基于城南電網的負荷特性分析

唐瑛媚　吳振宇

（1.天津城南供電分公司，天津　300201；2.東南大學電氣工程學院，江蘇南京　210000）

基于城南電網的負荷特性分析

唐瑛媚1吳振宇2

（1.天津城南供電分公司，天津300201；2.東南大學電氣工程學院，江蘇南京210000）

電網的負荷特性分為內在負荷特性和外在負荷特性。本文研究中所指的負荷特性為外在負荷特性，即區域內負荷曲線隨時間變化而表現出的一系列外部特征［1］。電力負荷特性是描述電網負荷特點一項重要內容，是做好負荷預測工作的基礎和前提，電網負荷特性分析的精細程度直接影響著該地區的負荷預測率［2］。本文在積累和分析大量負荷特性數據的基礎上，全面、完整地總結了城南電網負荷的變化規律及發展趨勢，為城南電網規劃及調度計算電網年最大負荷提供了有力的依據。

電網負荷特性負荷預測負荷特性指標

國網天津城南供電分公司（以下簡稱城南）負責和平區、河西區、津南區三個行政區（以下簡稱三區）的供電、用電管理。隨著經濟規模的不斷擴大，用電增長速度保持了良好勢頭，居民負荷和第三產業負荷比重逐年上升，2015年城南電網全社會用電構成數據表明：居民負荷占全部負荷的22%，第三產業占全部負荷的42%，二者的負荷比例基本決定了城南電網的負荷特性。

1　負荷特性指標

電力負荷特性可以通過一系列特定的指標參數描述其特性，這些指標主要包括日負荷特性指標、月負荷特性指標和年負荷特性指標。這些負荷特性指標大致可以分為描述類、比較類和曲線類三類［3］如表1所示。

2　城南電網負荷特性分析

2.1城南電網月度最大負荷

城南電網屬于典型的城市電網，春季（3、4、5月）、秋季（9、10月）兩季負荷較小；夏季（6、7、8月）、冬季（11、12、1、2月）兩季負荷較大。全年最大負荷一般出現在夏季，大負荷出現時刻與溫度、濕度以及持續時間直接相關如表2所示。

2.2日均負荷率及峰谷差率（見表3）

2015年日均負荷率81.74%，上年同期為81.96%，同比下降0. 27個百分點。與去年同期相比，日均負荷率略有降低，原因是今年受經濟形勢影響，負荷成分有所改變，大工業用電結構（占37.26%）比重下降2.37%；負荷率較低的負荷成分如居民生活用電（占22.82%）、農業生產用電（占0.75%）結構比重分別增長3.03%、0.01%，大工業負荷成分增長速度略低于居民、農業負荷的增長速度。

2015年日均峰谷差率40.66%，上年同期為39.81%，同比提高2.14個百分點。最大峰谷差率49.96%，出現在7月27日；最小峰谷差率33.13%，出現在5月1日。與上一年同期相比，2015年日均峰谷差率略有升高，城南電網的負荷構成、生產生活規律、季節變化和節假日影響對峰谷差率均有影響。

表1　負荷特性指標分類

表2　城南電網2013-2015年各月最大負荷及同比（單位:MW，%）

表3　城南電網2014-2015年月度峰谷差及峰谷差率（單位:萬kW·h，%）

2.3季節負荷特性分析

2.3.1春季負荷特性

城南地區自3月中旬開始正式進入氣候意義上的春天。春季多風，干旱少雨，氣候變化對負荷的影響相對平緩。

春季負荷呈現兩峰一平一谷的形態，上午高峰集中出現在10：30，持續時間較短，午平峰出現在14：00-18：00之間，持續時間很長，18：00以后燈峰從無到有，逐漸增加，使午平峰與晚高峰之間沒有明顯界限，晚高峰出現在20：30左右，早高峰和晚高峰持續時間不長，早、晚兩個高峰是餐飲等服務業的集中營業時間，這與春季的氣候特點有密切關系。

2.3.2夏季負荷特性

2015年城南地區夏季大負荷1613.43MW，出現在7月29日13時32分。主要原因為：進入7月份，城南地區連續多日溫度突破32℃，受高溫高濕天氣作用，負荷持續升高，至29日最高溫度達35.7℃，最大相對濕度達65.9%，空調降溫負荷有明顯增長，地區負荷呈現沖高態勢，空調降溫負荷約占總負荷的15%-20%。負荷升至本月最大。

夏季形狀基本一致，呈現三峰一谷形態，能夠顯現出早、午、晚三個高峰，早高峰集中出現在11：00，持續時間較短，原因是上午氣溫逐漸升高，制冷負荷增加，到11：00左右達到最大，12：00左右為企事業單位午休時間，負荷稍有下降，然后進入午高峰，在13：00-17：00之間負荷基本保持同一水平，隨著燈峰的逐漸增加，晚高峰出現在20：00，整個白天，負荷沒有平峰，且三峰之間時間間隔較短，而且負荷大小也基本能保持一致，這一變化趨勢與夏季的氣候特點有密切關系，夏季制冷負荷大多處于連續運行狀態，直到夜間負荷低谷才有明顯的下降。

2.3.3秋季負荷特性

秋季負荷呈現兩峰一平一谷的形態，早高峰集中出現在11：00，持續時間較短，午平峰出現在14：00-16：00之間，持續時間不長，晚高峰出現在18：00左右。受傍晚燈峰負荷影響，午平峰與晚高峰沒有十分明顯的分界點，基本可以看成一個平緩的高峰。秋季極端天氣很少，氣候宜人，制冷、制熱負荷基本沒有，負荷變化較為平緩，造成白天高峰、平峰之間過渡平滑。

2.3.4冬季負荷特性

2015年1月份受多股冷空氣影響，氣溫較低，地區電力電量穩步增長。進入2月份，受春節假期臨近影響，地區用電需求日趨下滑，部分工礦企業陸續進入停產狀態，負荷隨呈現波動下降的趨勢，降幅明顯，至春節期間，地區用電負荷跌落至年度低谷。

冬季負荷呈現兩峰一平一谷的形態，早高峰集中出現在11：00，持續時間較短，午平峰出現在13：00-17：00之間，持續時間很長，晚高峰出現在18：00左右，早高峰和晚高峰持續時間不長，早、晚兩個高峰是餐飲業集中營業的時間。冬季氣溫較低，各項活動結束較早，晚高峰較其他季節明顯前移。

3　結語

本文在收集城南電網負荷特性相關數據的基礎上，建立了科學有效的負荷特性分析方法，有效提升了城南電網負荷特性分析的質量和水平。

（1）積累和分析了大量負荷特性數據，全面、完整地總結了城南電網負荷的變化規律及發展趨勢。

（2）重點研究了城南電網的月度最大負荷、日均供電負荷率、峰谷差和峰谷差率等負荷特性指標，對城南電網短期負荷預測和電網經濟活動分析具有較強的實用意義。根據不同負荷的特性制定相應的分時電價措施和限電拉路方案，可最大限度地達到削峰填谷的作用，提高電網經濟效益和社會效益。

（3）深入分析了季節對負荷的影響，對城南電網年度最高負荷的預測有較強的指導作用。

［1］向軍.電力需求側管理在我國的應用現狀及相關建議［J］.徐州工程學院學報（社會科學版），201 0，25（1）：21～23.

［2］杜懷松.美國加州電力危機對電力市場改革的影響［J］.農村電氣化，2001，（7）：50～51.

［3］賀輝.電力負荷預測和負荷管理［J］.中國電力出版社，201 3. 193～194.