鹽城電網負荷特性分析

鹽城供電公司 袁伯軍 周 昕

鹽城電網負荷特性分析

鹽城供電公司 袁伯軍 周 昕

根據對2009年鹽城電網冬季、夏季供用電各項指標進行分析，研究鹽城電網負荷特性、四季典型日負荷曲線變化規律以及同氣溫的敏感關系，對10年夏季鹽城空調負荷水平進行計算及預測。為調度部門電網負荷預測、運行方式安排以及需求側管理提供參考。

負荷特性；空調負荷

1.引言

隨著沿海大開發已上升為國家戰略，鹽城經濟及電網的發展已駛入快速通道，05至09年鹽城電網各項供電量指標均增長一倍，年平均增長率達到18%，09年鹽城電網最高負荷已達到225萬千瓦。因此準確的電力負荷分析及預測對提高電網安全運行、提高電力企業經濟效益和社會效益，保證社會的正常生產和生活有著重要意義。

2.負荷構成分析

鹽城是傳統農業大市，又是新興工業城市。目前鹽城生態化工、汽車、鋼鐵能源等工業發展勢頭較為迅猛，城市建設速度正在加快，人口較多，因此工業與居民生活用電所占比例較大，其中工業用電量比例已占全市用電量70%以上。

2.1 工業負荷

鹽城地區的工業負荷所占比例比較大。其聯鑫鋼鐵、大和化工、雙多化工、磊達水泥等重工業負荷較大。小型用戶多達幾百家且比較分散，大多為地方小軋鋼廠、小水泥廠、小化肥廠等。這部分負荷用電情況不穩定，負荷大小受國家和地方政策、市場經濟的影響比較嚴重，有些小企業還受天氣的影響。

2.2 居民用電負荷

鹽城地區的城鄉居民用電負荷約為全市負荷的17%左右。這部分負荷不太穩定，受天氣和經濟的影響比較大，尤其是天氣。在炎熱的夏季和寒冷的冬季這部分負荷波動較大，增長較快。

2.3 商業負荷

鹽城地區商業負荷約為全市負荷的8%左右，且隨著鹽城城市化進程加快，正逐漸呈不斷上升階段。

2.4 農業負荷

鹽城地區的農業負荷約為全市負荷的2%左右。這部分負荷具有季節性，一般在每年的4、5月份農業負荷開始增加，到9、10月份開始減少。而且這部分負荷受天氣的影響非常嚴重，如果持續高溫無雨，農業負荷會大增。

3.四季日負荷特性分析

鹽城日負荷一般有三個明顯的高峰期，分別為清晨6-7點左右，在此時段，由于峰谷電價差異，夜間鋼鐵廠、水泥廠等高耗能負荷出力加滿、以及清晨居民用電負荷高峰的開始，形成了日負荷曲線的第一個高峰期。高峰后受峰谷電價調節影響，部分高耗能負荷開始停產，出線一個谷峰。第二個高峰期一般出現在上午10：30-11：00之間，在此期間各工廠、單位用電負荷集中，達到白天的一個最高點。度過上午高峰后，負荷將逐步下降，由于受中午午休等因素影響，在中午12：30時左右將達到一個低谷。中午過后負荷逐漸回升，趨于平緩；第三個負荷出現在晚上17：00-21：00之間，此期間夜間高耗能企業負荷開始啟動以及晚上居民用電高峰的影響，達到了一天之中第三個負荷高峰。具體到四季典型日負荷曲線可以發現：1）春秋兩季早峰高于晚峰，冬夏兩季晚峰高于早峰。夏季由于日照時間延長，晚高峰時間后移。2）夏季曲線與其他三季相比在下午15-16點時分多增加一個尖峰段，可以看出，空調負荷是影響夏季負荷曲線特性的重要因素。鹽城地區負荷在周一至周日期間呈現有規律的波動，波動程度跟當周氣溫、天氣有很大關系。由于大部分企業周六依然生產，因此周六負荷同比周五下降幅度有限。進入周日，因企業開始放假，負荷下降較為明顯。

4.負荷特性與溫度關系

4.1 春季、秋季氣溫與負荷的關系分析

09年春、秋兩季鹽城地區天氣溫度波動較小，維持在9-25℃之間，平均氣溫在14-16℃左右。根據對09年春、秋兩季負荷歷史數據、溫度數據進行分析可以得出：

1)從表一可以看出春秋兩季在溫度基本相同的情況下，同年秋季平均負荷略高于春季負荷，主要原因是由于負荷的自然增長。負荷與溫度之間敏感系數較低。

2)選取09年春、秋季氣溫相差較大的兩天負荷數據進行對比分析發現（如表二），雖然溫度差異明顯，但最高負荷之間僅相差1-2萬kW。

因此在春秋兩季由于氣溫適宜，溫度變化一般在9-25之間，溫度的變化與負荷變化之間敏感系數較低，日負荷取決于工業生產負荷，商業用電以及居民日常基本生活用電（如炊事、電事、熱水器等）。

4.2 夏季氣溫與負荷的關系分析

鹽城電網網供、地區最大負荷一般均出現在夏季，主要原因是空調負荷所占的比重相對較大。09夏季鹽城地區平均溫度在26-28℃之間，最高溫度36℃以上。選取09年夏季歷史負荷數據及歷史氣象數據進行分析：

1)表三選取了09年夏季最高負荷期間的數據斷面，從表中可以看出當氣溫經過持續高溫后，鹽城電網負荷從11日電網最高負荷170萬KW迅速增至17日最高負荷225萬KW，新增的55萬kW基本為空調負荷，并且這部分新增空調負荷在持續30℃以上后迅速釋放，當達到在35℃以上時，空調負荷基本全部開足，鹽城電網負荷曲線達到09年最大值。

表一 春、秋兩季平均負荷與溫度的關系

表二 春、秋兩季溫度差異較大的兩天與負荷的對應圖

表三 09年夏季最高負荷7月17日前一周負荷與溫度的關系

表四 09年夏季溫度與全市負荷的關系

表五 08年冬季溫度與全最高負荷的關系

2)09年夏季氣溫與負荷的關系明顯，鹽城夏季期間平均溫度26-28℃，最高溫度達到36℃以上。由于氣溫的攀升導致空調負荷上升迅速釋放，從30℃開始，空調負荷漸升，每升一度，全市負荷增速分別為7.14%、10.5%、10.52%，氣溫與負荷之間敏感度相當明顯。當氣溫突破35℃以上，全市負荷將達到峰值，如表四。

表六 4、5月份周一至周五基準值 負荷單位：萬千瓦

表七 高溫期間空調負荷時段負荷～溫度關系對照表 負荷單位：萬千瓦

表八

4.3 冬季氣溫與負荷的關系分析

08年冬季鹽城地區平均溫度為2-5℃之間，最低溫度達到零下6℃以下，平均溫度為2-5℃之間。當溫度持續下降到極值零下5-6℃時，鹽城冬季電網日負荷達到峰值。通過表五可以看出2℃以上時鹽城電網負荷較為穩定，空調負荷極少釋放。當溫度每降1℃，電網負荷的增速分別為4%、3%、3.1%，2.4%。與夏季相比，溫度對負荷的敏感度略低，如表五。

5.空調負荷的計算

近10年來居民空調類電器的擁有率及使用率逐年上升，夏季空調降溫負荷在總用電負荷中所占的比重越來越大，并成為夏季用高峰負荷產生的主要因素之一。這對城市供電網的供電能力和經濟性以及供電公司的調度運行水平都產生了很大的影響。目前空調負荷的預測除了營銷部門的排查統計外，包括最大負荷比較法、回歸分析法、神經網絡法以及其他數據分析方法，它們都是建立在大量的負荷數據和氣象數據的基礎上。這里我們主要通過最大負荷比較法進行分析。

最大負荷比較法：

(1)比較的月份。由于春秋季氣溫、適度比較適宜，居民幾乎不使用空調，負荷比較平穩，因此我們選取4、5月周一至周五相關時間的平均值為基準值。7、8兩月一般為全年負荷最高月，居民普遍開啟空調，空調負荷基本得到充分釋放，因此選取7、8月負荷數據與基準值進行比較。

(2)比較的時段。由于電網負荷受多種因素影響，最大負荷的出現有一定的偶然性。為了盡可能排除干擾因素需要對上述直接用最大負荷進行比較的方法進行修正。

(3)區分工作日與非工作日。雖然居民、商場等用戶的空調負荷在周休日、節假日較高。但由于辦公、工廠等的空調負荷所占比重較大。因此數據選取重點又限定于工作日的空調負荷。

通過比對春、夏季典型曲線由于鹽城電網春季日負荷最大值多出現在6-8時之間，對于計算空調負荷參考意義不大。我們用10：30左右、15：30左右、晚21：30左右等三個典型點的負荷數據作為參考值。

從表六、表七可以看出，夏季空調負荷隨氣溫、天氣情況變動較大，考慮4月－7月間負荷自然增長因素，09年夏季高溫期間空調負荷在30～75萬千瓦左右之間。在溫度上升期最大負荷對最高溫度的敏感性較高，30～35℃時達到10萬千瓦/℃左右，且波動較大，35℃時空調負荷可達70萬千瓦以上。在持續高溫后，溫度敏感度依然較高，顯示空調負荷一旦開啟后，氣溫下降后空調負荷迅速下降，顯示了居民較好的節能環保意識。

隨著經濟的發展，人民生活水平的提高，空調負荷占的數量也逐年升高，按照負荷的增長速度，預計2010年夏季最高空調負荷將達到80萬千瓦，根據10年最高負荷(8月13日)263.4萬千瓦數據分析，空調負荷與預測的基本一致，如表八。

6.總結

(1)鹽城市的電力供應與氣象條件有著較為顯著的關系，電力負荷水平體現出明顯的季節性，暖季氣溫與電力負荷的變動方向保持一致，氣溫的升高會帶來電力需求的增長，冷季氣溫的升高會帶來電力負荷的相應下降。

(2)通過分季節分析，可以看出夏季負荷對氣溫的變化更為敏感，冬季供暖除了電力以外還有其它方式，如燃煤或管道供暖，而夏季則主要用電力制冷，這應該是冬夏季溫度負荷特性不同的原因，對此，我們應當尤其重視氣溫變化對電力夏季負荷帶來的影響，提前做好預測和準備。

(3)夏季電力最大負荷與日平均氣溫具有很好的相關性，6-9月負荷對氣溫的變化特性是全年最大的，其中又以7、8月份的敏感性最強。這種現象與實際的電力負荷變動情況也一致，對這些有限數據的分析表明，鹽城夏季負荷溫度特性當氣溫在30度以上時，溫度每上升1度，負荷上升8%左右的負荷，但是具體數值還需要更多數據來驗證。這些都證明了夏季的制冷需求和天氣變化是造成鹽城電力負荷波動較大的重要因素。

(4)空調負荷隨氣溫的變化對電網運行會產生許多不良的影響，嚴重威脅電網設備的安全運行、嚴重影響電網的運行經濟性、使設備利用率降低下。雖然近幾年居民節能用電意識的增強以及分時電價的推廣，有所緩解了夏冬季高峰期間電網運行難度。但隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，空調負荷在夏季高峰負荷中的比重將在未來幾年內持續上升。因此，迫切需要采取行政、經濟、技術等方面的措施，對空調負荷進行有效管理并抑制其增長，以求緩解夏季用電高峰期間的電力供需矛盾。

[1]宋宏坤,唐國慶等.江蘇省夏季空調負荷分析及需求側管理措施的削峰效果測算[J].電網技術,2005,30(17):88-91.

[2]趙彤,孫大雁,葛誠等,江蘇電網夏季氣溫與用電量敏感性關系初探[J].電力需求側管理,2004,6(6):20-21.

[3]鹽城電網2010年年度運行方式,2010,1.

袁伯軍（1981—），男，江蘇鹽城人，工程師，主要從事電網運經濟運行管理工作。

周昕（1981—），男，江蘇鹽城人，碩士研究生，主要從事電網運行方式管理工作。