降溫負荷與氣溫相關性分析研究

周尚籌

摘 要：本文預測夏季的日基準負荷曲線，進而獲得日最大降溫負荷。在日等值溫度的基礎上，分析該省級電網日最大降溫負荷與日等值氣溫之間的相關性，并與常用的最大負荷比較法進行了對比。

關鍵詞：降溫負荷；基準負荷預測；溫度累積效應；相關系數引言

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.165

隨著經濟的不斷發展，降溫負荷（主要指空調負荷）在電力負荷中的比重越來越大。我國南方夏季悶熱潮濕持續時間長，降溫負荷比重大，而降溫負荷過大將導致電網負荷峰谷差大。因此對氣溫與降溫負荷相關性的研究有很現實的意義[1]。

1 負荷特性分析

電網負荷變化有周期性、季節性。夏季日最大負荷高于其他季節；節假日的日最大負荷最小。

2 負荷分解模型

根據對氣象因素的敏感性可按式（1）進行分解：

2.1 基準負荷預測模型

為了剝離出夏季每個工作日的降溫負荷，本文選用待預測年份前一年秋季和待預測年份春季的工作日負荷當作不含有降溫負荷，即原始序列X（0），采用灰色預測模型GM（1，1）對夏季的基準負荷曲線進行預測[2]。

2.2 降溫負荷的剝離

可根據式（1）求出夏季每個工作日的降溫負荷曲線，因此可根據每個工作日的降溫負荷曲線得到日最大降溫負荷。

3 日等值溫度的計算

為了分析某電網夏季降溫負荷與溫度的關系，需要計算出夏季每個工作日的等值日最高溫度，本文以各地的日最大負荷為權重對各地的日最高溫度進行加權平均得到等值日最高溫度，如式（2）：

其中，Teq表示夏季工作日的等值日最高溫度；j代表該省的第j個地市，n為該省的地市個數，取n=21；Pj代表第j個城市的日最大負荷；Tj代表第j個地市的日最高溫度。同理，等值日平均溫度也可以用式（2）計算得到。

3.1 考慮溫度累積效應的影響

溫度累積效應是指人們的體感溫度滯后于外界氣溫的變化。

本文在的基礎上利用便于工程應用的公式（3）對溫度累積效應進行修正：

分析發現：當等值最高溫度連續3天高于33℃或連續3天低于28℃時會出現明顯的溫度累積效應，因此需要對超過范圍的進行修正。

4 氣溫與降溫負荷的相關性分析

相關系數是研究變量間變化關系密切程度的一種統計方法，其絕對值越大，表示相關性越強，二者越接近于線性關系。變量xi數列與yi數列的相關系數rxy計算公式如式（4）所示：

利用式（4）計算該省2009～2012年工作日的日最大降溫負荷與溫度之間的相關系數，如表1。

從表1可得，本文所得的日最大降溫負荷與等值日最高溫度之間的相關系數更大，日最大降溫負荷與等值日最高溫度更趨近于線性關系，修正后的日最高溫度與日最大降溫負荷更接近于線性關系。

5 結論

（1）采用基于GM（1，1）模型預測夏季逐日的基準負荷曲線的

方法，計及了基準負荷的逐日增長量，進而能夠更準確地剝離出夏季的日降溫負荷曲線，獲得更準確的日最大降溫負荷。

（2）結論反應出某電網日最大降溫負荷與日最高溫度之間有強相關性。考慮溫度累積效應修正后，日最大降溫負荷與日最高溫度之間更趨近于線性關系，進而提高日最大降溫負荷的預測精度。

參考文獻：

[1]康重慶，周安石，王鵬等.短期負荷預測中實時氣象因素的影響分析及其處理策略[J].電網技術，2006（07）：5-10.

[2]鄧聚龍.灰色預測與決策[M].武漢：華中理工大學出版社，1986：97-148.

[3]周凱，宋軍全，鄔學軍.數學建模競賽入門與提高[M].浙江：浙江大學出版社，2012：48-52.