杨俊义，周　琪，赵宏大，谈　健

（1.江苏省电力公司 电力经济技术研究院，南京　210008；2.江苏省电力公司，南京　210024）

春节假期对江苏电网负荷及电量影响研究

杨俊义1，周琪2，赵宏大1，谈健1

（1.江苏省电力公司 电力经济技术研究院，南京210008；2.江苏省电力公司，南京210024）

春节是我国最重要、最隆重的传统节日。春节期间，江苏电网的负荷特性以及用电量较平时将发生非常大的变化［1-2］。加强春节期间的电网负荷特性分析和电力需求预测，将对保障春节期间的电力供应具有十分重要的意义。本文对2008—2015年春节期间江苏电网的负荷特性进行了分析，重点分析了春节假期对江苏电网负荷和电量的影响时长，并且对春节期间的负荷和电量的曲线进行了建模，为春节期间的负荷和电量预测提供了有益的参考。最后对建立的电量模型进行了误差分析，结果显示，2008—2014年春节期间共41天的累计用电量误差不超过4%，2015年由于经济形势下行压力较大，导致春节期间企业开工不足，预测误差达到了5.7%。

1　2008—2015年春节期间电网负荷特性分析

2008—2015年春节期间最高用电负荷标、日用电量幺值曲线如图1、图2所示。历年春节期间，江苏电网最高用电负荷、日电量曲线均呈“V”字形状［3，4］，其最高用电负荷和日电量均经历了先下降再上升的过程，并且下降速度快于回升速度。随着春节假期日趋临近，学生、农民工等探亲返乡潮的影响加剧，企事业单位陆续放假停工，日最大负荷和日电量逐日下降，正月初一或者初二降至春节期间的最低点，随后，日最大负荷和日电量逐日回升，正月初八大部分单位恢复正常上班，但由于人们心理和工作安排上还有一个调整过程，尚未恢复到正常生产、生活状态，日最大负荷和日电量仍未恢复到正常水平。

春节期间，最大用电负荷的最低点一般出现在初二，偶尔出现在初一或者初三，约为平时最小负荷的一半，电量曲线也满足这一规律。2014年春节当天最大用电负荷标幺值较低，表明2014年春节期间最大负荷的变化较往年高，其主要原因是当年春节期间温度较高，空调负荷较低，导致春节期间的用电负荷较低。2015年春节期间最大用电负荷标幺值曲线较往年整体偏低，这跟当期经济不景气有较大关系，很多工业企业春节期间停工减产，放假时间较往年变长，与2014年很多企业春节期间不放假、连续生产有较大差别。

图1　2008—2015年春节期间最大用电负荷标幺值曲线

图2　2008—2015年春节期间日用电量标幺值曲线

2015年春节期间，江苏电网日最大负荷和日电量均受到了影响，其曲线形状均呈现“V”字形状，且曲线变化趋势一致，如图3所示（横坐标为日期，从1月1日元旦到3月31日，纵坐标分别为日最大负荷和日电量）。周六、周日2天的负荷和电量值较工作日低，负荷和电量曲线的形状以周为单位，在周末形成一个低谷。

图3　2015年春节期间负荷、电量变化曲线

2　春节假期影响负荷和电量时长分析

为研究春节假期对江苏省负荷和电量的影响时长和程度，需要首先定义一个准则，即影响程度超过多少为受影响。一般而言，距离春节的时间越长，可认为其受春节影响的程度越小，只要时间距离足够远，受春节假期的影响即可忽略。但另一方面，由于负荷和电量也同时受季节性的影响，因此，选择的基准距离春节假期也不能太远。本文中观察了春节前、后各2个月的日最大负荷和日电量曲线，选择距离春节最近的、但几乎不受影响的一周作为基准周。根据图2所示，春节对负荷、电量的影响前、后均不超过一个月，本文对春节前一个月、后一个月共2个月的时间进行研究春节假期的影响时长及其影响程度，为春节期间的负荷和电量预测提供参考。

首先对数据进行预处理，将周末和奇异点进行平滑处理，平滑处理的公式为

Xsat=Xfri+（Xmon-Xfri）/3（1）

Xsun=Xfri+2（Xmon-Xfri）/3（2）

在春节前、后各选一周不太受影响的负荷和电量的均值分别作为春节前、后的负荷和电量的基准数据，计算春节前一个月和后一个月每天的日最大负荷和日电量相对该基准数据的误差，误差大于5%即认为是受春节假期影响。利用该准则分别进行计算，得出2008—2015年春节影响天数如表1所示，春节假期对负荷和电量的影响天数为24—35天。

表1　春节假期影响负荷、电量天数天

3　春节期间负荷、电量曲线拟合

根据第2部分中春节影响时长的研究结论，初步认为，春节前后受春节假期影响的时间分别不超过20天，其它时间可认为不受其影响。本文将详细研究春节前后20天的负荷和电量曲线，为以后春节期间的负荷和电量预测作参考。

对2008—2015年春节前后20天共41天的负荷和电量数据进行研究（横坐标按顺序编为1，2，…，41），首先对周末的负荷、电量数据进行平滑，进行归一化处理，然后将2008—2013年归一化的负荷和电量数据进行叠加，得到春节期间的负荷和电量的一般曲线，分别画出累计1年（2013年）、2年（2012—2013年）、…、6年（2008—2013年）的负荷和电量曲线，图4所示为电量曲线。

图4　春节期间累计1—6年电量变化曲线

从图4中可以看出，除2013年1年的电量曲线外，累计2年、3年、…、6年的电量曲线基本一致。本文以6年的累计曲线作为春节期间电量曲线的一般曲线，对负荷曲线进行同样处理。

以第1天的数据为基准作归一化处理，然后进行曲线拟合。

对春节前和春节后分别作曲线拟合，如图5、图6所示，春节前和春节后的负荷和电量拟合曲线公式分列如下。

负荷曲线拟合多项式为

y=-0.000 86x2-0.002 34x+1.015 82；R2=0.996 83，

其中：x=1，2，3，…，21；

y=-0.000 91x2+0.081 24x-0.826 84；R2=0.972 90，

其中：x=21，22，23，…，41。

电量曲线拟合多项式为

y=-0.001 14x2+0.001 22x+1.004 32；R2=0.997 26，

其中：x=1，2，3，…，21；

y=-0.001 02x2+0.091 44x-1.064 66；R2=0.977 07，

其中：x=21，22，23，…，41。

图5　春节期间累计6年负荷曲线拟合

图6　春节期间累计6年电量曲线拟合

4　误差分析

利用第3部分中得出的电量拟合多项式以及春节前第20天的电量数据，即可计算出春节前后20天共41天的电量曲线。以对2014年电量数据进行预测为例，其春节前第20天的电量数据为13.7亿kWh，对应拟合多项式x=1时的电量数值，即可求出剩下40天的电量数值，如表2、表3所示。

计算得出江苏2014年春节前后共41天的电量总和为448.9亿kWh，比实际值447.6亿kWh（经过周末平滑）多1.3亿kWh，误差率为0.28%。同理，计算得出江苏2015年春节前后共41天的电量总和为468.8亿kWh，比实际值443.7亿kWh（经过周末平滑）多25.1亿kWh，误差率为5.65%。误差率偏大的原因主要是当期经济形势较差，导致春节期间工业企业停工减产多，停工时间长。

用第3部分中的模型计算出2008—2013年春节期间的用电量，其与实际值的误差率如表4所示。结果显示该方法计算出的电量值与实际值的误差小于4%，达到较高的精度，验证了该模型的有效性。经调研，由于2015年经济形势下行压力进一步加大，因此，春节期间很多工业企业选择了提前放假，延后开工，导致春节期间的日电量标幺值曲线较往年偏低较多，从而产生较大的误差。

表2　2014年春节前后20天电量预测值亿kWh

表3　2015年春节前后20天电量预测值亿kWh

表4　电量预测误差分析

5　结论

春节期间江苏电网最大负荷和日电量曲线均呈现“V”字形状，先下降再回升，最大负荷和日电量的最低值一般出现在正月初二，偶尔出现在初一和初三。本文重点研究了春节假期的影响时长，从2008—2015年，春节假期的影响时长为24—35天不等，在后续的负荷和电量曲线拟合中分别取春节前后各20天作为拟合范围。经曲线拟合，春节期间的负荷和电量均为2个半段抛物线组成。用电量拟合曲线对2008—2013年春节期间共41天的日电量进行了模型验证，与实际比较，其总的日电量误差率均小于4%，达到了较高的精度，验证了模型的有效性。对2014、2015年的春节电量进行了预测，2014年误差率较小，仅为0.3%，2015年误差率相对较大，达到了5.7%，其原因主要是2015年经济形势下行压力大。

负荷和电量曲线拟合均是在周末数据平滑后进行的，在下一步的研究中，将对负荷和电量的“周末”效应进行深入分析，此外，还需进一步考虑当年的经济形势、气温降雨情况，对预测模型进行修正，将春节假期对负荷和电量的影响研究透彻，进一步提高春节假期期间最大负荷和日电量的预测精度。D

［1］ 姜勇.南京地区春节负荷特性分析及其预测方法［J］.电网技术，2003，27（5）：72-73.

［2］ 东明辰，杨同贺.冀南电网春节假日期间电力负荷预测方法［J］.华北电力技术，1997（2）：6-7.

［3］ 牛东晓，曹树华，赵磊，等.电力负荷预测技术及其应用［M］.北京：中国电力出版社，1998.

［4］ 叶常青，王炜.春节期间电网负荷特性分析［J］.农村电气化，2008（1）：8-9.

（本栏责任编辑袁飞管永丽）

AffectionstudyonloadandelectricityconsumptionofJiangsupowergridduringSpringFestival

YANG Jun⁃yi1，ZHOU Qi2，ZHAO Hong⁃da1，TAN Jian1
（1.Electricity and Economy Research Institute，Jiangsu Electric Power Company，Nanjing 210008，China；2.Jiangsu Electric Power Company，Nanjing 210024，China）

江苏电网春节期间的负荷特性和日电量曲线较平时有较大差异，准确而细致的分析以及预测工作对保障春节期间的电力供应具有十分重要的意义。通过对2008—2015年春节负荷和电量数据进行分析得出：最大负荷和日电量的最小值一般出现在正月初二，春节假期的影响天数约为24～35天。对负荷和电量分春节前和春节后2段分别进行建模，并且对建立的模型进行了误差分析，结果显示，2008—2014年春节期间共41天的累计用电量误差不超过4%。2015年，由于经济形势下行压力较大，导致春节期间企业开工不足，预测误差达到了5.7%。总体而言，该模型为春节期间的负荷和电量预测提供了参考。

春节假期；负荷预测；电量预测；江苏电网

The load characteristic and daily electricity con⁃sumption curve of Jiangsu power grid is quite different from usual during the Spring Festival.Accurate and detailed analysis and fore⁃casting is very important for the security of supply of electricity dur⁃ing the Spring Festival.Through analyzing the load and consumption data of the Spring Festival from 2008 to 2015，it shows that the mini⁃mum value of the maximum load and daily consumption data appears in the first two days of the Chinese New Year holiday，and the impact last about 24 to 35 days.The model of the load and consumption data are made before and after Chinese New Year holiday.Error analysis shows that the error of 41 days of cumulative electricity consumption are less that 4%from 2008 to 2014.In 2015，due to the economic sit⁃uation downward pressure，lead to many enterprises underemploy⁃ment during the Spring Festival.The prediction error is up to 5.7%. As a result，the model provides a good reference for the forecasting of load and consumption data during Spring Festival.

Spring Festival；load forecast；energy consump⁃tion forecast；Jiangsu power grid

TM714

B

2015-06-08；

2015-09-18

杨俊义（1987），男，江苏盐城人，研究生，工程师，研究方向为电力市场分析预测；周琪（1968），女，江苏南通人，研究生，高级工程师，研究方向为电网企业经营计划及市场预测分析；赵宏大（1980），男，辽宁沈阳人，研究生，高级工程师，研究方向为电网规划；谈健（1974），男，江苏常州人，研究生，高级工程师，研究方向为负荷预测。