美国的电力负荷的分析介绍

为了便于理解风能如何为独立用户或电网提供电力，首先需要了解美国工业、商业和居民对用电的巨大需求。电力负荷由好几个部分组成，而总电力负荷可以通过计量一个小时、一天、一周、一个月或者一年时间区段内所有用户消耗的电能而得到。理解电力负荷的一个重要的原因是，在电能被消耗之前，燃烧或转换一次能源来驱动发电机往往需要几个小时的时间，这意味着电力公司为了顺利地将产生所需要电能的一次能源安排到位，必须提前几个小时对负荷进行预测。对于风电来说，这不是一个大问题，因为只要有足够的风就能随时发电，并将发出的电能即刻送入电网。

另一个计算电力负荷的方法是将用户进行分类：工业用户，一个区域内的工业之和；商业用户，包括因照明、空调器、冰箱而需要大量电能的大型百货商店、大型或小型商业区域、商场及其他店铺，商业用户还包括小型商业；最后一类是居民用户，在一些地区居民负荷可能会等于工业负荷或商业负荷。

然而，另外一种电力负荷计算的方法是确定每一天的峰荷。例如，对于大型工业用户来说，因为机器需要在一天的早间起动，用电高峰会到来，在接下来的时间由于并非所有的机器设备都需要运行，负荷会有所降低。这类负荷在工作日要高于周末。

电力负荷也可以通过一年的时间计算。对于美国东部和东南部的一些州来说，在漫长的夏季，空调器使用时间很长，电力负荷会更高。当天气凉爽后，空调器被关闭，电能消耗大量减少。

当学习风力发电时，有两点需要值得注意：一是电力负荷的波动性，二是由风况条件决定的风力机发电量的波动性。这两种波动因素使得采用风能供电的问题更为复杂。

表1-5为近期的美国电力负荷数据。该表列出了2008年、2009年数以十亿千瓦时（kW·h）的日平均负荷，以及2010年的预测数据。从表中可以看出，2008年居民用电的日平均负荷为3.51×10⁹kW·h，而2010年居民用电的日平均负荷的预测值为3.82×10⁹kW·h。2008年商业用电的日平均负荷为3.64×10⁹kW·h，而2010年商业用电的日平均负荷的预测值为3.70×10⁹kW·h。2008年工业用电的日平均负荷为2.49×10⁹kW·h，而2010年工业用电的日平均负荷的预测值为2.56×10⁹kW·h。2008年交通运输行业用电，包括电气化铁路及其他电气驱动的交通领域，其日平均负荷为2×10⁷kW·h，而2010年相应的预测数据则保持不变。(www.xing528.com)

表1-5 美国电力的分类消耗

注：表中数据来源于美国能源部能源信息机构。

发电厂内部用电的一行表示的是发电厂内部消耗的电量，包括冷却水泵系统、火电厂煤粉输送带等设备消耗的电能。2008年发电厂内部用电日负荷是4.3×10⁸kW·h，而2010年预计为4.0×10⁸kW·h。

总体上，2008年美国的所有日平均负荷之和为1.006×10¹⁰kW·h，2009年升高为1.067×10¹⁰kW·h，2010年预计所有日平均负荷之和达到1.01×10¹⁰ kW·h。表1-5最后一行是美国相应年份的日平均售电量，2008年日平均售电量为9.66×10⁹kW·h，2010年预测数据是1.01×10¹⁰kW·h。