程改紅，朱慶春，白先紅，康 義，李 凌

（1.中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán) 中南電力設(shè)計(jì)院，武漢 430071；2.廣西電網(wǎng)公司，南寧 530023）

廣西電網(wǎng)位于云南、貴州2個(gè)能源產(chǎn)出大省與用電負(fù)荷集中的廣東省之間，是南方電網(wǎng)“西電東送”的電源補(bǔ)充基地和重要組成部分。目前廣西電能資源開(kāi)發(fā)殆盡，隨著自治區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展及電力需求的高速增長(zhǎng)，未來(lái)5～10年廣西電網(wǎng)將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槟戏诫娋W(wǎng)另一個(gè)重要受端電網(wǎng)，云南及境外水電送入容量將大幅增長(zhǎng)。在廣西區(qū)內(nèi)建設(shè)核電、接受外區(qū)水電送入的新形勢(shì)下，廣西負(fù)荷特性的研究對(duì)區(qū)內(nèi)調(diào)峰電源規(guī)劃、電網(wǎng)安全運(yùn)行等具有重要意義。

目前廣西存在多家供電主體，供電管理體制較為復(fù)雜，除廣西電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)主電網(wǎng)外，還存在多個(gè)企業(yè)經(jīng)營(yíng)區(qū)域性電網(wǎng)及企業(yè)自備電廠等。其中，由廣西電網(wǎng)公司及其分、子公司供應(yīng)電力的負(fù)荷及統(tǒng)一調(diào)度的電源為統(tǒng)調(diào)負(fù)荷和統(tǒng)調(diào)電源，其余由非統(tǒng)調(diào)電源供電的負(fù)荷均為非統(tǒng)調(diào)負(fù)荷。目前廣西境內(nèi)的非統(tǒng)調(diào)電源較多，在區(qū)內(nèi)的裝機(jī)比重達(dá)到22%左右。受比重較大的非統(tǒng)調(diào)負(fù)荷特性的影響，統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)負(fù)荷特性與全社會(huì)負(fù)荷特性存在較大差別。

隨著未來(lái)非統(tǒng)調(diào)電源比重的下降，非統(tǒng)調(diào)負(fù)荷在電網(wǎng)中的地位和作用、對(duì)統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)負(fù)荷特性的影響作用將發(fā)生變化，使統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)負(fù)荷特性更接近于全社會(huì)負(fù)荷特性。為給未來(lái)電網(wǎng)運(yùn)行、調(diào)峰研究、電源規(guī)劃等提供可靠依據(jù)，以全社會(huì)口徑研究預(yù)測(cè)廣西全區(qū)的用電負(fù)荷特性非常重要。由于技術(shù)和管理體制等方面的原因，目前僅統(tǒng)計(jì)到統(tǒng)調(diào)口徑的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，難以完整反映全社會(huì)用電負(fù)荷特性，在很大程度上加大了負(fù)荷特性預(yù)測(cè)的難度[1]。

1 歷史負(fù)荷特性分析

由于廣西全社會(huì)口徑的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)較為缺乏，本文采取如下方法對(duì)全社會(huì)歷史負(fù)荷特性進(jìn)行擬合分析：

（1）分別對(duì)統(tǒng)調(diào)負(fù)荷和非統(tǒng)調(diào)負(fù)荷的用電特性進(jìn)行分析，在統(tǒng)調(diào)負(fù)荷特性曲線的基礎(chǔ)上疊加非統(tǒng)調(diào)部分，得到全社會(huì)負(fù)荷特性曲線。

（2）統(tǒng)調(diào)負(fù)荷特性的分析主要基于歷年統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)的8 760 h負(fù)荷曲線。

（3）非統(tǒng)調(diào)負(fù)荷特性主要結(jié)合向其供電的非統(tǒng)調(diào)電源出力特性進(jìn)行擬合。根據(jù)非統(tǒng)調(diào)電源的構(gòu)成，將非統(tǒng)調(diào)負(fù)荷分為3類(lèi)：非統(tǒng)調(diào)小水電、糖廠自備機(jī)組和其它企業(yè)自備機(jī)組供電負(fù)荷。通過(guò)對(duì)各類(lèi)型非統(tǒng)調(diào)電源出力特性的分析，經(jīng)疊加得到非統(tǒng)調(diào)負(fù)荷曲線。

1.1 統(tǒng)調(diào)歷史負(fù)荷特性分析

1.1.1 年負(fù)荷曲線

2000—2009年廣西電網(wǎng)各年最大負(fù)荷（負(fù)荷標(biāo)幺值，即逐月最大負(fù)荷與當(dāng)年最大負(fù)荷比值，下同）曲線見(jiàn)圖1所示。廣西地處亞熱帶氣候區(qū)，夏季降溫負(fù)荷普遍高于冬季取暖負(fù)荷，但過(guò)去10年間存在統(tǒng)調(diào)最大負(fù)荷在冬季出現(xiàn)的情況。分析全年統(tǒng)調(diào)最大負(fù)荷出現(xiàn)在冬季的主要原因有：①非統(tǒng)調(diào)電源的影響。非統(tǒng)調(diào)小水電豐期出力大、枯期出力小導(dǎo)致統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)枯期供電負(fù)荷加大；②年內(nèi)負(fù)荷的自然增長(zhǎng)。如：2008年世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)后，在一系列促進(jìn)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)措施作用下，2009年下半年廣西工業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)一定程度恢復(fù)，用電形勢(shì)的積極變化使年內(nèi)最大負(fù)荷可能出現(xiàn)在12月份；③工業(yè)企業(yè)年底趕工的影響。

圖1 2000—2009年廣西統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)年負(fù)荷標(biāo)幺值曲線

與“十五”期間相比，“十一五”期間各年統(tǒng)調(diào)負(fù)荷的季不均衡系數(shù)總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，為0.82～0.91左右。其中，2008年受金融危機(jī)導(dǎo)致用電增速明顯降低影響，季不均衡系數(shù)最高，在0.91左右。2006年季不均衡系數(shù)也相對(duì)較高，約0.89，主要是拉閘限電措施所致。

1.1.2 日負(fù)荷曲線

取日負(fù)荷率、日最小負(fù)荷率最接近于月平均值的工作日為典型日，統(tǒng)計(jì)的廣西電網(wǎng)2000—2009年夏季和冬季典型日負(fù)荷（標(biāo)幺值，即各時(shí)刻負(fù)荷與當(dāng)日最大負(fù)荷比值，下同）曲線分別見(jiàn)圖2、圖3所示。

各年典型日負(fù)荷曲線形狀基本相似，夏季日最高負(fù)荷發(fā)生在19:00～21:00，上午11:00左右出現(xiàn)用電次高峰；冬季日最高負(fù)荷發(fā)生時(shí)間較夏季略有提前，約18:00～20:00，亦在11:00左右出現(xiàn)用電次高峰。夏、冬季日最低負(fù)荷均出現(xiàn)在凌晨3:00～5:00。

圖2 2000—2009年廣西統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)夏季典型日負(fù)荷標(biāo)幺值曲線

圖3 2000—2009年廣西統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)冬季典型日負(fù)荷標(biāo)幺值曲線

1.2 非統(tǒng)調(diào)電源裝機(jī)及出力特性

近幾年廣西非統(tǒng)調(diào)電源裝機(jī)容量有一定增長(zhǎng)，但在區(qū)內(nèi)比重呈逐年下降趨勢(shì)，由2000年的34%下降至2009年的22%。從非統(tǒng)調(diào)電源結(jié)構(gòu)看，小水電裝機(jī)比重在60%～67%，非統(tǒng)調(diào)火電比重約35%。非統(tǒng)調(diào)火電中，以糖廠自備機(jī)組的裝機(jī)容量較大，占50%～65%。2000—2009年廣西非統(tǒng)調(diào)電源裝機(jī)比重情況如圖4所示[2]。

圖4 2000—2009年廣西非統(tǒng)調(diào)電源裝機(jī)比重

廣西非統(tǒng)調(diào)小水電多為徑流式水電站，調(diào)節(jié)性能較差，豐水期出力遠(yuǎn)大于枯水期。圖5為非統(tǒng)調(diào)小水電的典型年出力曲線（標(biāo)幺值，即逐月平均出力與裝機(jī)容量比值，下同）。受豐期水電出力受阻、枯期出力大幅下降等因素影響，非統(tǒng)調(diào)小水電全年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)僅2 650 h左右。

圖5 廣西非統(tǒng)調(diào)小水電年出力標(biāo)幺值曲線

非統(tǒng)調(diào)火電中，由于榨糖負(fù)荷具有明顯的季節(jié)性，糖廠自備機(jī)組一般在11月至次年3月發(fā)電，其余時(shí)間基本不供電，年出力曲線與小水電具有一定互補(bǔ)性，年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)在2 500 h左右。糖廠自備機(jī)組典型年出力曲線如圖6所示。其它企業(yè)自備機(jī)組供電負(fù)荷大多為鋼鐵、冶煉和造紙等連續(xù)性生產(chǎn)負(fù)荷，年出力曲線較為平坦。

1.3 全社會(huì)歷史負(fù)荷特性分析

1.3.1 年負(fù)荷曲線

在廣西統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)供電年負(fù)荷特性的基礎(chǔ)上，疊加非統(tǒng)調(diào)電源出力曲線對(duì)廣西全社會(huì)年負(fù)荷特性進(jìn)行擬合，擬合后2000—2009年全社會(huì)年負(fù)荷標(biāo)幺值見(jiàn)表1。

圖6 糖廠自備機(jī)組典型年出力標(biāo)幺值曲線

對(duì)比歷年廣西統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)及全社會(huì)年負(fù)荷曲線，受區(qū)內(nèi)非統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)負(fù)荷特性的影響，全社會(huì)年負(fù)荷曲線的豐期負(fù)荷水平普遍高于統(tǒng)調(diào)負(fù)荷曲線。以2007年為例，廣西統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)與全社會(huì)年負(fù)荷曲線的對(duì)比情況如圖7所示。

圖7 2007年廣西統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)及全社會(huì)年負(fù)荷標(biāo)幺值曲線

廣西歷年全社會(huì)最大負(fù)荷大多在夏季出現(xiàn)，而其中2009年最大負(fù)荷出現(xiàn)在冬季，主要是由國(guó)際金融危機(jī)影響后工業(yè)經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)引起。2006年、2007年全年最大負(fù)荷出現(xiàn)在冬季，但夏季8月份左右負(fù)荷水平仍較高，為全年次高峰。

表1 廣西2000—2009年全社會(huì)年負(fù)荷標(biāo)幺值

2000—2009年各年的季不均衡系數(shù)相差較大，在0.86～0.95左右。前3年季不均衡系數(shù)較高，約0.93～0.95。2003年及以后，除2006年和2008年外，其余年份的季不均衡系數(shù)均低于0.9。受金融危機(jī)影響，2008年季不均衡系數(shù)在0.94左右；2006年季不均衡系數(shù)較高的可能原因是月最大負(fù)荷日采取了拉閘限電措施。受金融危機(jī)影響，2009年全區(qū)用電負(fù)荷水平呈現(xiàn)前低后高趨勢(shì)，導(dǎo)致年內(nèi)負(fù)荷水平的不平衡和季不均衡系數(shù)的降低，季不均衡系數(shù)為歷年最低。

綜合分析廣西歷年全社會(huì)年負(fù)荷曲線情況，由于廣西總體負(fù)荷水平相對(duì)較低，且第二產(chǎn)業(yè)用電比重高，不確定因素或個(gè)別大用戶突發(fā)事件的發(fā)生都會(huì)對(duì)全區(qū)當(dāng)年的負(fù)荷特性產(chǎn)生一定影響，各年年負(fù)荷特性的規(guī)律性不強(qiáng)。

1.3.2 日負(fù)荷曲線

廣西非統(tǒng)調(diào)電源的日出力曲線相對(duì)較為平坦：①非統(tǒng)調(diào)小水電調(diào)節(jié)性能較差，一般按來(lái)水流量發(fā)電，一日24 h內(nèi)多均勻發(fā)電；②糖廠負(fù)荷和企業(yè)自備機(jī)組也多為日連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行，因此，非統(tǒng)調(diào)電源供電負(fù)荷的日負(fù)荷特性指標(biāo)相對(duì)較高，相應(yīng)地全社會(huì)日負(fù)荷特性指標(biāo)較統(tǒng)調(diào)負(fù)荷有所提高。但由于非統(tǒng)調(diào)電源比重及出力率均較低，對(duì)統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)日負(fù)荷特性的提高作用應(yīng)不明顯。考慮今后非統(tǒng)調(diào)電源裝機(jī)比重將逐年降低，且為電網(wǎng)運(yùn)行留有裕度，廣西全社會(huì)日負(fù)荷曲線可直接參考統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)日負(fù)荷曲線。

2 “十二五”期間負(fù)荷特性預(yù)測(cè)

2.1 主要影響因素分析

（1）經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整影響

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，第三產(chǎn)業(yè)比重的加大將引起負(fù)荷率水平下降，峰谷差拉大。同時(shí)，人民生活水平提高，空調(diào)等高耗電家用電器增加，引起負(fù)荷率水平趨于下降，增大系統(tǒng)峰谷差。當(dāng)家用電器普及到一定程度時(shí)，其對(duì)負(fù)荷率的影響程度將有所降低。盡管廣西目前工業(yè)發(fā)展仍相對(duì)落后，但由于區(qū)內(nèi)電解鋁等高耗能企業(yè)較多，工業(yè)用電在全社會(huì)用電中占相當(dāng)比重，促使當(dāng)?shù)刎?fù)荷率處于相對(duì)較高水平。

（2）電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化影響

廣西第二產(chǎn)業(yè)用電比重遠(yuǎn)大于其它產(chǎn)業(yè)及居民生活用電，對(duì)全社會(huì)負(fù)荷特性有主要影響。第二產(chǎn)業(yè)偏于連續(xù)性的用電特點(diǎn)在一定程度上提高了廣西負(fù)荷的季不均衡系數(shù)及日負(fù)荷特性指標(biāo)。目前廣西處于工業(yè)化加速發(fā)展期，未來(lái)第二產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值比重將進(jìn)一步增大，但由于其用電比重已相對(duì)較高，隨著國(guó)家節(jié)能降耗措施的大力實(shí)施及第三產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，預(yù)計(jì)后期廣西第二產(chǎn)業(yè)用電比重增速將放緩，但仍維持在較高水平，對(duì)廣西負(fù)荷特性起主導(dǎo)作用。

（3）電網(wǎng)拉閘限電措施影響

拉閘限電措施通常在高峰時(shí)段進(jìn)行，可能導(dǎo)致負(fù)荷特性指標(biāo)的上升?！笆濉焙笃诩啊笆晃濉鼻?年，廣西電網(wǎng)均采取了拉閘限電措施解決缺電問(wèn)題，對(duì)正常的負(fù)荷特性有一定影響。未來(lái)通過(guò)合理電源規(guī)劃，積極應(yīng)用電網(wǎng)抗災(zāi)保障措施，提高電網(wǎng)供電能力，可避免對(duì)負(fù)荷特性的人為影響。

（4）電力需求側(cè)管理措施影響

通過(guò)實(shí)施峰谷電價(jià)、推廣蓄能用電設(shè)備等電力需求側(cè)管理措施，可對(duì)負(fù)荷特性的改善起到一定積極作用[3]。廣西水電比重較大，為充分利用豐水期富余電力電量，全區(qū)實(shí)行豐枯電價(jià)措施，對(duì)當(dāng)?shù)啬曦?fù)荷特性有一定影響。同時(shí)，為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和結(jié)構(gòu)調(diào)整，對(duì)工業(yè)電價(jià)體系的調(diào)整也會(huì)對(duì)全區(qū)用電特性產(chǎn)生一定影響。

2.2 全社會(huì)負(fù)荷特性預(yù)測(cè)

2.2.1 年負(fù)荷特性

綜合負(fù)荷特性的影響因素分析，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)的影響最大。從未實(shí)施拉閘限電措施的2007—2009年用電情況看，2008、2009年負(fù)荷特性受經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響過(guò)大，不能反映廣西正常的全社會(huì)年負(fù)荷特性，2007年負(fù)荷特性較能代表“十一五”期間的正常情況。因此，以2007年負(fù)荷曲線為基礎(chǔ)，結(jié)合廣西未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)和用電結(jié)構(gòu)等發(fā)展趨勢(shì)，修正得出廣西“十二五”期間全社會(huì)年負(fù)荷曲線。預(yù)計(jì)“十二五”期間廣西全社會(huì)負(fù)荷的季不均衡系數(shù)在0.9左右，年負(fù)荷曲線呈右上傾斜的“W”形狀，以8月、12月的負(fù)荷水平最高，2月份負(fù)荷水平最低，見(jiàn)圖8所示。

圖8 廣西“十二五”全社會(huì)年負(fù)荷標(biāo)幺值曲線預(yù)測(cè)

2.2.2 日負(fù)荷特性

結(jié)合目前廣西經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)和居民生活水平，預(yù)測(cè)未來(lái)廣西日負(fù)荷特性指標(biāo)將有略微上升。

從歷史日負(fù)荷曲線看，廣西近幾年日負(fù)荷特性及曲線形狀變化不大?；跉v史數(shù)據(jù)，用指數(shù)平滑法對(duì)未來(lái)日負(fù)荷特性指標(biāo)進(jìn)行外推預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)廣西“十二五”期間夏季日負(fù)荷特性指標(biāo)γ、β分別為0.85和0.70左右，冬季γ、β分別為0.81和0.67左右。“十二五”期間廣西典型日負(fù)荷特性曲線基本維持目前形狀，見(jiàn)圖9所示。

圖9 廣西“十二五”期間全社會(huì)典型日負(fù)荷標(biāo)幺值曲線預(yù)測(cè)

2.3 與廣東省負(fù)荷特性對(duì)比[4]

廣西東部和廣東省毗鄰，氣候條件相近，且是珠三角地區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的主要地區(qū)之一，因此未來(lái)廣西年負(fù)荷特性可能與廣東省歷史負(fù)荷特性有一定可比性。2個(gè)省區(qū)的全社會(huì)年負(fù)荷曲線對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖10所示?？梢钥闯?，由于廣東位于廣西東部，全年氣溫普遍較高，且受經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平影響，廣東省夏季降溫負(fù)荷明顯高于廣西，因此整體年負(fù)荷曲線呈夏高冬低特點(diǎn)，且夏、冬負(fù)荷水平差距明顯大于廣西。廣西年負(fù)荷曲線中呈現(xiàn)冬季次高峰的特點(diǎn)，主要是受區(qū)內(nèi)西部和北部地區(qū)氣溫較低、工業(yè)企業(yè)年底趕工等因素影響所致。

3 結(jié)論及建議

圖10 廣西、廣東全社會(huì)年負(fù)荷標(biāo)幺值曲線對(duì)比

（1）隨著廣西非統(tǒng)調(diào)電源比重的降低，未來(lái)非統(tǒng)調(diào)負(fù)荷對(duì)統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)負(fù)荷特性的影響有所降低，統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)負(fù)荷特性將逐漸接近全社會(huì)負(fù)荷特性。

（2）結(jié)合歷史負(fù)荷特性及主要影響因素分析，預(yù)測(cè)“十二五”期間廣西全社會(huì)年負(fù)荷曲線的季不均衡系數(shù)在0.9左右，全年仍出現(xiàn)8月和12月2個(gè)用電高峰。

（3）以日負(fù)荷特性最接近月平均值的工作日為典型日，預(yù)測(cè)“十二五”期間廣西夏、冬季典型日最小負(fù)荷率分別在0.70和0.67左右。

（4）廣西自治區(qū)供電管理體制復(fù)雜，對(duì)歷史非統(tǒng)調(diào)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)不全，使對(duì)廣西全區(qū)歷史用電情況的準(zhǔn)確分析存在一定困難。建議后期加強(qiáng)歸口管理，并深入開(kāi)展典型行業(yè)的負(fù)荷特性調(diào)研工作，提高負(fù)荷特性預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和電網(wǎng)供電調(diào)度能力。

[1]趙希正,周小謙,姜紹俊,等.中國(guó)電力負(fù)荷特性分析與預(yù)測(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2002.

[2]中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院,廣西電力工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院.廣西“十二五”電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)[Z].2011.

[3]趙靜.試論需求側(cè)管理措施對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷特性的影響[J].電力技術(shù)經(jīng)濟(jì),2005,17(4)：1-3.

[4]廣東省電力設(shè)計(jì)研究院.廣東電力工業(yè)發(fā)展“十二五”及中長(zhǎng)期規(guī)劃研究[Z].2009.