地區(qū)電網(wǎng)負荷特性規(guī)律統(tǒng)計與分析

崔立勃，張菁，袁森，程濤，尹志，趙晶

（1.國網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司，山東青島266001；2.國網(wǎng)山東煙臺市福山區(qū)供電公司，山東煙臺265500；3.國網(wǎng)山東省電力公司，濟南250061）

地區(qū)電網(wǎng)負荷特性規(guī)律統(tǒng)計與分析

崔立勃1，張菁2，袁森3，程濤1，尹志1，趙晶1

（1.國網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司，山東青島266001；2.國網(wǎng)山東煙臺市福山區(qū)供電公司，山東煙臺265500；3.國網(wǎng)山東省電力公司，濟南250061）

負荷特性分析對于電力企業(yè)生產經(jīng)營管理和電網(wǎng)安全經(jīng)濟可靠運行具有重要意義。根據(jù)對某地區(qū)電網(wǎng)2005—2012年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用調查數(shù)據(jù)分析法，對該地區(qū)的負荷及負荷特性進行分析，將計算所得各個負荷特性指標以圖表的形式展示，并結合該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展情況、氣候狀況等相關因素對圖表中各負荷特性指標的形成原因及變化趨勢進行詳細剖析，總結了影響該地區(qū)負荷特性的因素。最后，結合該地區(qū)電網(wǎng)歷史負荷的負荷特性及未來經(jīng)濟的規(guī)劃，對于如何改善負荷特性提出了一些建議。

地區(qū)電網(wǎng)；負荷特性；統(tǒng)計方法

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和電力體制改革的進一步深化，電力市場分析工作對電力企業(yè)的經(jīng)營和規(guī)劃發(fā)展越來越重要［1］。電力企業(yè)必須加強電力市場的分析預測，建立科學有效的市場分析預測管理體系，因此，準確的電力負荷特性分析與負荷預測已成為電力企業(yè)生產經(jīng)營和計劃管理工作的一項重要內容［2-4］。同時，通過對區(qū)域負荷特性進行深入分析，摸清該區(qū)域的負荷特性狀況，可以進行有效的電力負荷調控，改善需求側的用電情況，使整個電網(wǎng)負荷更加平穩(wěn)，從而提高發(fā)電機組的安全性、可靠性，提高發(fā)輸配電設備的利用率，提高社會效益［5］。

許多電力工作者都對電力系統(tǒng)負荷特性分析進行過卓有成效的研究，這些研究成果對地區(qū)負荷特性分析有一定的借鑒意義，但也存在著一定的不足。文獻［6］分析了上海市安居小區(qū)的電力負荷特性，主要側重點為居民用電的情況，不能全面反映一個城市的綜合用電情況；文獻［7］分析了南京地區(qū)節(jié)假日的負荷特性情況，雖然對節(jié)假日的負荷分析和預測有一定的幫助，但對城市電力系統(tǒng)長期的規(guī)劃和發(fā)展意義并不大；文獻［8］主要針對華東電網(wǎng)的年負荷特性進行了分析，但并未詳細分析月負荷特性和日負荷特性，無法全面立體地反映一個地區(qū)的負荷情況。

針對某地區(qū)電網(wǎng)2005—2012年的用電情況進行了詳細地調查分析，依據(jù)“十一五”、“十二五”規(guī)劃中的負荷特性情況，在大量數(shù)據(jù)的基礎上，對該地區(qū)的年負荷特性、月負荷特性、典型日負荷特性和各產業(yè)負荷特性進行了詳細的分析，將該地區(qū)的負荷情況全面立體地展現(xiàn)出來。同時結合該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展情況、氣候狀況等相關因素對各負荷特性指標的形成原因及變化趨勢進行詳細的剖析，總結了影響該地區(qū)負荷特性的因素，對如何改善負荷特性提出了建議。

1 年負荷特性分析

該地區(qū)2005—2012年的負荷統(tǒng)計表如表1所示。根據(jù)統(tǒng)計表的數(shù)據(jù)，繪出各負荷特性指標的變化趨勢圖，從負荷特性指標的變化趨勢圖出發(fā)，對該地區(qū)年負荷特性指標中的統(tǒng)調最大負荷、峰谷差、最大負荷利用小時數(shù)進行分析。

1.1 統(tǒng)調最大負荷及增長率

該地區(qū)的年最大負荷及其增長率如圖1所示，其中，在“十一五”期間，統(tǒng)調最大負荷年均增長率為9.40%，2011年、2012年統(tǒng)調最大負荷年均增長率為5.94%，較“十一五”期間略有降低。

負荷增長率及電量增長率曲線變化規(guī)律基本一致，呈波浪型變化，其中，2005—2008年增長率逐年降低，2008—2010年增長率逐漸提升，2010—2012年又呈下降趨勢。對照經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律，負荷及電量增長率受經(jīng)濟影響較大，2008、2012年受經(jīng)濟危機影響，經(jīng)濟增長較慢從而導致負荷及電量增長率降低。

總體來看，大部分年份，該地區(qū)負荷增長率高于電量增長率，分析原因主要為第三產業(yè)用電負荷的增加及居民家用電器普及率的提高，最高負荷增長較快，負荷曲線波動明顯從而導致負荷增長率高于電量增長率。2007、2008年經(jīng)濟形勢不好，最大負荷增長較慢，負荷增長率低于電量增長率。

圖1 統(tǒng)調最大負荷及增長率

1.2 峰谷差及年最大峰谷差率

該地區(qū)峰谷差及最大峰谷差率如圖2所示，可以看出，除2008年因受經(jīng)濟危機影響導致負荷曲線平緩外，其余年份峰谷差均呈增長趨勢，其主要原因為該市第三產業(yè)的快速發(fā)展及居民取暖、制冷負荷的增加。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，服務行業(yè)、小工商業(yè)等負荷所占比重越來越大，夏季、冬季空調開停機造成峰谷差和峰谷差率都增加。

圖2 年峰谷差及峰谷差率

表1 某地區(qū)電網(wǎng)2005—2012年負荷特性統(tǒng)計

1.3 最大負荷利用小時數(shù)

該地區(qū)年最大負荷利用小時數(shù)如圖3所示，除2008年外，該地區(qū)年最大負荷利用小時數(shù)總體上呈逐年遞減的趨勢。主要因為隨著第三產業(yè)用電負荷的增加及居民家用電器普及率的提高，該地區(qū)最大負荷增長率高于電量增長率，從而導致最大負荷利用小時數(shù)逐年降低。2008年因受經(jīng)濟危機影響，最大負荷增長較小，從而導致最大負荷利用小時數(shù)突增。

圖3 最大負荷利用小時數(shù)

2 月負荷特性分析

2.1 月平均日負荷率

該地區(qū)月平均日負荷率的變化趨勢如圖4所示，總體來看，“十一五”期間該地區(qū)月平均日負荷率為5—9月最高，10—11月為全年最低。在5—9月制冷負荷較大，用電緊張導致了月平均日負荷率上升。2010—2012年期間該地區(qū)月平均日負荷為5—9月最高，10—11月為全年最低。

圖4 月平均日負荷率

2.2 月最大峰谷差及峰谷差率

該地區(qū)月最大峰谷差如圖5所示。可以看出，隨著產業(yè)結構的調整以及居民生活水平的提高，月最大峰谷差波動更加明顯，且呈逐年增長的趨勢。每年的夏季7、8月份，冬季12、1月份由于受制冷及取暖負荷的影響，月最大峰谷差明顯高于其余月份。

圖5 月最大峰谷差

3 典型日用電負荷特性分析

該地區(qū)四季負荷變化曲線如圖6~9所示，根據(jù)春季、夏季、秋季、冬季典型日負荷曲線，“十一五”期間和2010—2012年負荷數(shù)據(jù)可以得到以下結論。

1）“十一五”以來，四季負荷呈逐年增長的趨勢，負荷曲線波動更加明顯，峰谷差逐年增大。夏季負荷曲線出現(xiàn)3個峰，包括早高峰10—11時、午高峰14—15時、及晚高峰18—19時；春、秋、冬季波動規(guī)律基本一致，出現(xiàn)2個峰，包括早高峰10—11時、及晚高峰18—19時。

2）夏、冬季節(jié)因受制冷和取暖負荷的影響，最大負荷高于春、秋兩季。

3）因春、秋季節(jié)的負荷較夏、冬季節(jié)更均衡一些，因此春秋季節(jié)的負荷率、日最小負荷率高于夏冬兩季。四季負荷率逐年變化趨勢基本一致，呈波動上升的趨勢。

圖6 春季負荷變化曲線

圖7 夏季負荷變化曲線

圖8 秋季負荷變化曲線

圖9 冬季負荷變化曲線

4 分行業(yè)用電負荷特性分析

4.1 第一產業(yè)

該地區(qū)2012年典型日第一產業(yè)的負荷曲線如圖10所示，分析該圖，可以得出該地區(qū)第一產業(yè)的負荷特點。

荷曲線及日最大負荷。四季負荷呈逐年增長的趨勢，夏、秋季最大負荷明顯高于其他季節(jié)，負荷曲線波動更加明顯，冬季典型日最大負荷最低；分析原因主要為秋季受糧食收獲及農業(yè)灌溉影響，負荷波動較大，夏季雨水充足，農業(yè)用電量較少。

日負荷率、日最小負荷率。第一產業(yè)四季負荷率從大到小排序為：夏、冬、春、秋，最小負荷率變化規(guī)律同負荷率，四季負荷率及最小負荷率逐年增大。

日峰谷差。四季日峰谷差從大到小排序為：夏、秋、春、冬，隨著該地區(qū)農業(yè)機械化的發(fā)展，第一產業(yè)用電逐年增長，日峰谷差呈逐年增長的趨勢。

圖10 第一產業(yè)典型日負荷變化曲線

4.2 第二產業(yè)

該地區(qū)第二產業(yè)2010年典型日負荷曲線如圖11所示，結合圖可以得出以下負荷特點。

負荷曲線及最大負荷。該地區(qū)第二產業(yè)四季典型日負荷曲線波動基本一致，冬、夏季節(jié)因受取暖和制冷負荷的影響，日最大負荷高于春、秋季節(jié)。

日峰谷差。第二產業(yè)因其特殊的生產特點，且供電可靠性要求較高，由于生產的連續(xù)性和不間斷性，第二行業(yè)用電特性較為平穩(wěn)，日峰谷差率較其余行業(yè)較低，夏、冬季節(jié)因取暖和制冷負荷影響略高于春、秋兩季。

4.3 第三產業(yè)

該地區(qū)第三產業(yè)典型日的負荷變化曲線如圖12所示。可以看出，第三產業(yè)用電特性受季節(jié)性影響較強，由于夏冬季節(jié)因受制冷和采暖負荷的影響，負荷水平高于春秋季節(jié)，一般會出現(xiàn)早、中、晚3個高峰，早高峰出現(xiàn)在09—10時，午高峰出現(xiàn)在13—14時，晚高峰出現(xiàn)在19—20時，全天最高負荷出現(xiàn)在晚高峰。總體來看，第三產業(yè)負荷有以下兩個特點。

圖11 第二產業(yè)典型日負荷變化曲線

季節(jié)性變化。第三產業(yè)負荷中空調負荷所占比例較大，整體負荷特性表現(xiàn)出很強的季節(jié)性和時間性，而這種變化主要受越來越普及的空調、電梯等設備影響。

第三產業(yè)負荷特性表現(xiàn)在高峰時段負荷較高，低谷時段負荷很低，峰谷差極大，負荷率極低。

圖12 第三產業(yè)典型日負荷變化曲線

4.4 居民生活

圖13 居民生活用電典型日負荷變化曲線

該地區(qū)2010年典型日負荷變化曲線如圖13所示，居民生活用電主要呈現(xiàn)如下幾個特點。

居民生活用電量及負荷呈逐年增長的趨勢，負荷曲線波動規(guī)律基本一致。

夏季、冬季因受制冷和取暖負荷的影響，典型日負荷高于春秋兩季。

居民生活用電負荷波動情況受居民作息時間之間影響，呈現(xiàn)早中晚3個高峰，早高峰出現(xiàn)在07—08時，午高峰出現(xiàn)在11時左右，晚高峰也是一天的負荷最高峰，出現(xiàn)在18—20時。

隨著城鎮(zhèn)居民收入水平的提高，居民家用電器普及率逐年增加，居民生活用電負荷呈逐年增長的趨勢，日峰谷差逐年增大。

5 影響用電負荷及特性變化的因素分析

結合上述分析，可以得出影響該地區(qū)2005—2012年用電負荷及特性變化的因素主要有以下幾個方面。

經(jīng)濟結構調整。“十一五”以來，該地區(qū)的第三產業(yè)快速發(fā)展，在經(jīng)濟總量中的占比不斷上升，由2005年的41.6%上升到2012年的49%。由于第三產業(yè)特有的負荷特性，導致了該地區(qū)統(tǒng)調用電最大負荷增速一直高于用電量的增速，最大負荷利用小時數(shù)及年負荷率等指標呈下降趨勢，峰谷差呈增大趨勢。

居民生活水平的提高和生活方式的改變。“十一五”以來，居民的生活水平有了很大的提高，生活水平的提高帶動了城鎮(zhèn)居民家用電器擁有量的增長，居民的生活用電呈逐年增長的趨勢。居民用電的特點主要是日變化較大，日負荷率較低。所以日益增加的家用電器會進一步增加峰谷差，降低負荷率。

節(jié)能和用電需求側管理措施。該地區(qū)供電公司執(zhí)行峰谷分時電價，這對重點用戶及大電量用戶影響較大，這些用戶會避峰用電，有利于電網(wǎng)的削峰填谷。陸續(xù)普及的蓄熱電鍋爐、電動汽車都能利用夜間的低谷電，平衡峰谷負荷。同時，節(jié)能燈的普及也有利于降低最大負荷，提高負荷率。

氣候氣溫的變化。該地區(qū)制冷空調及取暖負荷成逐年增長的趨勢，這會增加夏冬兩季的最大負荷，同時制冷和取暖負荷受溫度影響比較大，波動比較明顯，又使得夏冬兩季的負荷峰谷差加大。

6 結語

在地方政府和電力部門之間建立起暢通的信息交流渠道，電力部門及時掌握市政規(guī)劃、園區(qū)建設等規(guī)劃項目，以便更準確、及時地預測電力市場變化。

隨著電力市場的變化，及時對負荷預測進行調整，以保證電網(wǎng)規(guī)劃的適應性。

建議隨著國家節(jié)能降耗工作的逐步深入，淘汰部分能耗高、污染重的企業(yè)，要利用當前工業(yè)產品需求量不大、經(jīng)濟還未完全復蘇的有利時機積極進行產業(yè)結構調整，通過加強技術改造，推進產品深加工，逐步增加產品技術含量，優(yōu)化用電結構，促進電網(wǎng)用電負荷的穩(wěn)定增長和可持續(xù)發(fā)展。

加強需求側管理，引導電力用戶加強節(jié)能意識，抑制電網(wǎng)峰谷差逐步加大的勢頭，提高電能利用效率，改善電網(wǎng)負荷特性。

更積極深入地開展研究電力系統(tǒng)負荷特性，國內外的成功經(jīng)驗表明，持續(xù)不斷地開展對各類用戶深入的典型調查，獲得第一手資料，對電力系統(tǒng)規(guī)劃以及需求側管理、制定多種、多級電價制度等均有重要價值和實際意義，因此要使研究工作常態(tài)化，持之以恒。

［1］趙希正.中國電力負荷特性分析與預測［M］.北京：中國電力出版社，2002.

［2］陳德裕.在我國電力工業(yè)中推進社會主義市場經(jīng)濟的幾點建議［J］.中國電力，1999，32（3）：1-2，6.

［3］張文泉，高玉君.電力技術經(jīng)濟學的建立與發(fā)展［J］.電力技術經(jīng)濟，2004，16（3）：4-7.

［4］馮濤.大連市電力負荷及負荷特性分析［J］.東北電力技術，2004（9）：50-52.

［5］辛剛，韓德順，張健.山東電網(wǎng)負荷特性分析［J］.山東電力技術，2009（1）：7-10，40.

［6］高榮，徐迅，周江昕，等.上海市安居小區(qū)電力負荷特性分析［J］.華東電力，2012，40（6）：1 064-1 066.

［7］姜勇.南京地區(qū)春節(jié)負荷特性分析及其預測方法［J］.電網(wǎng)技術，2003，27（5）：72-74.

［8］楊宗麟.華東電網(wǎng)負荷特性分析預測［J］.華東電力，2008，36（5）：50-52.

Statistics and Analysis on the Load Characteristics of a Region Power Gird

CUI Libo1，ZHANG Jing2，YUAN Sen3，CHENG Tao1，YIN Zhi1，ZHAO Jing1
（1.State Grid Qingdao Power Supply Company，Qingdao 260001，China；2.State Grid Yantai Fushan Power Supply Company，Yantai 265500，China；3.State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250061，China）

Power load characteristic analysis is very important for the management of power enterprises and the reliability of power grid.The load characteristics are analyzed based on statistical data of a region in 2005-2012.The power load characteristics are shown by chart，and through the chart，the cause and tendency of the load characteristics are analyzed combined with study of economic development and climatic conditions.Then factors which affect the load characteristics are summarized.At last，on basis of this region’s historical load characteristics and future economic planning，some suggestions to improve the load power characteristics are put forward.

regional power grid；load characteristics；statistical method

TM714

A

1007－9904（2015）02－0022－05

2014-09-02

崔力勃（1969），男，工程師，從事電網(wǎng)規(guī)劃、負荷預測、業(yè)擴報裝、電網(wǎng)運行等工作；

張菁（1982），女，助理工程師，從事負荷預測、企業(yè)管理等工作；

袁森（1978），男，高級工程師，從事調度計劃、負荷預測、調度運行等工作；

程濤（1981），男，工程師，從事負荷預測、電網(wǎng)規(guī)劃等工作；

尹志（1986），男，工程師，從事負荷預測、電網(wǎng)規(guī)劃、變電二次設計等工作；

趙晶（1985），女，工程師，從事電網(wǎng)規(guī)劃和設計等工作。