秦皇島地區電力負荷曲線拐點特性分析

徐 娟，李寶樹

（1.秦皇島電力公司，河北 秦皇島 066000；2.華北電力大學，河北 保定 071003）

負荷預測是電網運行管理的一項基礎工作，電網安全校驗、安全運行、供需平衡都是以負荷為基礎的，因此在做負荷預測前,必須對本地區負荷特性進行深入了解，才能開展一系列的工作。本文從秦皇島電網負荷拐點入手，分析了負荷曲線的6個關鍵點，從一定程度上揭示了該地區負荷的特點。

1 秦皇島地區負荷特點

1.1 秦皇島地區用電結構

從用電口徑統計，秦皇島地區第一產業用電量占全社會用電量的1%，第二產業占73.3%，第三產業占15.7%，居民用電占10%。占主導地位的工業負荷中，鋼鐵冶煉、加工，鐵礦相關生產負荷約占全社會用電量的65%。

1.2 年度負荷變化趨勢

秦皇島地區2006—2010年日總負荷曲線（全年每天的最大負荷依次連接起來構成的曲線）如圖1所示。圖1曲線中●指示位置為小年（農歷12月23日），▲指示位置為除夕，+指示位置為勞動節，◆指示位置為國慶節。

從日總負荷曲線看，地區負荷趨勢是從年頭至年尾呈振蕩上升趨勢，2個負荷高峰分別發生在夏季和冬季，且冬季最大負荷大于夏季最大負荷。

圖1 2006—2010年日總負荷曲線

2006年、2007年日總負荷曲線是在地區經濟平穩發展下的自然負荷曲線，該曲線沒有受到國家政策、金融危機等的影響。2008年9月至2009年10月，該地區經濟受到全球金融風暴影響，負荷一直處在較低迷水平。2009年10月以后，地區經濟才開始恢復到平穩發展的階段，負荷水平穩步上升。2010年10月，在國家節能減排政策的號召下，該地區負荷迅速大幅降低，負荷水平和2009年同期持平。同年12月，該地區用電才逐步放開。

1.3 日負荷特性

秦皇島日負荷曲線呈M形，早高峰發生在上午11：30分左右，晚高峰發生在20：00左右，且晚高峰大于早高峰，日最低負荷發生在凌晨3：00點左右，中午最低負荷略高于日最低負荷。2010年年負荷率為74.77%，年最大峰谷差率為32%。由于秦皇島地區有電鐵牽引站，含有電鐵沖擊負荷，負荷曲線表面毛刺比較嚴重，負荷曲線個點沖擊幅度最大達70MW，因此在對尖峰負荷進行預測時應考慮電鐵沖擊負荷的影響。

1.4 負荷曲線拐點

日總負荷曲線明顯的拐點：小年、春節、勞動節和國慶節為凹點，而盛夏和嚴冬為凸點。

2 負荷曲線拐點分析

2.1 農歷小年（凹點）拐點分析

圖2選取了農歷小年前3天和農歷小年后第2天的日負荷曲線進行對比。

圖2 農歷小年前后負荷曲線

農歷小年后，秦皇島地區的小加工作坊、小鄉鎮企業都會放假，相應減少的負荷約占地區負荷的5%。秦皇島近幾年經濟總體保持平穩較快發展，投資和消費穩定增長，用電量增長率也較平穩，此類負荷等相對于大工業負荷來說，負荷量小，可以看做是自然增長，因此在對此拐點的相關負荷進行預測時，可以使用類比去年同期的比率增量法（用年負荷增長率作為比率增量）和類比節前的比率增量法。

2.2 春節（凹點）拐點分析

圖3選取了除夕前2天和正月初二的日負荷曲線進行對比。考慮正月初一的負荷曲線干擾因素比較多，因而選擇正月初二做參考曲線來進行分析。

圖3 春節前后負荷曲線

由于春節期間企業普遍放假，相應減少的負荷約占節前地區負荷的14%，地區負荷運行到達全年最低水平，日最小負荷是全年最小基荷，也是連續生產負荷最小值。歷年數據統計表明，每年春節期間負荷變化規律性相似，且近幾年秦皇島產業結構相對穩定，用類比去年同期的比率增量法進行負荷預測可取得較好的效果。

2.3 勞動節前后（凹點）拐點分析

圖4顯示的是4月1日至5月15日期間的負荷變化規律。

圖4 4月1日至5月15日日最大負荷曲線

勞動節小長假對地區負荷影響不是很大，因為很多中小企業在勞動節期間是不放假的。秦皇島地區在每年4月5日停止集中供暖，但此間日平均溫度還是較低，因而大量的電力取暖負荷開啟，并隨著氣溫的逐步上升而逐步遞減。勞動節過后，氣溫明顯回升，地區農業灌溉負荷陸續開始增加。停止供暖后的電力取暖負荷是受天氣影響敏感量，因此掌握此時段天氣狀況對此負荷預測有重要作用，可以采用人體舒適度來分析電力取暖負荷和天氣的關系。

2.4 盛夏（凸點）拐點分析

6月中旬到9月中旬，秦皇島地區為夏季，約90天。地區電力降溫負荷開啟的時間點是在入夏時段（一般在6月中下旬），平均氣溫升到20℃以上，雨水增多。

7月到8月為盛夏，月平均氣溫24℃～25℃，氣候高溫高濕。據歷年統計，氣溫超過29℃，調溫負荷就會迅速大幅增加。因此，29℃可以作為秦皇島地區入夏電力制冷負荷大幅增加的啟動閥值。之后逐步增加，在連續幾天的高溫高濕天氣后，電力制冷負荷達到最大值，這時地區負荷達到夏季最大負荷。秦皇島氣候的明顯特點是入夏和出夏均很快，即入夏時溫度突然增加，空調負荷馬上開啟；出夏時溫度突然轉涼，空調負荷大幅關閉。入夏和出夏均沒有時間上和溫度上的過渡。如圖5所示。

夏季大負荷的發生都是電力制冷負荷逐步沖高造成的。夏季電力制冷負荷主要集中在商業辦公大樓空調制冷、商業店鋪空調制冷、居民降溫等，因此人體舒適度指數對夏季最大負荷的產生有直接作用，研究溫濕指數和夏季負荷的關系，進而進行夏季相關負荷預測會取得較好的預測效果。

圖5 夏季不同月份溫度及制冷負荷水平對比曲線

2.5 國慶節（凹點）拐點分析

國慶長假企業辦公、市政辦公負荷降低，負荷曲線如圖6所示。若國慶期間天氣狀況比較穩定，負荷也將保持較穩定水平運行。據歷史數據統計可得，因放長假導致減少的負荷占節前負荷的12%。每年企業辦公、市政辦公負荷的增長可以參考地區的自然增長來對該類負荷進行預測，且在預測國慶節期間用電負荷時可以用比率增量法（類比歷年同期）。

圖6 2010年國慶節前后日連續負荷曲線

2.6 嚴冬（凸點）拐點分析

秦皇島地區冬季長達140天，當地冬季取暖負荷多是由鍋爐集體供暖和商業辦公大樓空調供暖來表現，這種特點使冬季取暖負荷隨著溫度的逐步降低而逐步增加，當溫度低到一定程度，取暖負荷全部打開，這時取暖負荷達到最大；當溫度繼續降低時，取暖負荷不再繼續升高，就維持在全開水平；當溫度逐步回暖，取暖負荷逐步降低。冬季溫度與冬季取暖負荷變化趨勢規律繪制成階段性曲線，如圖7所示。

圖7 冬季不同月份溫度及取暖負荷水平對比曲線

3 結束語

在掌握秦皇島地區負荷結構的基礎上，找出了地區影響負荷變化的典型負荷，通過對負荷拐點的分析，描述了秦皇島地區負荷變化的季節性和規律性特征，給出了適合該拐點時段的負荷預測方法。

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