秦皇岛地区电力负荷曲线拐点特性分析

2011-06-06李宝树

电力需求侧管理 2011年5期

徐娟，李宝树

（1.秦皇岛电力公司，河北秦皇岛 066000；2.华北电力大学，河北保定 071003）

负荷预测是电网运行管理的一项基础工作，电网安全校验、安全运行、供需平衡都是以负荷为基础的，因此在做负荷预测前,必须对本地区负荷特性进行深入了解，才能开展一系列的工作。本文从秦皇岛电网负荷拐点入手，分析了负荷曲线的6个关键点，从一定程度上揭示了该地区负荷的特点。

1 秦皇岛地区负荷特点

1.1 秦皇岛地区用电结构

从用电口径统计，秦皇岛地区第一产业用电量占全社会用电量的1%，第二产业占73.3%，第三产业占15.7%，居民用电占10%。占主导地位的工业负荷中，钢铁冶炼、加工，铁矿相关生产负荷约占全社会用电量的65%。

1.2 年度负荷变化趋势

秦皇岛地区2006—2010年日总负荷曲线（全年每天的最大负荷依次连接起来构成的曲线）如图1所示。图1曲线中●指示位置为小年（农历12月23日），▲指示位置为除夕，+指示位置为劳动节，◆指示位置为国庆节。

从日总负荷曲线看，地区负荷趋势是从年头至年尾呈振荡上升趋势，2个负荷高峰分别发生在夏季和冬季，且冬季最大负荷大于夏季最大负荷。

图1 2006—2010年日总负荷曲线

2006年、2007年日总负荷曲线是在地区经济平稳发展下的自然负荷曲线，该曲线没有受到国家政策、金融危机等的影响。2008年9月至2009年10月，该地区经济受到全球金融风暴影响，负荷一直处在较低迷水平。2009年10月以后，地区经济才开始恢复到平稳发展的阶段，负荷水平稳步上升。2010年10月，在国家节能减排政策的号召下，该地区负荷迅速大幅降低，负荷水平和2009年同期持平。同年12月，该地区用电才逐步放开。

1.3 日负荷特性

秦皇岛日负荷曲线呈M形，早高峰发生在上午11：30分左右，晚高峰发生在20：00左右，且晚高峰大于早高峰，日最低负荷发生在凌晨3：00点左右，中午最低负荷略高于日最低负荷。2010年年负荷率为74.77%，年最大峰谷差率为32%。由于秦皇岛地区有电铁牵引站，含有电铁冲击负荷，负荷曲线表面毛刺比较严重，负荷曲线个点冲击幅度最大达70MW，因此在对尖峰负荷进行预测时应考虑电铁冲击负荷的影响。

1.4 负荷曲线拐点

日总负荷曲线明显的拐点：小年、春节、劳动节和国庆节为凹点，而盛夏和严冬为凸点。

2 负荷曲线拐点分析

2.1 农历小年（凹点）拐点分析

图2选取了农历小年前3天和农历小年后第2天的日负荷曲线进行对比。

图2 农历小年前后负荷曲线

农历小年后，秦皇岛地区的小加工作坊、小乡镇企业都会放假，相应减少的负荷约占地区负荷的5%。秦皇岛近几年经济总体保持平稳较快发展，投资和消费稳定增长，用电量增长率也较平稳，此类负荷等相对于大工业负荷来说，负荷量小，可以看做是自然增长，因此在对此拐点的相关负荷进行预测时，可以使用类比去年同期的比率增量法（用年负荷增长率作为比率增量）和类比节前的比率增量法。

2.2 春节（凹点）拐点分析

图3选取了除夕前2天和正月初二的日负荷曲线进行对比。考虑正月初一的负荷曲线干扰因素比较多，因而选择正月初二做参考曲线来进行分析。

图3 春节前后负荷曲线

由于春节期间企业普遍放假，相应减少的负荷约占节前地区负荷的14%，地区负荷运行到达全年最低水平，日最小负荷是全年最小基荷，也是连续生产负荷最小值。历年数据统计表明，每年春节期间负荷变化规律性相似，且近几年秦皇岛产业结构相对稳定，用类比去年同期的比率增量法进行负荷预测可取得较好的效果。

2.3 劳动节前后（凹点）拐点分析

图4显示的是4月1日至5月15日期间的负荷变化规律。

图4 4月1日至5月15日日最大负荷曲线

劳动节小长假对地区负荷影响不是很大，因为很多中小企业在劳动节期间是不放假的。秦皇岛地区在每年4月5日停止集中供暖，但此间日平均温度还是较低，因而大量的电力取暖负荷开启，并随着气温的逐步上升而逐步递减。劳动节过后，气温明显回升，地区农业灌溉负荷陆续开始增加。停止供暖后的电力取暖负荷是受天气影响敏感量，因此掌握此时段天气状况对此负荷预测有重要作用，可以采用人体舒适度来分析电力取暖负荷和天气的关系。

2.4 盛夏（凸点）拐点分析

6月中旬到9月中旬，秦皇岛地区为夏季，约90天。地区电力降温负荷开启的时间点是在入夏时段（一般在6月中下旬），平均气温升到20℃以上，雨水增多。

7月到8月为盛夏，月平均气温24℃～25℃，气候高温高湿。据历年统计，气温超过29℃，调温负荷就会迅速大幅增加。因此，29℃可以作为秦皇岛地区入夏电力制冷负荷大幅增加的启动阀值。之后逐步增加，在连续几天的高温高湿天气后，电力制冷负荷达到最大值，这时地区负荷达到夏季最大负荷。秦皇岛气候的明显特点是入夏和出夏均很快，即入夏时温度突然增加，空调负荷马上开启；出夏时温度突然转凉，空调负荷大幅关闭。入夏和出夏均没有时间上和温度上的过渡。如图5所示。

夏季大负荷的发生都是电力制冷负荷逐步冲高造成的。夏季电力制冷负荷主要集中在商业办公大楼空调制冷、商业店铺空调制冷、居民降温等，因此人体舒适度指数对夏季最大负荷的产生有直接作用，研究温湿指数和夏季负荷的关系，进而进行夏季相关负荷预测会取得较好的预测效果。

图5 夏季不同月份温度及制冷负荷水平对比曲线

2.5 国庆节（凹点）拐点分析

国庆长假企业办公、市政办公负荷降低，负荷曲线如图6所示。若国庆期间天气状况比较稳定，负荷也将保持较稳定水平运行。据历史数据统计可得，因放长假导致减少的负荷占节前负荷的12%。每年企业办公、市政办公负荷的增长可以参考地区的自然增长来对该类负荷进行预测，且在预测国庆节期间用电负荷时可以用比率增量法（类比历年同期）。

图6 2010年国庆节前后日连续负荷曲线

2.6 严冬（凸点）拐点分析

秦皇岛地区冬季长达140天，当地冬季取暖负荷多是由锅炉集体供暖和商业办公大楼空调供暖来表现，这种特点使冬季取暖负荷随着温度的逐步降低而逐步增加，当温度低到一定程度，取暖负荷全部打开，这时取暖负荷达到最大；当温度继续降低时，取暖负荷不再继续升高，就维持在全开水平；当温度逐步回暖，取暖负荷逐步降低。冬季温度与冬季取暖负荷变化趋势规律绘制成阶段性曲线，如图7所示。