計(jì)算；（2）不考慮同時(shí)系數(shù)；（3）當(dāng)用電設(shè)備等于或少于4臺時(shí)，該用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷按設(shè)備功率乘以計(jì)算系數(shù)求得；（4）計(jì)算多個(gè)用電設(shè)備組的負(fù)荷時(shí)，如果每組中的用電設(shè)備臺數(shù)小于最大用電設(shè)備臺數(shù)n時(shí)，則取小于n的兩組或更多組中最大用電設(shè)備的附加功率之和作為總的附加功率。3 各種經(jīng)典的電力負(fù)荷計(jì)算方法3.1 計(jì)算負(fù)荷與計(jì)算方法3.1.1 計(jì)算負(fù)荷供電系統(tǒng)要能夠在正常條件下可

32、靠地運(yùn)行，則各個(gè)供電設(shè)施(包括變壓器、保護(hù)開關(guān)、供電線纜)必須選擇得當(dāng)，因此有必要對供電系統(tǒng)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)負(fù)荷，在供配電系統(tǒng)中以30min的最大計(jì)算負(fù)荷作為選擇電氣設(shè)備的依據(jù)。本文將計(jì)算負(fù)荷記為P30。3.1.2 負(fù)荷計(jì)算方法負(fù)荷計(jì)算方法有多種，主要有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、利用系數(shù)法、單位面積法、單位指標(biāo)法以與單位產(chǎn)品耗電量法等。(1)需要系數(shù)法：計(jì)算公式為P30=KXPN，KX為需要系數(shù)，PN為用電設(shè)備組所有設(shè)備的額定容量之和。這種方法計(jì)算比較簡便，目前在民用建筑中應(yīng)用很廣泛。(2)

33、利用系數(shù)法：采用利用系數(shù)求出最大系數(shù)求出最大負(fù)荷的平均值，再考慮設(shè)備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計(jì)算負(fù)荷。這種方法計(jì)算進(jìn)程稍繁，目前利用系數(shù)的有關(guān)資料均為工業(yè)方面，故在民用建筑方面應(yīng)用很少。(3)二項(xiàng)式法：計(jì)算公式為P30=bPN+cPX，b，c為二項(xiàng)式系數(shù)，PN為用電設(shè)備組所有設(shè)備的額定容量之和，PX為x臺最大容量的設(shè)備總?cè)萘?。二?xiàng)式法主要于工業(yè)上用電設(shè)備臺數(shù)較少、各臺設(shè)備容量相差懸殊時(shí)應(yīng)用。(4)單位面積功率法、單位指標(biāo)法、單位產(chǎn)品耗電法等，前兩者多用于民用建筑，后者用于某些企業(yè)方面。目前國住宅電氣負(fù)荷計(jì)算基本上都采用需要系數(shù)法和單位指標(biāo)法。單位指標(biāo)法確定每戶住宅

34、用電負(fù)荷指標(biāo)，需要系數(shù)法是選取相應(yīng)的需要系數(shù)來計(jì)算住宅計(jì)算負(fù)荷，計(jì)算公式按式(1.1)或(1.2)。國家行業(yè)規(guī)<住宅設(shè)計(jì)規(guī)第6.5.1條與<民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)都分別有對住宅負(fù)荷用電指標(biāo)與需要系數(shù)做了規(guī)定，如表2.1、表2.2。但因地理位置、經(jīng)濟(jì)條件、氣候環(huán)境等差異，各地區(qū)與主要城市要根據(jù)自己的特點(diǎn)又制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，表2.32.7列舉了國部分城市的住宅用電指標(biāo)值和參考的需要系數(shù)。表2.1 住宅設(shè)計(jì)規(guī) GB50096-1999 普通住宅用電負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)Table 2.1 "Residential Design Code" GB50096-1999 standard o

35、rdinary residential power load表2.2 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī) JCJ/T16-92住宅負(fù)荷需要系數(shù)Table 2-2 "civil electrical design" JCJ/T16-92 need residential load factor表2.3 地區(qū)住宅單位用電指標(biāo)17Table 2.3 Power indicators of residential units in Beijing表2.4 地區(qū)住宅負(fù)荷需要系數(shù)17Table 2.4 Residential Beijing need to factor load表2.5 地區(qū)住宅單位

36、用電指標(biāo)18Table 2.5 Power indicators of residential units in Tianjin表2.6 地區(qū)各類住宅綜合用電指標(biāo)19Table 2-6 Chongqing various types of residential electricity consumption indicators integrated表2.7 地區(qū)各類住宅負(fù)荷計(jì)算需要系數(shù)19Table 2-7 Load calculation for residential development in Chongqing need to factor3.2 各種計(jì)算方法的適用條件與優(yōu)缺點(diǎn)3

37、.2.1 需要系數(shù)法使用前提與存在的問題需要系數(shù)法，其計(jì)算公式為P30=KXPN，KX為需要系數(shù)，PN為用電設(shè)備組所有設(shè)備的額定容量之和。它不考慮大容量設(shè)備最大負(fù)荷造成的負(fù)荷波動(dòng)與用電設(shè)備的容量和臺數(shù)，適用于確定全廠計(jì)算負(fù)荷、車間變電所計(jì)算負(fù)荷與負(fù)荷較穩(wěn)定的干線計(jì)算負(fù)荷。需要系數(shù)法比較簡便，因而廣泛使用，但當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)少而功率相差懸殊時(shí)，需要系數(shù)法的計(jì)算結(jié)果往往偏小，故不適用于低壓配電線路計(jì)算，而適用于計(jì)算變、配電所的負(fù)荷。從該方法的計(jì)算公式中不難看出，需要系數(shù)的選取直接關(guān)系到負(fù)荷計(jì)算的精度與可靠性，但現(xiàn)行的需要系數(shù)值大多數(shù)是轉(zhuǎn)抄或參照國外的，實(shí)踐證明，這些系數(shù)往往偏高偏大，比較保守。3.2

38、.2 二項(xiàng)式系數(shù)法使用前提與存在的問題二項(xiàng)式系數(shù)法，其計(jì)算公式為P30=bPN+cPX，b，c為二項(xiàng)式系數(shù)，PN為用電設(shè)備組所有設(shè)備的額定容量之和，PX為x臺最大容量的設(shè)備總?cè)萘?。二?xiàng)式法考慮兩種因素:平均負(fù)荷。x臺最大設(shè)備的最大負(fù)荷重疊造成的附加負(fù)荷，以彌補(bǔ)需要系數(shù)法計(jì)算結(jié)果在上述情況下偏小的不足。  由于二項(xiàng)系數(shù)法不僅考慮了用電設(shè)備最大負(fù)荷時(shí)的平均功率，而且考慮了少數(shù)容量最大的設(shè)備投人運(yùn)行時(shí)對總計(jì)算負(fù)荷的額外影響。所以二項(xiàng)式法比較適合于確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的負(fù)荷計(jì)算。但是二項(xiàng)式計(jì)算系數(shù)(經(jīng)驗(yàn)系數(shù))b、c和x的值，缺乏充分的理論依據(jù)，而且這些系

39、數(shù)也只適于機(jī)械加工工業(yè)，其他行業(yè)缺乏這方面數(shù)據(jù)，從而使其引用受到一定局限。因此，對于負(fù)荷波動(dòng)較大的干線或支線采用二項(xiàng)系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷較為準(zhǔn)確。在確定車間變電所和全廠總負(fù)荷計(jì)算時(shí)，則通常不采用，還是采用“需要系數(shù)法”比采用“二項(xiàng)式法”更接近實(shí)際用電情況。3.2.3 利用系數(shù)法和單位產(chǎn)品耗電法使用前提與存在的問題利用系數(shù)法是以平均負(fù)荷為基礎(chǔ)，利用概率論分析出最大負(fù)荷與平均負(fù)荷的關(guān)系。利用系數(shù)法雖然有一定的理論根據(jù)，但因要確定的系數(shù)較多，計(jì)算步驟復(fù)雜，公式中的“最大系數(shù)”與“利用系數(shù)k”的數(shù)據(jù)目前也較缺乏，因此，通常在工作中多不采用這種計(jì)算方法。  單位產(chǎn)品耗電量法是在初步設(shè)計(jì)

40、階段對供電方案作比較時(shí)，可根據(jù)車間的單位產(chǎn)品耗電定額，產(chǎn)品的年產(chǎn)量和年工作小時(shí)數(shù)來估算的一種方法。單位產(chǎn)品耗電量法求出的用電設(shè)備負(fù)荷可能與實(shí)際負(fù)荷相差較大，所以在缺乏正式的用電設(shè)備容量時(shí)，還要按“需要系數(shù)法”重新進(jìn)行計(jì)算。以盡可能取得更接近實(shí)際的計(jì)算負(fù)荷，作為選擇配電設(shè)備和導(dǎo)線的依據(jù)。3.3 國住宅建筑用電負(fù)荷與計(jì)算的現(xiàn)狀3.3.1 住宅建筑的供電方案住宅建筑住戶的負(fù)荷等級按供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)(GB 50052-95)20第2.0.1條一般是屬于三級負(fù)荷，配電方式基本上是多層住宅采用放射式供電、高層住宅采用混合式(樹干式和放射式)供電。因此其供電方案基本上是按小區(qū)變電所(10kV)一各棟(層)樓

41、電表箱一各戶配電箱這種模式設(shè)計(jì)。小區(qū)單臺變壓器容量根據(jù)規(guī)一般要求不大于630 kVA，對于建筑面積較大、戶數(shù)較多的住宅建筑一般要求設(shè)兩臺與以上變壓器，以便避免日后檢修時(shí)造成長時(shí)間停電。同時(shí)筆者還發(fā)現(xiàn)國大部分電氣設(shè)計(jì)人員在建筑設(shè)計(jì)時(shí)沒有對建筑性質(zhì)、用戶用電特點(diǎn)等做認(rèn)真的調(diào)查研究，僅簡單地套用規(guī)來設(shè)計(jì)。例如調(diào)查了某甲級建筑的兩套11#、12#住宅樓的電氣施工圖，11#樓為農(nóng)民拆遷安置房，多層建筑，12#樓為高層商住樓，11#、12#兩棟樓的每戶住宅建筑面積一樣，均為1lOm2，故從典型住宅建筑設(shè)計(jì)圖中（圖3.1）住戶的用電負(fù)荷指標(biāo)均選擇為6kW。這看起來似乎滿足規(guī)要求，但從用戶性質(zhì)來看，這兩者的指

42、標(biāo)應(yīng)當(dāng)有所區(qū)別。經(jīng)過相關(guān)科研人員的回返調(diào)查，基本上11#樓的日最高負(fù)荷大約于2.8kW左右，而12#樓的日最高負(fù)荷大約于4.5kW左右(該數(shù)據(jù)根據(jù)該建筑住宅所處地區(qū)氣候特點(diǎn)，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)以確定用電負(fù)荷，勢必造成負(fù)荷計(jì)算的偏差，影響了變壓器容量與配電施的合理選用。國現(xiàn)今采用最多的計(jì)算負(fù)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(yàn)成分，甚至隨意性很大。例如調(diào)查了某個(gè)較大規(guī)模的住宅建筑一、二、三期工程的電氣設(shè)計(jì)圖紙，其分別由三家設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)其中需要系數(shù)的取值有較大差異，有的是戶建筑面積、戶數(shù)以與每戶用電指標(biāo)都一樣的住宅樓，其需要系數(shù)的取值卻不同，

43、甚至更有其他指標(biāo)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。表3.1列出了該小區(qū)某兩棟戶數(shù)為36戶、用電負(fù)荷指標(biāo)為6kW的原電氣設(shè)計(jì)圖紙，因需要系數(shù)的取值不同，造成了其計(jì)算負(fù)荷、計(jì)算電流、所選擇的配電設(shè)施以與初期投資上的差異。目前暫無定論說該兩種取值中哪種性價(jià)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(shè)施的合理選擇以與初期投資狀況。圖3.1 住宅建筑典型的戶配電箱系統(tǒng)圖Figure 3.1 A typical indoor residential building distribution box system diagram表3.1 某地兩棟住宅建筑設(shè)計(jì)參數(shù)對比Tab

44、le 3.1 to 2 in a comparison of residential architectural design parameters因此，因住宅用電負(fù)荷指標(biāo)與需要系數(shù)的取值不同，勢必影響了整個(gè)建筑總的計(jì)算負(fù)荷值，從而不但影響了變壓器容量的合理選擇，以與影響了其配電設(shè)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(63x6.3)、低壓保護(hù)開關(guān)整定值為800A，而630kVA的其低壓銅母線規(guī)格為4(80x8)、低壓保護(hù)開關(guān)整定值為1250A)21，增加了用戶初投資，而且也降低變壓器的負(fù)荷率，增加了今后變壓器運(yùn)行的有功損耗和無功損耗(可參見文獻(xiàn)22計(jì)算)。造成

45、這些問題當(dāng)然一方面有電氣設(shè)計(jì)人員的主觀因素，如有的設(shè)計(jì)人員責(zé)任心不強(qiáng)，經(jīng)驗(yàn)不足等，有的是選值時(shí)趨于保守，無視用戶投資將其值選高，另一方面則主要是當(dāng)前設(shè)計(jì)規(guī)中存在的缺陷。因此，如何根據(jù)每個(gè)住宅建筑自身特點(diǎn)，選擇一個(gè)科學(xué)的、能真實(shí)反映實(shí)際情況的住宅用電負(fù)荷指標(biāo)和需要系數(shù)，對當(dāng)前住宅建筑電氣設(shè)計(jì)是有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程價(jià)值。3.4 問題的提出根據(jù)現(xiàn)行國家規(guī)民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)(JGJ/T 16-92)第3.5.3條，目前住宅各單元樓總負(fù)荷計(jì)算公式如下：（1） 當(dāng)每戶用電負(fù)荷指標(biāo)一樣時(shí)，則總有功功率P30=3*N*KX*PN，式中P30為單元樓總計(jì)算負(fù)荷，KX為需要系數(shù)，PN為每戶用電負(fù)荷指標(biāo)，N為

46、同一相上戶數(shù)。（2） 當(dāng)住宅每戶用電負(fù)荷指標(biāo)有不同取值時(shí)，則總有功功率P30=3*KX*（PN1*N1+ PN2*N2+ PN3*N3+），式中，PN1、PN2、PN3為不同的每戶用電負(fù)荷指標(biāo)，N1、N2、N3為同一相上相應(yīng)的戶數(shù)。因此可以從上面兩式中不難看出，住宅負(fù)荷計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確與否，取決于每戶用電負(fù)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(fù)荷與需要系數(shù)的取值主要參照住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)中的規(guī)定，如表3.2、表3.3。分析表3.2、表3.3有如下不合理之處：首先，用電指標(biāo)劃分因素的單一性。表3.2中每戶用電指標(biāo)單純地以居住面積的大小來劃分，這是不盡合理的。因?yàn)榫用裼秒娭笜?biāo)的確定不

47、僅與居住面積有直接關(guān)系，還與用戶經(jīng)濟(jì)水平、氣候環(huán)境等都有密切關(guān)系，特別是用戶經(jīng)濟(jì)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(fù)荷的大小。其次，需要系數(shù)值的不確定性。（1）當(dāng)用戶同一相戶數(shù)值N=7、12、15、20、30、50、150戶時(shí)，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(fù)載量增多其消耗功率也應(yīng)增多，即總計(jì)算負(fù)荷功率應(yīng)隨著戶數(shù)的增多而增大，但若此時(shí)同一相上住戶戶數(shù)分別為99戶與102戶時(shí)，按上表所示，KX值相對應(yīng)地可分別設(shè)取0.38、0.35是滿足規(guī)要求的，設(shè)每戶用電指標(biāo)為6kW，則99戶的總計(jì)算負(fù)荷功率P30=3*99*6*O.

48、38=677.1kW；而102戶時(shí)的P30=3*102*6*O.35=642.6kW。即95戶戶數(shù)的總計(jì)算功率反而大于102戶的！這顯然是不合常規(guī)的。表3.2 住宅建筑設(shè)計(jì)計(jì)算負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)Table 3.2 Calculation of a standard residential building design表3.3 住宅建筑需要系數(shù)推薦值Table 3.3 Coefficient of recommended value of residential construction needs因此在住宅建筑電氣規(guī)劃設(shè)計(jì)中采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，選擇一個(gè)科學(xué)、真實(shí)并能夠基本反映居民經(jīng)濟(jì)水平的住

49、宅用電指標(biāo)以與合理的需要系數(shù)，對于指導(dǎo)住宅建筑配電設(shè)施的合理選擇具有很強(qiáng)的緊迫性和十分重要的意義。4 典型住宅電力負(fù)荷的回歸預(yù)測與分析4.1 用電量的調(diào)查分析隨著近幾年市發(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，2009年市人均住宅建筑面積為32.86平方米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)市發(fā)展計(jì)劃委員會報(bào)告2009年1-6月市城鎮(zhèn)居民人均可支配收入達(dá)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(fù)荷的增長。實(shí)際上住宅除了照明外，其用電量是由家用電器的擁有量(設(shè)備功率)所決定的，這是一個(gè)不爭的事實(shí)。它的普與率

50、和使用率已構(gòu)成了住宅的用電負(fù)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與支付日常費(fèi)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(shè)備功率)和用電量，是為了研究不同經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的住宅用電負(fù)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(diǎn)，一般用電量大的月份集中在夏季的7、8、9月份以與l、2月份，這主要是由于夏季氣溫高，空調(diào)的使用以與1、2月份春節(jié)來臨等季節(jié)、節(jié)日因素的影響。表4.1是該樓42戶2006年每月用電量與年

51、總用電量和月平均用電量情況。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)高374.5kwh。這說明了經(jīng)濟(jì)條件較好的住戶在用電消費(fèi)方面不再吝嗇使用時(shí)間，能夠根據(jù)家用電器情況達(dá)到按需分配。4.2 住宅建筑計(jì)算負(fù)荷的預(yù)測4.2.1 預(yù)測方法的確定用電負(fù)荷預(yù)測按預(yù)測期限可分為即期預(yù)測(日或周)、短期預(yù)測(12-24個(gè)月)、中期預(yù)測(5-10年)和長期預(yù)測(10-30年)24。預(yù)測方法比如有時(shí)間序列法、電力彈性系數(shù)法、灰色預(yù)測法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、小區(qū)密度法等。根據(jù)住宅用電負(fù)荷的影響因素、預(yù)測期限與增長趨勢性，本次研究采用回歸分析的方法，以

52、家用電器總功率為自變量，住宅計(jì)算負(fù)荷為因變量，來做住宅計(jì)算負(fù)荷的中期預(yù)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(yīng)的計(jì)算負(fù)荷。表4.1 各住戶06年每月用電情況 單位：kwhTable 4.1 The monthly household electricity consumption in 2006 unit: kwh4.2.2 回歸分析理論基礎(chǔ)回歸分析是研究自變量為一般變量(非隨機(jī)變量)，因變量為隨機(jī)變量時(shí)兩者之間的相關(guān)關(guān)系的統(tǒng)計(jì)分析方法?；貧w預(yù)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(yù)測方法。一元線性回歸預(yù)測是最基本的、最簡單的預(yù)測方法，其

53、數(shù)學(xué)表達(dá)式為y=a+bx (4.1)其中，y-預(yù)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252627。若經(jīng)回歸分析得到預(yù)測模型如式(4-1)所示，則對于每一個(gè)相關(guān)因素x的值xi(i=1,2n)對應(yīng)有一個(gè)y的估計(jì)值i=a+bxi (i=l,2n)，而實(shí)際中yi與估計(jì)值i一般是不相等的，存在一個(gè)偏差，稱為估計(jì)誤差或殘差，用表示。即=yi-或者=yi-a-bxi。偏最小二乘法是以誤差平方和最小這一原理來估計(jì)a、b系數(shù)，從而建立回歸預(yù)測模型的。設(shè)以Z表示誤差平方和，則有 Z=2=i2=-a-bxi2 (4.2)Z是參數(shù)a、b的函數(shù)，當(dāng)要求Z最小

54、時(shí)，可根據(jù)微分中值原理取Z分別關(guān)于a、b的偏導(dǎo)數(shù)，并令它們等于0可得方程組=0 （4.3）=0 （4.4）聯(lián)立方程（4.3）、（4.4）可得 b= （4.5）a= （4.6）取為x的平均值，為y的平均值，代入式子（4.5）、（4.6）中則可得b= （4.7）a= （4.8）回歸預(yù)測模型建立后，必須進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)和經(jīng)濟(jì)意義檢驗(yàn)。常用的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法有t值顯著性檢驗(yàn)、相關(guān)系數(shù)(r)檢驗(yàn)、F檢驗(yàn)等，這幾種檢驗(yàn)方法對一元線性回歸方程的檢驗(yàn)結(jié)果是完全一致的，因此只要進(jìn)行一種檢驗(yàn)即可。通過了t檢驗(yàn)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(dǎo)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-)以與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(yù)測模型是否滿足基本假定。4.2.3樣本數(shù)據(jù)的獲取本次預(yù)測的樣本數(shù)據(jù)是根據(jù)