现行省市住宅负荷预测规范的深度剖析

叶巍峰，陈 涛，杨伟炳

（国网浙江余姚市供电公司，浙江 余姚 315400）

现行省市住宅负荷预测规范的深度剖析

叶巍峰，陈 涛，杨伟炳

（国网浙江余姚市供电公司，浙江 余姚 315400）

介绍了各地建筑电气标准对住宅负荷预测相关指标的规范，并对其进行了简单的分类、比较与分析。针对各地建筑电气规范中的一些指标进行了相应的论述，提出了自己的看法，望相关参数资料对于负荷预测工作者可以提供参考。

建筑标准；负荷预测；建筑电气

1 住宅设计基础概念

为规范住宅类建筑电气的设计，2004年颁发的《国家建筑标准设计图集04DX101—1建筑电气常用数据》对负荷预测指标制定了相关的标准。近年来，随着各地城市经济的快速发展，不同区域的用电结构及负荷特点开始独立特色化，在沿用全国标准进行负荷预测时慢慢发现，该标准对于各地的适应性已经逐渐减弱。为此，各地纷纷开展了实地调研，因地制宜，在秉承全国标准的同时，制定了适合自身地方特色的住宅设计规范。

考虑到目前各地规范较为分散，从未有过文献对其进行系统的整合。本文将现行各类相关规范进行归纳与分析，在简述各地区指标的规范的基础上，对其中一些相关指标的联系进行了阐述，同时提出自己的观点，期望能为我国住宅类建筑物电气初步设计者提供一定的借鉴与参考。

为更好地理解各规范指标的含义，首先得明确以下几个概念。

a）电力系统中建筑电气范畴。“建筑电气”中的电力系统通常指10 kV及以下的配电网，而发电、高压供电网则不属于“建筑电气”范畴[1]。因此，建筑电气确定的用电指标属于配变及以下层次，主要目的是确定进户线、低压线和配变的配置。

b）设备的需用系数：设备的需用系数是一个综合系数，它标志着用电设备组投入运行时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组设备功率之比。它主要包含两层含义：多台设备运行时，各台设备用电的最大值不会同时出现；就每一台用电设备而言 (如冰箱、空调、洗衣机、电饭煲、电磁炉等)，其输出功率因温度设置、负荷大小不同，未必都是满载运行。为此，在初步设计阶段，为得到某小区准确的用电指标值，往往需要对该建筑内的用电设备进行调查摸底，在得到户均家用设备功率的基础上，乘以一个设备需用系数，同时考虑一定裕度，最终给出小区的用电指标。

c）需用系数。在建筑电气工程中，配变和低压干线、低压干线与进户线的同时因素就称为需用系数。该系数考虑的是用户负荷递归至配变之间的多层同时系数，体现的是负荷计算单位内各户之间用电方式的差异性：最大负荷不可能同时出现，存在着互补性与可调节性。

d）配置系数。配置系数指配置变压器的容量（kVA）或低压配电干线馈送容量（kVA）与居住区用电负荷（kW）之比值。配置系数是一个综合指标，综合考虑了需用系数、同时率、负载率和无功功率等参数。配置系数=同时系数/（功率因数×负载率）[2]。

对于住宅类建筑，在各设计阶段均可采用单位指标法或功率密度法。

单位指标法为

式中：Pe——单位用电指标，W/户；

N——户数；

M——需用系数。

单位面积负荷密度法为

式中：Pe'——单位建筑负荷密度，W/m2；

S——建筑面积，m2；

W——需用系数。

2 现行住宅类负荷预测规范

本节首先引用我国相关规范中住宅负荷指标的一些标准，接着对北京、上海、广州这三个重点城市的负荷预测规范进行总结和归纳，最后给出部分其他省、市的负荷预测规范，对各类指标值进行比较与分析。

2.1 相关规范中的指标

为规范建筑电气的设计，2004年颁发的《国家建筑标准设计图集04DX101—1 建筑电气常用数据》及2008年颁发的《民用建筑电气设计规范》对负荷预测指标制定了如下标准（见表1、表2）。

表1 单位面积负荷指标

对应于表1中所提到两种单位面积指标，负荷计算方法可分为两种，分别为用地面积负荷密度法和建筑面积负荷密度法。后者的计算方法在第一节中已有描述，而前者则略有差别，该方法适用于有土地利用规划、没有详细控制性规划的场合，其负荷密度对应的是配变侧负荷密度，方法简单但精度不高。

表2 需用系数取值

两种单位面积指标的关系为

式中：Py——用地面积负荷；

Pj——建筑面积负荷；

W——需用系数；

R——容积率。

以居住建筑面积负荷密度常用的60 W/m2为例，将整个小区视为一个计算单位，居民户数大于260，需用系数取通用值0.26，则占地面积负荷密度为60×0.26×容积率=15.6×容积率。一般情况下，5层楼高的容积率为1，12层楼高的容积率为2，30层楼高的容积率为3，那么5层楼居民小区占地负荷密度15 MW/km2，12层30 MW/km2，30层45 MW/km2，也就是《建筑电气常用数据》中100～400 kW/ha（10～40 MW/km2）的范围。

由于颁布时间的差别，2008年颁发的《民用建筑电气设计规范》中的指标值明显大于2004年颁发的《建筑电气常用数据》相应值，因此，在负荷预测时，建议采用最新规范。

由表2可以看出，需用系数是一个概率值，表征户与户之间同时达到最大负荷的可能性，随着住宅户数的增多而逐渐减小，而且减小速率先急后缓，并将趋于某个值。但是对于表2中具体的需用系数一值，在国内受到广泛争议，尤其是户数较少的情况，很多文献[2-4]都对其进行了相关校核，并指出了其不合理之处，本文在此不做具体论述。

由以上规范可以看出：该负荷预测标准比较宽泛，在宏观层面上较为合理，但由于没有考虑南北差异、东西差别，在具体到某个地方时，该标准实际应用的可操作性有所欠缺。

2.2 北上广三大城市

本节对中国最具影响力的三大城市用电指标进行分析，具体如表3所示。

表3 北上广负荷用电指标

由上述三大城市的规范可以看出。

a)三个地区中，仅北京对需用系数进行了规定，上海与广州均没有对需用系数取值进行具体说明。

b)对于上海及广州这种城市，由于房价较高，小户型房走俏，尽管建筑面积较小（80m2左右的），但房型设计依旧多为两室一厅，户均电器配置较高，4 kW/户的标准略小。以一个家庭为例，在使用高峰期夏季下班后常用负荷为：空调1 800W，电热水器1 500W，电饭煲800W，电磁炉1 000～1 800W，彩电100W，考虑一定的同时因素，实际用电功率合计约为4.2～5.9 kW，远远大于4MW的标准。

2.3 其他省、市

以同属华东地区的江苏、安徽、浙江以及华中地区的长沙市为例，各地区用电指标如表4所示。

表4 其他省市用电指标

a)对于江苏省规范中的配置系数一值，将其反算到同时系数的取值。通常情况下，功率因数取0.9，配变负载率考虑50%，那么江苏省标准中对应的同时系数为：50户及以下，0.325；50户以上200户以下，0.27；200户以上，0.225，也就是在0.225～0.325之间，与长沙市标准几乎一致，远远小于《民用建筑电气设计规范》中的取值。

b)对于安徽省标准中的需用系数，相较于现有任何地区的标准而言，其值都偏大，初步估算，该地区住宅类建筑的负荷预测值将是其他各地区的2倍，用该指标预测出的负荷也将远远超过实际所需值。

c）对于户均面积在120 m2以下的住宅建筑，各地区规范中用电指标基本一致，但是对于130～140m2之间的住宅建筑，各区域用电指标取值从8 kW/户到12 kW/户不等，一致性较差。

2.4 小结

对比以上各规范指标可以发现以下几点。

a)除北京以外，各地住宅用电指标均以户均建筑面积为划分依据，根据面积的大小制定相应等级的用电指标值。对于这样的划分法存在着一定的合理性，在一定层面上，住房面积的大小可以直接反映该用户的经济条件，而不同的经济水平在一定程度上又可以决定用户的用电行为，因此，建筑面积越大，用电指标值也可相应提高。然而，这种划分方式忽略了家庭规模（人口），居住面积大并不等于用电量成比例增长：居室少的负荷密度大，多居室则负荷密度小，它与使用家电的人多少是息息相关的。因此，在使用上述规范所给指标时，对于实际指标的选取，还应充分考虑这一因素。

b)对于建筑面积小于100 m2的住宅用电指标，其他各地所给的4～6 kW/户是合适的，江苏省用电负荷指标规范中所说的8 kW/户略高。以全国百强市义乌为例，对于家用设备的需用系数，义乌供电局曾在2005年做过负荷调研，数据显示，户均家电总功率基本在12 kW左右，家电需用系数为0.17～0.25之间。随着人均收入的不断增长，人们的用电水平也不断提高，考虑这个因素，对于现在而言，设备的需用系数可提高至0.3～0.4，再考虑适当裕度的情况下，户均用电指标值在4～6 kW之间是最合适的，整个江苏省的平均水平不应高于这个值。同时，对于江苏省规范中的“建筑面积小于120 m2”这一划分等级可考虑进一步细化，比如增设40m2、80m2等中间值。

c)对于各规范中住宅用电指标高于12 kW/户的则有待思考。从最基础的家电配置来看,以南方普遍的三口之家所用家电设备为例，住宅的设备容量为：2～3台空调 (3～5 kW)、热水器 (2 kW)、电炊设备 (1.5 kW)、冰箱 (0.3 kW)、电视、电脑2～3台 (0.6 kW)、洗衣机 (0.2 kW)、照明负荷0.2 kW 等,总计容量8～10 kW，这就是一般用户用电的基本情况。设计容量采用10～12 kW是合适的，15 kW就显得有点偏高了。我国目前对家电的拥有量已经达到了较高的水平,基本家电都已具备，从发展的角度来看不会有大的增长。即使数量及种类有增长，随着新型家电的研发和创新,能耗也将不断降低，总体看来家电容量不会再有太大变化。

d)以南北为界，上述南方各地规范普遍高于北京规范，究其原因，则是考虑气温等因素对于负荷的影响后的结果：南方由于夏季炎热，冬季阴冷潮湿，空调耗电要占用户用电的70%左右，因此，南方用电指标略大于北方。

3 结论

a)文中阐述了负荷预测规范中的相关概念，明确了部分参数的基本内涵。

b)对国内现行规范进行了汇总，深度剖析了指标间的关联关系及合理性。

c)由于指标数据取值范围较大，而且受众多因素的影响，应用这类方法计算负荷时需要认真仔细地分析研究工程所在地的经济情况及用电特性。

d)对于其他类似城市，在没有具体规范的情况下，可结合自身城市性质及定位，综合考虑该地区的气候条件、地区发展水平、用电负荷特点、建筑规模大小、建设标准高低等，并与同类工程进行横向、竖向多方面比较，多种指标互相印证，科学地确定合理指标值，尽量提高计算准确度。

[1]洪元颐．“建筑电气”的概念 [J]．建筑电气，2010(1)：3-5．

[2]朱甫泉．需要系数法负荷计算存在的问题及解决办法 [J]．建筑电气，2006(2)：8-10．

[3]李康华．现代住宅配电系统需要系数Kx选择的探讨 [J]．建筑电气，2005(2)：11-13．

[4]李康华．再议民用住宅负荷计算需要系数取值 [J]．建筑电气，2008(2)：13-16．

Research on the Specifications of Urban Residential Load Forecasting

YE Weifeng,CHEN Tao,YANG Weibing

（State Grid Zhejiang Yuyao Power Supply Company,Yuyao,Zhejiang 315400,China)

This article introduces the standard specifications of related parameters of load forecast,and carries on simple classification,comparison and analysis on the specifications.At the same time,based on corresponding specifications for some indicators, some views are put forward,hoping it can provide reference for those who are engaged in load forecasting.

construction standard;load forecast;architecturalel ectricity

TU85

A

1671-0320（2016）02-0042-04

2015-11-23，

2016-01-25

叶巍峰（1970），男，浙江余姚人，2007年毕业于中国地质大学土木工程专业，高级工程师，从事电网规划、前期管理工作；

陈 涛（1980），男，浙江余姚人，2006年毕业于中国农业大学电力系统及其自动化专业，硕士，工程师，从事电网规划管理工作；

杨伟炳（1985），男，浙江余姚人，2007年毕业于浙江海洋学院电气工程及其自动化专业，工程师，从事电网规划、前期管理工作。