盐城供电公司 袁伯军 周 昕

盐城电网负荷特性分析

盐城供电公司 袁伯军 周 昕

根据对2009年盐城电网冬季、夏季供用电各项指标进行分析，研究盐城电网负荷特性、四季典型日负荷曲线变化规律以及同气温的敏感关系，对10年夏季盐城空调负荷水平进行计算及预测。为调度部门电网负荷预测、运行方式安排以及需求侧管理提供参考。

负荷特性；空调负荷

1.引言

随着沿海大开发已上升为国家战略，盐城经济及电网的发展已驶入快速通道，05至09年盐城电网各项供电量指标均增长一倍，年平均增长率达到18%，09年盐城电网最高负荷已达到225万千瓦。因此准确的电力负荷分析及预测对提高电网安全运行、提高电力企业经济效益和社会效益，保证社会的正常生产和生活有着重要意义。

2.负荷构成分析

盐城是传统农业大市，又是新兴工业城市。目前盐城生态化工、汽车、钢铁能源等工业发展势头较为迅猛，城市建设速度正在加快，人口较多，因此工业与居民生活用电所占比例较大，其中工业用电量比例已占全市用电量70%以上。

2.1 工业负荷

盐城地区的工业负荷所占比例比较大。其联鑫钢铁、大和化工、双多化工、磊达水泥等重工业负荷较大。小型用户多达几百家且比较分散，大多为地方小轧钢厂、小水泥厂、小化肥厂等。这部分负荷用电情况不稳定，负荷大小受国家和地方政策、市场经济的影响比较严重，有些小企业还受天气的影响。

2.2 居民用电负荷

盐城地区的城乡居民用电负荷约为全市负荷的17%左右。这部分负荷不太稳定，受天气和经济的影响比较大，尤其是天气。在炎热的夏季和寒冷的冬季这部分负荷波动较大，增长较快。

2.3 商业负荷

盐城地区商业负荷约为全市负荷的8%左右，且随着盐城城市化进程加快，正逐渐呈不断上升阶段。

2.4 农业负荷

盐城地区的农业负荷约为全市负荷的2%左右。这部分负荷具有季节性，一般在每年的4、5月份农业负荷开始增加，到9、10月份开始减少。而且这部分负荷受天气的影响非常严重，如果持续高温无雨，农业负荷会大增。

3.四季日负荷特性分析

盐城日负荷一般有三个明显的高峰期，分别为清晨6-7点左右，在此时段，由于峰谷电价差异，夜间钢铁厂、水泥厂等高耗能负荷出力加满、以及清晨居民用电负荷高峰的开始，形成了日负荷曲线的第一个高峰期。高峰后受峰谷电价调节影响，部分高耗能负荷开始停产，出线一个谷峰。第二个高峰期一般出现在上午10：30-11：00之间，在此期间各工厂、单位用电负荷集中，达到白天的一个最高点。度过上午高峰后，负荷将逐步下降，由于受中午午休等因素影响，在中午12：30时左右将达到一个低谷。中午过后负荷逐渐回升，趋于平缓；第三个负荷出现在晚上17：00-21：00之间，此期间夜间高耗能企业负荷开始启动以及晚上居民用电高峰的影响，达到了一天之中第三个负荷高峰。具体到四季典型日负荷曲线可以发现：1）春秋两季早峰高于晚峰，冬夏两季晚峰高于早峰。夏季由于日照时间延长，晚高峰时间后移。2）夏季曲线与其他三季相比在下午15-16点时分多增加一个尖峰段，可以看出，空调负荷是影响夏季负荷曲线特性的重要因素。盐城地区负荷在周一至周日期间呈现有规律的波动，波动程度跟当周气温、天气有很大关系。由于大部分企业周六依然生产，因此周六负荷同比周五下降幅度有限。进入周日，因企业开始放假，负荷下降较为明显。

4.负荷特性与温度关系

4.1 春季、秋季气温与负荷的关系分析

09年春、秋两季盐城地区天气温度波动较小，维持在9-25℃之间，平均气温在14-16℃左右。根据对09年春、秋两季负荷历史数据、温度数据进行分析可以得出：

1)从表一可以看出春秋两季在温度基本相同的情况下，同年秋季平均负荷略高于春季负荷，主要原因是由于负荷的自然增长。负荷与温度之间敏感系数较低。

2)选取09年春、秋季气温相差较大的两天负荷数据进行对比分析发现（如表二），虽然温度差异明显，但最高负荷之间仅相差1-2万kW。

因此在春秋两季由于气温适宜，温度变化一般在9-25之间，温度的变化与负荷变化之间敏感系数较低，日负荷取决于工业生产负荷，商业用电以及居民日常基本生活用电（如炊事、电事、热水器等）。

4.2 夏季气温与负荷的关系分析

盐城电网网供、地区最大负荷一般均出现在夏季，主要原因是空调负荷所占的比重相对较大。09夏季盐城地区平均温度在26-28℃之间，最高温度36℃以上。选取09年夏季历史负荷数据及历史气象数据进行分析：

1)表三选取了09年夏季最高负荷期间的数据断面，从表中可以看出当气温经过持续高温后，盐城电网负荷从11日电网最高负荷170万KW迅速增至17日最高负荷225万KW，新增的55万kW基本为空调负荷，并且这部分新增空调负荷在持续30℃以上后迅速释放，当达到在35℃以上时，空调负荷基本全部开足，盐城电网负荷曲线达到09年最大值。

表一 春、秋两季平均负荷与温度的关系

表二 春、秋两季温度差异较大的两天与负荷的对应图

表三 09年夏季最高负荷7月17日前一周负荷与温度的关系

表四 09年夏季温度与全市负荷的关系

表五 08年冬季温度与全最高负荷的关系

2)09年夏季气温与负荷的关系明显，盐城夏季期间平均温度26-28℃，最高温度达到36℃以上。由于气温的攀升导致空调负荷上升迅速释放，从30℃开始，空调负荷渐升，每升一度，全市负荷增速分别为7.14%、10.5%、10.52%，气温与负荷之间敏感度相当明显。当气温突破35℃以上，全市负荷将达到峰值，如表四。

表六 4、5月份周一至周五基准值 负荷单位：万千瓦

表七 高温期间空调负荷时段负荷～温度关系对照表 负荷单位：万千瓦

表八

4.3 冬季气温与负荷的关系分析

08年冬季盐城地区平均温度为2-5℃之间，最低温度达到零下6℃以下，平均温度为2-5℃之间。当温度持续下降到极值零下5-6℃时，盐城冬季电网日负荷达到峰值。通过表五可以看出2℃以上时盐城电网负荷较为稳定，空调负荷极少释放。当温度每降1℃，电网负荷的增速分别为4%、3%、3.1%，2.4%。与夏季相比，温度对负荷的敏感度略低，如表五。

5.空调负荷的计算

近10年来居民空调类电器的拥有率及使用率逐年上升，夏季空调降温负荷在总用电负荷中所占的比重越来越大，并成为夏季用高峰负荷产生的主要因素之一。这对城市供电网的供电能力和经济性以及供电公司的调度运行水平都产生了很大的影响。目前空调负荷的预测除了营销部门的排查统计外，包括最大负荷比较法、回归分析法、神经网络法以及其他数据分析方法，它们都是建立在大量的负荷数据和气象数据的基础上。这里我们主要通过最大负荷比较法进行分析。

最大负荷比较法：

(1)比较的月份。由于春秋季气温、适度比较适宜，居民几乎不使用空调，负荷比较平稳，因此我们选取4、5月周一至周五相关时间的平均值为基准值。7、8两月一般为全年负荷最高月，居民普遍开启空调，空调负荷基本得到充分释放，因此选取7、8月负荷数据与基准值进行比较。

(2)比较的时段。由于电网负荷受多种因素影响，最大负荷的出现有一定的偶然性。为了尽可能排除干扰因素需要对上述直接用最大负荷进行比较的方法进行修正。

(3)区分工作日与非工作日。虽然居民、商场等用户的空调负荷在周休日、节假日较高。但由于办公、工厂等的空调负荷所占比重较大。因此数据选取重点又限定于工作日的空调负荷。

通过比对春、夏季典型曲线由于盐城电网春季日负荷最大值多出现在6-8时之间，对于计算空调负荷参考意义不大。我们用10：30左右、15：30左右、晚21：30左右等三个典型点的负荷数据作为参考值。

从表六、表七可以看出，夏季空调负荷随气温、天气情况变动较大，考虑4月－7月间负荷自然增长因素，09年夏季高温期间空调负荷在30～75万千瓦左右之间。在温度上升期最大负荷对最高温度的敏感性较高，30～35℃时达到10万千瓦/℃左右，且波动较大，35℃时空调负荷可达70万千瓦以上。在持续高温后，温度敏感度依然较高，显示空调负荷一旦开启后，气温下降后空调负荷迅速下降，显示了居民较好的节能环保意识。

随着经济的发展，人民生活水平的提高，空调负荷占的数量也逐年升高，按照负荷的增长速度，预计2010年夏季最高空调负荷将达到80万千瓦，根据10年最高负荷(8月13日)263.4万千瓦数据分析，空调负荷与预测的基本一致，如表八。

6.总结

(1)盐城市的电力供应与气象条件有着较为显著的关系，电力负荷水平体现出明显的季节性，暖季气温与电力负荷的变动方向保持一致，气温的升高会带来电力需求的增长，冷季气温的升高会带来电力负荷的相应下降。

(2)通过分季节分析，可以看出夏季负荷对气温的变化更为敏感，冬季供暖除了电力以外还有其它方式，如燃煤或管道供暖，而夏季则主要用电力制冷，这应该是冬夏季温度负荷特性不同的原因，对此，我们应当尤其重视气温变化对电力夏季负荷带来的影响，提前做好预测和准备。

(3)夏季电力最大负荷与日平均气温具有很好的相关性，6-9月负荷对气温的变化特性是全年最大的，其中又以7、8月份的敏感性最强。这种现象与实际的电力负荷变动情况也一致，对这些有限数据的分析表明，盐城夏季负荷温度特性当气温在30度以上时，温度每上升1度，负荷上升8%左右的负荷，但是具体数值还需要更多数据来验证。这些都证明了夏季的制冷需求和天气变化是造成盐城电力负荷波动较大的重要因素。

(4)空调负荷随气温的变化对电网运行会产生许多不良的影响，严重威胁电网设备的安全运行、严重影响电网的运行经济性、使设备利用率降低下。虽然近几年居民节能用电意识的增强以及分时电价的推广，有所缓解了夏冬季高峰期间电网运行难度。但随着经济的发展和人民生活水平的提高，空调负荷在夏季高峰负荷中的比重将在未来几年内持续上升。因此，迫切需要采取行政、经济、技术等方面的措施，对空调负荷进行有效管理并抑制其增长，以求缓解夏季用电高峰期间的电力供需矛盾。

[1]宋宏坤,唐国庆等.江苏省夏季空调负荷分析及需求侧管理措施的削峰效果测算[J].电网技术,2005,30(17):88-91.

[2]赵彤,孙大雁,葛诚等,江苏电网夏季气温与用电量敏感性关系初探[J].电力需求侧管理,2004,6(6):20-21.

[3]盐城电网2010年年度运行方式,2010,1.

袁伯军（1981—），男，江苏盐城人，工程师，主要从事电网运经济运行管理工作。

周昕（1981—），男，江苏盐城人，硕士研究生，主要从事电网运行方式管理工作。