电力系统的容量构成分析

（一）电力系统的装机容量

如前所述，电力系统必须拥有足够的设备容量，以满足用户正常用电要求。在电站中的每台机组都有一个额定容量，即该机组在正常工作情况下的最大出力。电站的装机容量是该电站全部机组额定容量的总和，而电力系统的装机容量则是系统中全部电站装机容量的总和。

电力系统的装机容量常按其性质或作用的不同，划分为必需容量和重复容量两大部分。必需容量是保证电力系统正常供电所必需的容量值。显然，电力系统的必需容量不应小于系统的最大负荷，而系统的负荷在随时变化着，我们把专为承担电力系统最大负荷的容量，称为最大工作容量。但是，为保证系统的可靠工作，只有工作容量还不够，因为电力系统运行中，由于各种原因（如事故或检修等）总会有部分容量暂时不能投入工作，而需要有额外的容量储备来补充当时的容量不足，此部分容量称为备用容量。这样为保证电力系统可靠工作所设置的必需容量，就应包括最大工作容量和备用容量两部分。系统的装机容量不能小于系统的必需容量。参加电力系统工作的水电站的必需容量，就是指该水电站相应于设计保证率的最大工作容量和它所承担的备用容量之和。

在电力系统内，某一个电站少装一些必需容量，就应在其他电站上增加相同数量的必需容量，由于这种互相替换的性质，所以有时也把必需容量称作替代容量。

从保证电力系统正常工作来看，仅装设足够的必需容量即可。但是水电站为了利用汛期的弃水，有时应当考虑除必需容量外再多装一部分容量，这部分容量可以利用丰水期多余的水量，以节省此期间火电站的燃料。这部分容量由于要受到枯水期水流出力的限制，而不能作为必需容量。也就是说，多装了这部分容量后，并不能减少其他电站的必需容量。这部分多装的容量是重复性质的，所以通常称为重复容量。

这样，电力系统装机容量的组成，按其作用划分，可由容量平衡公式表示为

式中 N装、N必、N工、N备、N重——装机容量、必需容量、最大工作容量、备用容量和重复容量。

电力系统中的装机容量根据运行时所处状态的不同，又可有不同的名称。整个电力系统或其中的某些电站，其装机容量并不是任何时刻都全部处于运行状态的，因某些原因不能投入工作的容量称为受阻容量。受阻的原因除机组发生事故或正在停机检修外，对水电站来说主要是流量或水头不足，对于火电站来说则是燃料不足。系统中除受阻容量外的所有容量，称为可用容量。可用容量按其所处的状态，又可分为工作容量和可用而未投入运行的待用容量两部分。待用容量一部分处于计划检修和备用状态，余下的称为空闲容量。系统容量出现空闲状态是不可避免的，因为系统出现最大负荷的时间并不长，当某日的最大负荷小于系统最大负荷时，就必然有一部分容量用不上。但是，系统的空闲容量多了，说明机组设备的利用率不高。因此，在电站设计和运行时，都应尽可能地减少空闲容量，提高容量的利用程度。

（二）电力系统的备用容量(www.xing528.com)

1.负荷备用容量

电力系统的负荷投入和切除往往是突然的，所以电力系统的实际负荷并不完全与计划负荷相一致，而必然是随时要出现跳动性的变化。特别是当系统内有轧钢机、电气机车等用户时，它们常常出现冲击负荷。这样，就使得实际负荷时高时低地绕着计划负荷曲线而波动。当实际负荷高于计划负荷时将出现电力（有功）不足，导致频率下降。因此，仅有最大工作容量是不够的，需要设置一部分所谓负荷备用容量，来承担这种跳动性的负荷升高。负荷备用容量的大小，与系统用户的性质和组成有关。由于跳动性负荷时有时无，时正时负，难以预计，故系统负荷备用容量通常按经验取等于系统最大负荷的5%。一般无需为负荷备用容量额外提供能源储备，因为负荷跳动时正时负，能量可以补偿。

电力系统的负荷备用容量，一般都集中设在担负系统调频任务的主导电站上。主导电站应当是容量较大、机组调节性能较好，并尽可能离负荷中心点比较近。水电站和凝汽式火电站都可作为主导电站。

2.事故备用容量

电力系统内遇有机组因事故停机时，必须有所谓事故备用容量立即投入工作，以保证正常供电。机组发生事故的原因很多，难以预测，事故备用容量通常按经验选取等于系统最大负荷的10%左右，要求不得小于系统内最大一台机组的容量。由于事故备用容量有时须工作几天甚至几个星期，故应保证事故备用容量有相应的能源储备。如果水电站担负事故备用容量所需的备用水量占有效库容比重较大时，须研究预留备用库容问题。

电力系统事故备用容量常常分设在几个电站上，不宜太集中，同时应有一部分处于可随时投入的状态。系统事故备用容量在水、火电站之间的分配，可根据各电站的特点、工作容量的比重、系统负荷点的分布等因素确定。初步决定时，可按水、火电站最大工作容量的比例来分配。

3.检修备用容量

系统内各电站上的所有机组，都要定期进行检修，以减小发生事故的可能性和延长机组的寿命。检修分为计划检修和事故检修。根据一般经验，水电站大修周期为2～3年一次，每台机组检修工期20～30天，而火电站每台机检修工期约30～40天。机组检修应尽可能安排在系统负荷较低、本电站出现空闲容量的时候进行。例如火电站的机组检修可安排在丰水季节年负荷图的低谷部位，利用火电站有空闲的时间；而水电站的机组检修则安排在枯水季节。当利用系统空闲部位不能使全部机组轮流检修一遍时，就要设置专门的检修备用容量以补充检修时系统容量的不足。系统检修备用容量的设置，应通过电力系统的容量平衡来决定。