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中圖分類號:TM223 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)12-0079-01
引言:對電力負荷特性進行研究最主要的目的在于,對相關城鎮地區的負荷特性與狀況進行準確了解,掌握負荷特性的發展方向與規律,保證針對電力負荷所開展一系列調控工作的科學性。隨著社會的發展,電力工業對經濟進步具有的意義開始為人們所熟知,對電力負荷進行預測的重要性逐漸顯示了出來,可以說預測結果是否準確,與電力投資所獲取效益之間具有非常緊密的聯系。
1 電力負荷特性的分析
1.1 概念
1.1.1 內容
電力系統負荷主要指的是在對電力系統進行連接的過程中,需要應用到的用電設備所對應功率總和,作為典型的時變系統,電力系統需要保證供電、發電和用電三者始終處于動態平衡的狀態下,不然極易導致系統故障的發生,進而對日常生活與生產產生不利影響。因此,針對電力負荷特性開展相關研究是非常有必要的。以電力負荷特性為核心內容所進行的一系列分析工作,其實質就是對行業信息、負荷電量、經濟狀況、氣象條件等多種相關信息數據進行比對與分析的工作。
1.1.2 組成
我國幅員遼闊,不同地區所對應氣候條件和經濟狀況均有所不同,因此,不同地區所對應電力負荷的組成也必然存在著較為明顯的差別,這就在一定程度上決定了,τ諳嗤影響因素而言,對于不同地區電力負荷所產生的影響通常會具有細微的不同[1]。即使是在相同的地區,相同影響因素對于處于不同時期的該地區電力負荷產生的影響也不盡相同,這種現象就是通常所說的電力負荷組成所具有的差異性。
常見的電力負荷組成所具有的差異性通常表現在以下兩個方面:一方面是負荷比重,另一方面是負荷種類。正是由于組成不同的電力負荷在上述兩個方面均存在一定的差異性,因此,所對應負荷特性帶來的影響程度也會隨之更改。由此可以看出,負荷組成對于電力負荷所具有的特性而言,具有非常重要的意義。
1.2 影響因素
1.2.1 氣候條件
研究表明,能夠對電力負荷產生影響的因素,不僅局限在經濟狀況和產業結構兩個方面,同時還包括所在地區的氣候條件。導致不同地區所對應電力負荷在特性方面具有較大差異的主要原因之一,就是地區氣候條件的差異,例如,南方地區夏季所對應降溫負荷通常情況下大于北方地區,另外,南方地區冬季所對應取暖負荷也要遠遠大于北方地區。一般來說,對月負荷產生較為明顯影響的因素為氣候的變化,夏季平均氣溫與同期相比略高的月份,所對應月負荷率就會隨之降低[2]。除此之外,氣候條件對電力負荷產生的影響還體現在農業的灌溉方面,這主要是因為在對農業進行灌溉時,對應用電量和同時期的降水量間具有非常緊密的聯系,如果某月降水較多,那么該月所對應灌溉用電量就會隨之減少,負荷率的水平與同期相比就會明顯提高。
1.2.2 經濟水平
其一,經濟發達的地區,人們生活水平普遍提高,電氣化的程度也會隨之上升,負荷率與經濟不發達地區相比呈現出較為明顯的下降趨勢;其二,經濟發達地區,占據比重較大的通常為第三產業,因而,該類地區普遍具有負荷率水平相對較低的特征;其三,隨著社會經濟的持續發展,第三產業和人們日常生活用電所對應負荷與之前相比有了較為明顯的提升,這也從側面說明一個問題,如果相關人員沒有及時采取有效手段對其加以調節,那么,相應的負荷率水平便會持續下降。
2 電力負荷特性的預測技術
2.1 概述
2.1.1 原理
2.1.1.1 系統性原理
預測作為典型的連續過程,想要保證最終預測結果的準確性,相關人員必須對需要預測事件過去以及現在的情況,具有非常清晰、準確的認識。
2.1.1.2 可能性原理
正是由于事物在發展的過程中會遇到許多無法預知的因素,而不同因素對事物發展產生的影響也是有所不同的,因此,相關人員只能夠針對某一事物,對其可能呈現出的發展結果加以預測。
2.1.1.3 可控性原理
預測的主要目的在于對事物發展的方向加以控制,也就是說,以預測結果作為基礎,對下一階段所開展的活動,或是所做出的行為進行相應調整。
2.1.2 分類
以預測指標為立足點對電力負荷預測內容進行分類,可將其分為以網供電量、社會電量為代表的電量預測,以及以負荷曲線、負荷率為代表的電力預測。作為與社會經濟發展息息相關的工作,電力負荷預測通常包括以下幾種形式:超短期、短期、中期以及長期預測[3]。
2.2 常用預測技術
2.2.1 回歸模型技術
針對電力負荷預測所才去的回歸模型技術,主要以歷史數據作為立足點,相關人員通過對電力負荷所對應歷史數據進行分析的方式,建立數學模型,以此完成電力負荷的預測工作。簡單來說就是將回歸分析與電力負荷預測相結合,通過分析和統計的方式獲得不同變量所對應的關系,完成預測工作。
常見的回歸預測有非線性以及線性回歸兩種。線性回歸相對而言較為簡單,但是通過實踐發現,應變量和自變量所對應的關系通常屬于非線性關系,因此,在對這部分關系進行處理前,相關人員首先應當確定非線性關系是否可以向線性關系進行轉化,這樣做主要是因為處理非線性情況往往較線性情況更為復雜。
2.2.2 趨勢外推技術
電力負荷較易受到以天氣狀況為代表的多種隨機因素的影響,這些因素的出現,對相關預測工作的開展帶來了一定的阻礙。除此之外,電力負荷在不同時期呈現出的變化趨勢也極為明顯,以農業為例,農業在夏季的日用電量與冬季相比極小,且電量穩定。雖然通常來說對某一階段所對應用電量進行研究可以發現,其常見表現形式為線性,但也無法排除非線性存在的可能。因此,在對電力負荷進行預測的過程中,相關人員通常選擇散點圖作為確定變化趨勢的主要方法,在保證所確定變化趨勢準確性的前提下,相關人員便可以開展下一階段的預測工作。這就是通常意義上所說的趨勢外推[4]。通過對不同事物所對應發展規律進行掌握的方式,能夠在很大程度上提升對該事物發展趨勢進行推斷的結果的準確性。
結論
綜上所述,正是因為電力體制的改革進程與過去相比有了非常明顯的進步,因此,以電力市場為立足點所開展的分析工作,對電力企業所具有的重要意義開始被人們所熟知。上文的敘述重心主要落在電力負荷特性的分析以及預測方面,通過對電力負荷的組成、影響因素以及常見預測技術進行敘述的方式,為相關工作的開展提供了科學、可靠的參考依據,希望能夠在一定程度上推動社會經濟的可持續發展。
參考文獻
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關鍵詞:艾滋病癡呆復合征;中醫證型
DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2017.03.004
中圖分類號:R259.933 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5304(2017)03-0014-04
TCM Syndrom Type Distribution Characteristics for 186 Cases of AIDS Dementia Complex ZHANG Xue1, JIANG Zi-qiang2, CHEN Li-hua2, SUN Yan1, YANG Xuan1, WANG Shuang-li1, AN Yong-hui1, ZHANG Xiao-hua1, JIAO Min1, ZHANG Jing1 (1. The Sixth People’s Hospital of Zhengzhou, Zhengzhou 450000, China; 2. Institute of AIDS, The First Affiliated Hospital of Henan University of TCM, Zhengzhou 450000, China)
Abstract: Objective To study the relationship between different syndromes of AIDS dementia complex (ADC) and different disease severity, age, CD4+ T cell count and infection. Methods Totally 186 patients with ADC were classified into different syndrome types, and the distribution in different degree of disease, different age, different CD4+ T cell count and different routes of infection was analyzed. Results There were 48, 51, 15, 37 and 35 cases of deficiency of kidney and marrow, yin deficiency of liver and kidney, deficiency of heart and spleen, syndrome of phlegm obstruction, syndrome of qi deficiency and blood stasis, respectively. Moderate and severe degrees with yin deficiency of liver and kidney were more common. There was statistical significance in the distribution of different syndromes in different degree of disease (χ2=82.495, P=0.000). Deficiency of kidney and marrow, yin deficiency of liver and kidney were more common in different age groups. The distribution of the syndrome types in different age groups was statistically significant (χ2=72.710, P=0.000), the patients were mainly in two age groups of >50C60 years old and >60 years old. The distribution of the syndrom types in diffenrent CD4+ T cell count stratum was statistically significant (χ2=66.778, P=0.000). Blood pathway infection mainly included deficiency of kidney and marrow and syndrome of qi deficiency and blood stasis, sexual pathogens mainly yin deficiency of liver and kidney. Conclusion CD4+T cells layers, age group, progression of disease and transmission way are the influencing factors of syndrom type.
Key words: AIDS dementia complex; TCM syndrom type
基金項目:河南省中醫藥科學研究專項課題(2014ZY02087)
通訊作者:楊萱,E-mail:
艾滋病癡呆復合征(acquried immune deficiency syndrom dementia complex,ADC)是人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染中樞神經系統而引起,是獲得性免疫缺陷綜合征(acquried immune deficiency syndrom,AIDS)惡化的信號[1]。近年來,越來越多的AIDS患者接受了高效抗反轉錄病毒治療(highly active antiretroviral therapy,HAART),生存期得到延長,ADC患者數量也逐年上升[2]。HAART是目前西醫對ADC唯一有效的治療方法,但只降低了病死率,無法改善大腦認知功能缺失,嚴重影響患者生活質量[3]。經過多年研究,中醫在治療AIDS方面積累了豐富的臨床經驗[4],越來越受到醫學界重視。我們在前期專家問卷調研及對ADC證候規律研究的基礎上,對186例ADC患者的中醫證型、年齡、病情程度、CD4+T細胞計數及感染途徑等病歷資料進行回顧性分析,旨在初步了解ADC的證候特點及證型分布規律,為中醫臨床診療提供依據。
1 資料與方法
1.1 研究對象
納入2010年3月-2015年3月在鄭州市第六人民醫院、河南中醫學院第一附屬醫院艾滋病臨床研究中心門診及住院的ADC患者186例。其中男性127例,女性59例,年齡35~72歲。經輸血及有償獻血途徑、性途徑、吸毒感染者分別為120、61、5例。
1.2 西醫診斷標準
根據《艾滋病診療指南》[5]相關標準制定ADC診斷標準。全部患者經蛋白印跡法確認HIV感染。ADC診斷標準:以智力低下、行動障礙及情感異常為主要表現,可見反應遲鈍,注意力不集中,健忘,工作效率低下;行動障礙可見平衡力差、無力等;情感淡漠,甚至躁狂,少見癲癇發作等。早期因癥狀、體征不易被患者發現,鮮有主動就診者,晚期則可發展為全面性癡呆,甚至進入植物狀態。依據上述臨床表現,結合癥狀、體征、腦脊液及頭顱磁共振等結果,排除可導致上述癥狀的疾病如AIDS合并其他中樞神經系統病變(腦白質病變、隱球菌腦膜炎、結核性腦膜炎等),即可確診[6]。
1.3 中醫辨證標準
參照《中藥新藥臨床研究指導原則(試行)》[7],并在前期專家問卷調研及對ADC證候規律研究的基礎上,經專家討論制定辨證分型標準。①腎虛髓減證。主癥:智能減退,腰膝酸軟,倦怠思臥,腦轉耳鳴,步履沉重,舌淡,苔薄,脈沉細。次癥:善驚易恐,小便失禁,大便自遺。②肝腎陰虛證。主癥:智能減退,喜怒不定,心悸,少寐,兩目昏花,舌紅苔少,脈弦細數。次癥:煩躁不安,四肢拘急,腦轉耳鳴。③心脾兩虛證。主癥:智能減退,面色?白,體倦思臥,納差,舌質淡,苔薄白,脈細弱。次癥:心悸,氣短乏力,四肢不溫。④痰濁阻竅證。主癥:智能減退,納呆脘脹,痰多吐涎,頭重如裹,舌體胖大,舌質淡,苔白膩,脈滑。次癥:神情呆板,肢體困重,納差,狂躁不安。⑤氣虛血瘀證。主癥:智能減退,頭痛如刺,口唇爪甲青紫,語言錯亂,口齒不清,舌質紫黯或有瘀斑瘀點,舌下脈絡紫黯,脈沉遲或澀。次癥:狂躁不安,面色晦黯,肌膚干燥,心悸,不寐。具備2項主癥(智能減退為必備癥狀),次癥2項或以上者即可確診。由2名主治醫師及以上職稱的中醫師進行辨證分型。
1.4 數據處理
收集患者一般情況(包括性別、年齡、感染途徑、職業、文化程度及婚姻狀況)、四診信息、CD4+T細胞計數情況。建立Excel數據庫,雙人雙機錄入,經校驗無誤后鎖定數據庫。
1.5 觀察指標
1.5.1 年齡分布 根據發病年齡特點分為4個年齡段,即30~40歲、>40~50歲、>50~60歲、>60歲。
1.5.2 病情程度分級 參照《中藥新藥臨床研究指導原則(試行)》[7],癥狀按無、輕、中、重分為4級,主癥分別計0、2、4、6分,次癥分別計0、1、2、3分。不能分級的證候(如步履沉重、腦轉耳鳴等)按照“無、有”計分,主證計分別計0、2分,次癥分別計0、1分。各癥狀得分之和為總積分,≤12分為輕度,13分≤總積分≤24分為中度,≥25分為重度。
1.5.3 CD4+T淋巴細胞計數分層 僅1例CD4+T淋巴細胞計數>200個/μL,不納入統計。將CD4+T淋巴細胞計數分為3層:200~100個/μL,
1.6 統計學方法
采用SPSS17.0統計軟件進行分析。計數資料組間比較采用χ2檢驗。P
2 結果
2.1 中醫證型分布
患者中t證型以腎虛髓減證、肝腎陰虛證為主,見表1。
2.2 各證型病情程度分布
不同病情程度中各證型分布比較,差異有統計學意義(χ2=82.495,P=0.000),以中、重度多見,見表2。
2.3 各證型年齡分布
不同年齡段中各證型分布比較,差異有統計學意義(χ2=72.710,P=0.000),各證型多分布于>50~60歲和>60歲2個年齡段,見表3。
2.4 各證型CD4+T淋巴細胞計數分層
CD4+T細胞計數不同分層中各證型分布比較,差異有統計學意義(χ2=66.778,P=0.000),見表4。
2.5 各證型感染途徑分布
因吸毒感染者僅有5例,故不納入統計。不同感染途徑中各證型分布比較,差異有統計學意義(χ2=83.481,P=0.000)。血液途徑感染的以腎虛髓減證、氣虛血瘀證為主,性途徑感染的以肝腎陰虛證為主,見表5。
3 討論
本研究結果表明,ADC常見證型為腎虛髓減證、肝腎陰虛證,其次為痰濁阻竅證、氣虛血瘀證,心脾兩虛證較少見。病情程度以中、重度居多,其證型多見肝腎陰虛證,輕度則以心脾兩虛證為主。隨著病情加重,腎虛髓減證、肝腎陰虛證、氣虛血瘀證均呈逐漸增加趨勢。這與ADC的病因病機相關。因感染邪毒日久,導致臟腑虧損,漸致腎精虧耗,脾腎虧虛,氣血不足,腦髓失養;或臟腑功能失調,肝腎陰虛,虛火上炎;痰瘀互阻,蒙蔽清竅,而出現智能減退、思維遲鈍、健忘、失眠等。故本病多發生在病程的中晚期,為本虛標實之證。
從不同年齡段中各證型分布情況可以看出,腎虛髓減證及肝腎陰虛證廣泛分布在各個年齡段中,其他依次為痰濁阻竅證、氣虛血瘀證、心脾兩虛證。患者多分布于>50~60歲和>60歲2個年齡段,表明本病多發生在中老年患者。一方面因為ADC早期癥狀不典型,鮮有發現者,當癥狀明顯時已進入疾病中晚期;另一方面與HAART覆蓋面的擴大、患者生存時間延長有關。這2個年齡段相對于非感染性疾病導致的癡呆而言相對年輕[8],故臨床對相對年輕患者出現癡呆要考慮ADC的可能。在CD4+T細胞計數各分層中,各證型例數隨CD4+T細胞計數降低而增加,與文獻報道[9-10]一致。從感染途徑上看,血液途徑感染者以腎虛髓減證和氣虛血瘀證為主,性途徑感染者以肝腎陰虛證為主。血液途徑感染的病理基礎以臟腑虛損為主,性途徑感染以內熱陰虛為主,這與既往文獻報道一致[11-12]。
本研究對ADC中醫證型的分布規律進行初步探討,因病例數有限及地域差異,尚不能完全反映ADC中醫證型的分布規律,今后可擴大樣本量,進行多中心研究,從而逐步完善ADC中醫證型分布規律的研究,使之成為臨床診療的有效依據。
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從單維度轉向多維度研究
《中國社會科學報》:請您談談十六大以來行政管理學研究取得了哪些成就。
高小平:概括地說,行政管理學研究在三個方面取得了積極進展:一是基礎理論的創新,加強了對公共管理、公共政策、公共服務理論的研究,為建立中國特色的公共管理學、完善行政管理學做出了有益的探索。二是政府管理實踐問題的研究,加大了行政改革、應急管理、社會管理和政府服務等方面的研究力度,為推進政府改革、提高行政能力、實現決策的科學化民主化作出了貢獻。三是行政管理技術與方法的創新,更加重視實證研究、案例研究、比較研究等方法,為政府引入績效管理、目標管理、質量管理、人力資源管理、網絡管理的方法提供了理論與技術咨詢服務。
《中國社會科學報》:十年來,行政管理學的成就是在什么樣的背景下取得的?有哪些鮮明的特點?
高小平:改革開放以來,我國政府行政管理體制的調整、發展歷程,可以從改革和創新兩個維度來分析,并劃分為兩大階段。從1978年到2002年,是以改革為引領、創新蘊涵其中的時期,重點放在改革計劃經濟下形成的傳統行政管理體制、職能和組織結構;2002年之后,進入到改革和創新并重、創新引領的時期,重點是按照完善社會主義市場經濟的要求和加入世界貿易組織的承諾,轉變職能,創新行政流程、工作方式和運行機制。近十年正處于第二個階段的開始期,或者說是兩個階段的轉換期。我們分析行政管理學研究取得的成果不能離開這個背景。
通過回顧可以發現,十年來我國行政管理學從研究改革為主向改革與創新并舉發展,從研究實踐為主向理論與實踐緊密結合發展,從通過個別問題的拓延性研究為主向系統化研究指導下的對策研究為主發展。行政管理學研究從以往的單維度研究(適應經濟發展的要求)轉向多維度、全景式、精細化研究,在政治建設、經濟建設、文化建設、社會建設和生態文明建設五大體系相協調的中國特色社會主義理論語境中建立行政管理研究的新坐標。
借鑒國際成果 打造中國特色
《中國社會科學報》:在行政管理學發展進程中,國際學術流派和中國傳統行政管理思想產生過重要影響?
高小平:對。人類關于管理和治理的研究是一個開放的領域,其知識體系呈現交叉性、輻射性和融合性。我國行政管理學研究不斷深入,得益于學科的分化整合過程與國際化“生態”的有機結合。行政管理學是綜合性學科,科際整合特征比較明顯,研究行政管理學必須研究行政生態,即行政的經濟生態、政治生態、社會生態以及學科生態,才能獲得“生態動力”。
中國行政管理學的發展,在很大程度上也得益于借鑒國際上的研究成果。國內多家學術研究機構和學者翻譯了一大批國外行政管理學領域的經典著作、教材,向國內學術界和實務界介紹西方行政管理學理論和實踐的最新發展動態,舉辦或參加國際性的學術研討會。從2005年至今,由中國行政管理學會發起,電子科技大學與國際知名學術機構共同主辦的公共管理國際會議連續舉辦了五屆。
與此同時,我國學者注重行政管理學的中國化,打造中國特色的行政管理學,其在學科和理論上的影響力已超越了行政管理學自身的范圍,成為中國化的一個重要組成部分。
為了把行政管理學科的基礎打造得更加牢固,我國行政管理學研究者不斷加強對行政管理基礎理論和深層次問題的研究,展開了行政哲學、行政方法論、公共性思想、行政戰略、行政倫理等內容的思考,十分關注中國傳統行政管理思想對現代化的意義。2003年4月,中國行政管理學會與南京財經大學聯合召開“全國行政哲學研討會”, 此后每年或兩年召開一次行政哲學研討會,聚集了國內行政哲學研究的力量,涌現了一批有較高質量的論文,深化了對行政哲學本身及相關問題的研究。這對于運用傳統行政管理思想去研究和解決全球化背景下行政理論和實踐中存在的問題,探索行政活動的本質和規律,建立學術理性規范,具有重要意義。
積極為政府管理改革建言獻策
《中國社會科學報》:行政管理學是一門應用性學科,請您談談這十年來行政管理學研究是如何為政府改進行政管理發揮作用的。
關鍵詞 電力系統;短期;負荷預測
中圖分類號:F407 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)21-0220-01
電力負荷的大小隨時間變化而變化,因此在某個統計周期內電網、區域、用戶出現的最大(小)負荷值,稱為該統計周期的最大(小)負荷。最大負荷也就是最高負荷,最小負荷也就是最低負荷。根據統計周期的不同,最大負荷又可以分為日、月、年周期最大負荷。最小負荷又可以分為日、月、年周期最小負荷。
平均負荷是指電網、區域、用戶負荷在某個統計周期內的均值。與日負荷曲線對應的日最大負荷、最小負荷和平均負荷。
電力負荷隨時間波動的規律,通常用負荷曲線來反映。負荷曲線是描述的是某個時間段內負荷隨時間波動規律的曲線,橫軸表示時間,縱軸表示負荷的絕對值。負荷預測的過程中可能會考慮影響負荷預測結果的很多有關因素,一是能夠在模型建立的過程中提供更多有用的信息;二是產生樣本空間維數的增加。
1 負荷分類
1)商業負荷。商業負荷是指商業部門為從事商業服務而消耗的電能。商業部門的用電量雖然大部分時間是平穩的,但是同樣具有季節性變動的特性。商業負荷在總的負荷中所占比重雖然不及工業和民用負荷,但是近些年來隨著經濟地快速增長具有明顯上升的趨勢。由于節假日增加營業時間的原因,從而成為影響節假日期間負荷預測準確度的因子之一。
2)工業負荷。工業負荷是指為了滿足國家工業生產的要求所消費的電能。整體而言,工業負荷比重在總的用電負荷重占首位。工業負荷受氣候影響較小,也具有季節性的特點,相對其他負荷而言,工業負荷要穩定的多。
3)居民用電負荷。居民用電負荷只占全國用電量的1/10,但是居民用電是電網公司第一客戶,居民用電呈現出季節性以及周期性。夏天空調耗電量大,居民用電負荷就多,晚上7-10點,居民都集中在家,負荷用電量大。
2 負荷的特性分析
時間因素:
電力負荷會隨著時間的不斷推移而發生變化,主要表現為連續性和周期性。
①連續性。電力系統的安全穩定性決定了負荷不會出現跳變的情況,負荷變化具有連續性。當需求側負荷突然投入,電網負荷會出現波動,但是若波動過大超過系統旋轉備用容量的話,就會導致系統頻率下降電動機無功需求增加,系統電壓降低,影響系統安全。同理,當需求側突然切除較大負荷時,會使系統提供的無功超過負荷消耗的無功,致使系統接點電壓升高,威脅設備的安全運行。因此,電力系統對投切負荷的大小是有嚴格要求的,這就決定了負荷變化的連續性。
②周期性。負荷的周期性是電力負荷最重要的特性之一。電力負荷以年為周期表現出來的性質稱之為年周期性,這主要是由于一年之中,四季周期替所引起的。具體來說:在冬季,由于天氣寒冷,人們要開空調或者使用其他取暖設備取暖,這使得供暖負荷急劇上升;在夏季,炎熱高溫是最主要的表現,人們為了防暑降溫,大量使用空調等制冷設備,這會使得空調負荷大幅增加;然而在春、秋兩個季節,由于氣候比較適宜,取暖負荷和空調負荷基本上不存在;這種四季負荷變化的情況就呈現出年周期的性質。
3 負荷影響因素分析
1)氣候影響分析。天氣情況的隨機變化會對用電負荷產生很大的影響。例如,陰天下雨時,白天的照明用電負荷增加,高溫炎熱天氣時,空調、電扇的用電負荷上升。隨著空調、冰箱等制溫設備的逐漸普及,氣溫的隨機變化將成為影響用電負荷的一個比較敏感的因素。我國城市與鄉村用電負荷差明顯,農村地區由于空調負荷比較小,所以氣溫對負荷和負荷特性起不到顯著的影響。目前在大中城市氣溫對負荷和負荷特性影響較明顯。在電力系統中,氣溫主要影響最大負荷和日用電量。
2)電價政策的影響分析。電價政策對負荷特性的影響,主要表現峰谷電價政策。峰谷電價的實行,不僅有利于抑制高峰時間段內負荷的增長,而且能明顯的抬高負荷率。同時,可以增加尖峰負荷在一整年內的持續小時數,緩和年持續負荷曲線的首端變化程度,一定程度上提高了電網設備利用率。
3)電力供應能力的影響分析。當電力供應不足時,必須實行大規模的有序用電和拉閘限電,以保證電網安全和重要用戶供電。這些人為改變負荷變化趨勢的措施,在一定程度上改變了電網負荷的特性。
4)城鄉變化影響分析。我國的城市和農村用電負荷差異明顯,農村地區由于空調負荷比較小,所以氣溫對負荷和負荷特性沒有明顯的影響。目前,在大城市氣溫對負荷和負荷特性的影響是很明顯的。在電力系統中,溫度對最大負荷和日用電量的影響最大。
5)降雨量也是影響負荷預測的一個重要因素,但是這個因素具有很大的隨機性。一般來講,雨過之后氣溫會有所下降,繼而影響負荷的變化。尤其是在夏季,降雨前由于天氣悶熱,濕度較大,人們會使用空調來降溫,雨后,氣溫會有所降低,人們一般就會關閉空調、電扇等電器。由于環境和地理條件的差異,每個地區每年、每季的降雨量也會有很大的不同,降雨前后會使負荷有一定程度的波動。
6)隨機因素。一個完整的電力系統是由許多獨立的用戶組成的,不同用戶選擇用電的時間和方式千差萬別,這就致使負荷的應用是不確定的,是隨機的。比如工廠里機器的啟停、居民家中家用電器的啟停等一般都是不可預知的,具有很大的隨機性。另外,一些特殊事件的發生如臺風、地震等自然災害,也會對負荷產生較大的影響。這些隨機因素導致整個電力系統的負荷變化具有一定的隨機性。
4 結論
在當代,隨著社會的進步和國民經濟的高速發展,電力系統負負荷預測在電力市場中的地位日益凸顯。負荷預測結果的精確程度不但會對電力企業的發展產生影響,同時也直接關系到電力用戶的切身利益。
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關鍵詞: 船舶; 岸電; 負荷特性; 聚類分析; 工作概率
中圖分類號: U665.12
文獻標志碼: A
Abstract: In order to design the shoretoship power supply system meeting the actual requirements, the load analysis of the power system of ships berthed in ports is carried out. For the ships berthed in ports, the analysis on their power factors, their load variation characteristics, the impact of their load variation on voltage fluctuation characteristics of the shore power and the topology optimization of the shore power system is made. The load power and the load use probability are chosen as random variables, and then the load of the power system of ships berthed in ports is analyzed by the clustering analysis method. The total power demand is calculated. The analysis on real data of ships shows that the clustering analysis method can be used to classify the loads of ships berthed in ports. Based on the above, the total load demand is designed, which provides idea for load demand determination of the shoretoship power supply system.
Key words: ship; shore power; load characteristics; clustering analysis; use probability
0 引 言
船用岸技術是船舶在停泊碼頭期間停止使用副機而改用岸上電源供電,從而獲得其泵組、通風、照明、通信和其他設施所需電力.[13]近年來,對節能減排、環境保護的重視程度越來越高,國際上許多港口管理部門規定船舶靠港必須使用岸電.據統計,相關港口采用岸電后,靠港船舶排放的污染物明顯減少,這對保護港口環境意義重大,同時對船舶所有人來說,靠港船舶使用岸電可降低30%的燃油成本[46],具有明顯的經濟效益.
如何設計岸電電網容量并兼顧其他因素是岸電電網設計的關鍵.為滿足靠港后船舶運行工況的用電要求,必須正確選擇岸電電網的容量.岸電電網容量應根據靠港后船舶電力負荷計算結果確定.實際決定岸電電網容量時,需要仔細考慮岸電電網的功率因數、電壓波動特性、負荷變化特性、電壓等級、拓撲結構等.本文從上述問題入手尋找船舶岸電電網容量確定方法,同時對確定岸電電網容量的關鍵因素進行探討,為岸電電網設計起到拋磚引玉的作用.
文獻[7]根據電力負荷歷史數據,按重要影響因素時間段類別及溫度區間,進行聚類分析,設計一遞歸模型,該模型適用于短期電力負荷預測,對船舶靠港后電力系統負荷分析有一定的參考價值.文獻[8]利用K均值聚類算法獲得聚類負荷模型,利用其對發電系統充裕度進行評估.該方法對本文中K參數的確定有重要借鑒價值.文獻[9]對船舶電力系統負荷特性進行分析,提出綜合負荷仿真分析模型,但沒有對靠港后船舶電力系統的負荷特性進行分析.
文獻[10]提出適用于艦船電力負荷預測的多模自適應算法,利用該算法可對歷史功率使用情況和未來功率需求情況進行較準確的預測,但沒有分析船舶靠港后采用岸電的情況.該方法需要大量的歷史數據,適用于靠港后船舶電力系統負荷分析,為岸電設計提供基礎.文獻[11]采用BP神經網絡模型對電力系統負荷進行了短期有效預測,但該模型在船舶電力系統中很難實現,也不適用于靠港后船舶電力系統負荷分析.文獻[12]提出了基于對象模型的船舶電力負荷表格計算系統,該系統方法是在設計船舶電力系統時所采用的一種靜態估計方法,對靠港后船舶電力系統的負荷設計有很大的局限性,而且不能動態地反映負荷變化情況,也不能對未來趨勢做出預測,但對船舶負荷特性的分析對本文的形成有一定幫助.
文獻[13]分別對發電機組負荷、轉速、電壓和負荷轉移等特性進行了試驗研究,對本文分析負荷變化特別是負荷變化對船舶電網的影響起到了一定指導作用.
1 靠港后船舶負荷變化對船舶岸電電網電壓波動的影響
船舶電氣設備漏抗和電樞反應使岸電電網端電壓急劇下降,不利于岸電電網運行.大功率電動機直接起動產生的瞬態電壓降與岸電電網和電動機的基本參數有關,起動頻繁程度對岸電電網電壓降也有影響.對岸電電網容量及電壓波動特性的要求是,突加的預期負載對其他運行中的負載沒有任何惡劣影響.
通常,岸電電網在帶載狀態時起動電動機,其產生的瞬態電壓降比空載時小,因此一般都按空載起動狀態計算瞬態電壓降.
在設計船舶岸電電網容量時,除根據電力負荷分析的結果外,還必須遵循以下原則:(1)岸電電網在額定值附近且不超過額定值運行時效率最高,通常以船舶靠港后工況所需的功率為基礎.為使岸電電網不過載,岸電額定容量要有適當的儲備量.(2)在確定岸電電網容量時,除考慮靠港后各類作業性負載工作外,還應考慮船舶安全和重要設備的供電,同時基本生活用電設備(包括適當的炊事、取暖、食品冷凍、機械通風、衛生和淡水等設備)也應得到保證.
2 靠港后船舶功率因數
由于船內大部分負載是感應電動機,含有較大的無功功率,其他負載也有無功功率,因此船舶靠港后其運行工況的總功率因數應接近0.80,一般在0.75~0.90之間.
3 岸電電網拓撲結構優化
船舶靠港后,若要接入岸電,需有相應的岸電電網與之相適應.可從兩方面對岸電電網拓撲結構進行優化:一是空間分區上的就近供電,這能提高電力系統的經濟性和p少施工量; 二是負載分區供電,這能使一個分區中的岸電總容量或變壓器總容量減小,從而達到降低短路電流的目的.如,自帶起貨機的散貨船需要被供電的主要是起貨機(負責貨物的起吊或卸載)和船體部分(指所有生活、生產輔助設施),因此可以在這兩個區域分別設置配電中心,就近給各區域設備供電.關于岸電電網拓撲結構上的負載分區供電,通常可采用增加變壓器阻抗和變壓器分列運行的方法降低短路電流.
4 靠港后船舶負荷變化特性
船舶靠港后,主要考慮負荷變化非常急劇的負載,如變極電動機作為起貨機的驅動電機時的負荷變化.取岸電電網容量最大值時安全性最好,但不經濟;相反,取最小值時是不安全的.通常,采用需要系數法、三類負荷計算法、概率統計法及有關經驗公式估算起貨機的平均功率、最大功率和概率的置信系數,再確定岸電電網容量.
在確定靠港后船舶岸電電力系統負荷時,由于船舶靠港后需要運行的設備的功率、啟動次數和持續工作時間一般帶有隨機性質,
而且不同類型船舶靠港后用電負荷也千差萬別,所以對其進行精確計算是比較困難的.常規的處理方法是只抓住電力負荷某些特點,在符合工程要求的情況下,逐次進行近似估算,因此合理設計隨機模型尤為關鍵.同時,傳統上的需要系數法需要設計工程師具備多年的工作經驗,而用三類負荷計算法確定的岸電電網容量過大,容易造成設計上的浪費,概率統計法本質上與需要系數法類似,而且需要大量實船數據.本文借鑒文獻[6]的方法嘗試對靠港后船舶電力系統負荷進行分析.
5 靠港后船舶電力系統負荷特性分析
5.1 基于聚類分析的靠港后船舶電力系統負載分類
5.5 實例分析
選擇上海海事大學“育明”號遠洋教學實習船進行研究.該船在裝卸貨和停泊兩種工況下運行的設備有158臺;在這兩種工況下,連續工作的設備都是64臺(工作概率為1)間歇工作的設備都是94臺(工作概率小于1).這里只研究裝卸貨和停泊兩種工況下電力系統負荷需求情況,見表1.
從表1中提取出信息,見表2.
根據表1所示的信息,兩種工況下:連續工作的設備所需功率相差很大,且該功率在設計模型中屬于工作概率為1的情況,不需要采用聚類分析方法;間歇工作的設備所需功率相差較大.因此,應用間歇性負荷數據對隨機模型進行驗證.
綜上,對靠港后船舶在停泊工況下的最大功率需求進行分析:
(1)連續工作的設備是64臺,工作概率為1,總功率之和為658.0 kW.
(2)間歇工作的設備是94臺,把相同或類似設備合并后有68種設備.這68種設備的工作概率和功率見表3.
運用逐步聚類法(這里k1取5,k2取4)把這68種負載分成15組,分類結果見表4.(3)根據式(11),可以得到最大總功率需求為1 114.8 kW.
6 結束語
從岸電電網設計的角度,采用聚類分析方法對靠港后船舶電力系統負荷進行了較詳細的分析,對負載進行分類,并通過實船數據進行分析與驗證,結果說明采用此方法可以對船舶靠港后的負荷進行分析,為港口岸電系統負荷需求確定提供了設計基礎.同時,對岸電電網設計需要考慮的靠港后船舶的功率因數、負荷變化特性、負荷變化對岸電電壓波動的影響以及岸電電網拓撲結構等進行詳細的分析,為船舶岸電電網的設計提供思路.對不同船舶靠港后的不同負荷需求進行綜合分析是采用岸電必須解決的重要問題,也是未來會繼續研究的內容.
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