高层和超高层智能建筑电力负荷分析

负载因素，填充系数或负荷率） α=有功平均负荷/有功最大负荷= Pv/Pmax 同理，可用无功负荷系数β表示无功负荷的变化程度 β=有功平均负荷/有功最大负荷=QAB/Qmax 一般来讲，无功负荷曲线较有功负荷曲线较平坦，因此β＞α，β值一般比α值高10-15％左右。根据有关设计手册介绍．一般民用建筑的负荷系数范围为： α=0.65-0.75， β=0．70-0．82 2．需要系数Kx 需要系数Kx为负荷曲线的主要特性参数之一。民用建筑的电力负荷计算通常采用需要系数法 Kx=负荷曲线最大有功负荷/设备总安装容量=Pmax/∑pe (1)各用电设备因工作情况不同，可能不同时工作，所以在负荷计算时要考虑一个同时使用系数KT。以反映在最大负荷时，工作中的用电设备与全部用电设备总设备容量的比值。 (2)各用电设备工作时，也未必全在满负荷情况下运行，所以在负荷计算时要考虑一个负载系数KF。 (3)各用电设备在工作时存在功率损耗，所以在负荷计算时考虑一个用电设备组和平均效率ηd。 (4)用电设备的供电线路功率损耗，所以要考虑一个线路的效率ηx。 (5)加工条件和工人操作水平也是影响用电设备取用功率的因素，考虑一个工作系数KG。 因此，用电设备组的计算负荷应为： PJS=KT·KF/ηd.ηk=·KG.∑pe=Kx.∑pe Kx与KT、KF、ηd、ηx、KG等有关，而这些因素的确定是既复杂又困难．所以通常通过实测得出Kx。Kx不是一成不变的，它不仅与建筑的使用性质有关．而且KT、KF、ηd、ηx、KG随着科学技术的发展而变化。 用需要系数法求计算负荷方法简便实用，但这种方法的缺点是把需要系数KX当作与一组设备中设备的多少及容量是否相差悬殊等因素都无关的固定值．这样考虑是不全面的。 3．二项式法 二项式法求取计算负荷的基本公式： PJS=b·∑pe+C·Pn 式中 b、c————随用电设备组类别而定的系数 ∑pe————该用电设备组的设备容量总和 Pn————该用电设备组中n台容量最大用电设备的设备容量之和 b·∑pe--——该用电设备组的平均负荷 c·pn————由n台容量最大用电设备所造成的使计算负荷大于平均负荷的一个附加负荷

四、高层和超高层智能建筑的电力负荷特性分析

1．高层和超高层智能建筑中的用电设备的出现的一些新特点： (1)现在的高层超高层智能建筑都有中央空调系统．而且越来越多的空调系统采用四管制，空调水系统也采用二次泵系统。空调系统经常性地处于部分负荷和低负荷状态下运行，整个冷冻制冷系统的能量大约有15％-20％消耗于冷冻水的循环的输配中，冷源水回路与负荷水分配回路的水量在部分负荷回路中产生供需矛盾，包括二次回路负荷之和大于机组制冷负荷及冷源侧供水量变化的阶梯性与负荷侧需求量动态变化的不协调性。采用变频调速的二次泵系统可使之更好地处于较低负荷状态，且更加节能。 (2)电梯、扶梯多．通风系统设备多．另外电梯、空调系统、给排水系统中的拖动电机采用变频器进行调速的方式也越来越普及。 (3)照明设备普遍采用高效电光源和高效率的灯具，由于无功补偿技术的提高，使得现在灯具的功率因素一般可在0．90以上。另外公共区域照明的灯光自动控制系统也被广泛采用。 (4)随着高层特别是超高层建筑的消防措施越来越完善．消防用电设备越来越多，其负荷(包括消防年时兼用负荷)也比一般民用建筑大的多。

2．BAS的广泛应用 智能建筑都采用楼宇自动化系统(BAS)，利用该系统对楼中的机电设备进行科学管理，其运行特性与传统的建筑负荷特性应不一样，电力负荷的合理调度会使得负荷曲线变得比较平坦，显然再利用原来的负荷需要系数Kx，二项式系数b，c来计算实际负荷必然偏大。 BAS系统中常见的节能措施有： (1)限制电力高峰：能源管理程序可以根据一定的算法，分析出该大厦的电力需求的趋势，如果在未来的异常时间中，电力的需求将超过限值，系统会自动关掉一些不重要的设备； (2)合理设定冷冻水温度：提高冷冻水的温度可以达到节能效果。比如当冷冻水出水温度设在60C时，供水阀门的开度分别是75％，70％，60％．这时冷冻机的功率为723W；当将冷冻水出水温度提高到80C时，供水阀门的开度分别是79％，76％，68％．这时冷冻机的功率为679W，阀门的开度在70％—90％之间是合理的．节能达6％，效果明显。 (3)交替运行：优化设备启停，定期关掉一些设备，交替运行．节约能耗。 (4)夜间设定：通过降低夜间房间的温度控制指标，可减少能量消耗。 (5)自然冷却：在可能的情况下，尽可能使用室外新风。 (6)控制优化：以最佳的组合方式控制设备的启停。 (7)VAV控制技术：采用变风量控制技术，使系统工作在节能状态。 (8)节能照明技术：采用高效的节能照明装置，降低能源消耗。 据美国有关研究资料统计，在高层和超高层建筑中，主要能源消耗为：空调占60％，照明占23％，电梯占6％。而良好的楼宇自控系统，通过有效的节能措施，可以得到较好的节能效果。据有关专业资料介绍，采用完善BA系统的智能大厦能源节省可达15％-25％。

 3．城市供电部门计费方式的影响 现在很多城市为了降低峰时用电负荷，鼓励用户在电网的低谷时段用电，采用分段计费的复费率计算方式，分平时用电计费和低谷时段计费，且低谷时段计费单价仅为平时用电计费单价的1／2-1／4。因此可以将高层和超高层建筑中不一定需要在白天工作的用电设备，通过BAS设定在夜间工作，这样既可降低电费，又可以减小负荷曲