崔立勃，張菁，袁森，程濤，尹志，趙晶

（1.國網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司，山東青島266001；2.國網(wǎng)山東煙臺(tái)市福山區(qū)供電公司，山東煙臺(tái)265500；3.國網(wǎng)山東省電力公司，濟(jì)南250061）

地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷特性規(guī)律統(tǒng)計(jì)與分析

崔立勃1，張菁2，袁森3，程濤1，尹志1，趙晶1

（1.國網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司，山東青島266001；2.國網(wǎng)山東煙臺(tái)市福山區(qū)供電公司，山東煙臺(tái)265500；3.國網(wǎng)山東省電力公司，濟(jì)南250061）

負(fù)荷特性分析對(duì)于電力企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理和電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行具有重要意義。根據(jù)對(duì)某地區(qū)電網(wǎng)2005—2012年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，利用調(diào)查數(shù)據(jù)分析法，對(duì)該地區(qū)的負(fù)荷及負(fù)荷特性進(jìn)行分析，將計(jì)算所得各個(gè)負(fù)荷特性指標(biāo)以圖表的形式展示，并結(jié)合該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況、氣候狀況等相關(guān)因素對(duì)圖表中各負(fù)荷特性指標(biāo)的形成原因及變化趨勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)剖析，總結(jié)了影響該地區(qū)負(fù)荷特性的因素。最后，結(jié)合該地區(qū)電網(wǎng)歷史負(fù)荷的負(fù)荷特性及未來經(jīng)濟(jì)的規(guī)劃，對(duì)于如何改善負(fù)荷特性提出了一些建議。

地區(qū)電網(wǎng)；負(fù)荷特性；統(tǒng)計(jì)方法

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和電力體制改革的進(jìn)一步深化，電力市場分析工作對(duì)電力企業(yè)的經(jīng)營和規(guī)劃發(fā)展越來越重要［1］。電力企業(yè)必須加強(qiáng)電力市場的分析預(yù)測，建立科學(xué)有效的市場分析預(yù)測管理體系，因此，準(zhǔn)確的電力負(fù)荷特性分析與負(fù)荷預(yù)測已成為電力企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營和計(jì)劃管理工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容［2-4］。同時(shí)，通過對(duì)區(qū)域負(fù)荷特性進(jìn)行深入分析，摸清該區(qū)域的負(fù)荷特性狀況，可以進(jìn)行有效的電力負(fù)荷調(diào)控，改善需求側(cè)的用電情況，使整個(gè)電網(wǎng)負(fù)荷更加平穩(wěn)，從而提高發(fā)電機(jī)組的安全性、可靠性，提高發(fā)輸配電設(shè)備的利用率，提高社會(huì)效益［5］。

許多電力工作者都對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷特性分析進(jìn)行過卓有成效的研究，這些研究成果對(duì)地區(qū)負(fù)荷特性分析有一定的借鑒意義，但也存在著一定的不足。文獻(xiàn)［6］分析了上海市安居小區(qū)的電力負(fù)荷特性，主要側(cè)重點(diǎn)為居民用電的情況，不能全面反映一個(gè)城市的綜合用電情況；文獻(xiàn)［7］分析了南京地區(qū)節(jié)假日的負(fù)荷特性情況，雖然對(duì)節(jié)假日的負(fù)荷分析和預(yù)測有一定的幫助，但對(duì)城市電力系統(tǒng)長期的規(guī)劃和發(fā)展意義并不大；文獻(xiàn)［8］主要針對(duì)華東電網(wǎng)的年負(fù)荷特性進(jìn)行了分析，但并未詳細(xì)分析月負(fù)荷特性和日負(fù)荷特性，無法全面立體地反映一個(gè)地區(qū)的負(fù)荷情況。

針對(duì)某地區(qū)電網(wǎng)2005—2012年的用電情況進(jìn)行了詳細(xì)地調(diào)查分析，依據(jù)“十一五”、“十二五”規(guī)劃中的負(fù)荷特性情況，在大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)該地區(qū)的年負(fù)荷特性、月負(fù)荷特性、典型日負(fù)荷特性和各產(chǎn)業(yè)負(fù)荷特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析，將該地區(qū)的負(fù)荷情況全面立體地展現(xiàn)出來。同時(shí)結(jié)合該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況、氣候狀況等相關(guān)因素對(duì)各負(fù)荷特性指標(biāo)的形成原因及變化趨勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)的剖析，總結(jié)了影響該地區(qū)負(fù)荷特性的因素，對(duì)如何改善負(fù)荷特性提出了建議。

1 年負(fù)荷特性分析

該地區(qū)2005—2012年的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表如表1所示。根據(jù)統(tǒng)計(jì)表的數(shù)據(jù)，繪出各負(fù)荷特性指標(biāo)的變化趨勢(shì)圖，從負(fù)荷特性指標(biāo)的變化趨勢(shì)圖出發(fā)，對(duì)該地區(qū)年負(fù)荷特性指標(biāo)中的統(tǒng)調(diào)最大負(fù)荷、峰谷差、最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)進(jìn)行分析。

1.1 統(tǒng)調(diào)最大負(fù)荷及增長率

該地區(qū)的年最大負(fù)荷及其增長率如圖1所示，其中，在“十一五”期間，統(tǒng)調(diào)最大負(fù)荷年均增長率為9.40%，2011年、2012年統(tǒng)調(diào)最大負(fù)荷年均增長率為5.94%，較“十一五”期間略有降低。

負(fù)荷增長率及電量增長率曲線變化規(guī)律基本一致，呈波浪型變化，其中，2005—2008年增長率逐年降低，2008—2010年增長率逐漸提升，2010—2012年又呈下降趨勢(shì)。對(duì)照經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律，負(fù)荷及電量增長率受經(jīng)濟(jì)影響較大，2008、2012年受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響，經(jīng)濟(jì)增長較慢從而導(dǎo)致負(fù)荷及電量增長率降低。

總體來看，大部分年份，該地區(qū)負(fù)荷增長率高于電量增長率，分析原因主要為第三產(chǎn)業(yè)用電負(fù)荷的增加及居民家用電器普及率的提高，最高負(fù)荷增長較快，負(fù)荷曲線波動(dòng)明顯從而導(dǎo)致負(fù)荷增長率高于電量增長率。2007、2008年經(jīng)濟(jì)形勢(shì)不好，最大負(fù)荷增長較慢，負(fù)荷增長率低于電量增長率。

圖1 統(tǒng)調(diào)最大負(fù)荷及增長率

1.2 峰谷差及年最大峰谷差率

該地區(qū)峰谷差及最大峰谷差率如圖2所示，可以看出，除2008年因受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響導(dǎo)致負(fù)荷曲線平緩?fù)猓溆嗄攴莘骞炔罹试鲩L趨勢(shì)，其主要原因?yàn)樵撌械谌a(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及居民取暖、制冷負(fù)荷的增加。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，服務(wù)行業(yè)、小工商業(yè)等負(fù)荷所占比重越來越大，夏季、冬季空調(diào)開停機(jī)造成峰谷差和峰谷差率都增加。

圖2 年峰谷差及峰谷差率

表1 某地區(qū)電網(wǎng)2005—2012年負(fù)荷特性統(tǒng)計(jì)

1.3 最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)

該地區(qū)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)如圖3所示，除2008年外，該地區(qū)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)總體上呈逐年遞減的趨勢(shì)。主要因?yàn)殡S著第三產(chǎn)業(yè)用電負(fù)荷的增加及居民家用電器普及率的提高，該地區(qū)最大負(fù)荷增長率高于電量增長率，從而導(dǎo)致最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)逐年降低。2008年因受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響，最大負(fù)荷增長較小，從而導(dǎo)致最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)突增。

圖3 最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)

2 月負(fù)荷特性分析

2.1 月平均日負(fù)荷率

該地區(qū)月平均日負(fù)荷率的變化趨勢(shì)如圖4所示，總體來看，“十一五”期間該地區(qū)月平均日負(fù)荷率為5—9月最高，10—11月為全年最低。在5—9月制冷負(fù)荷較大，用電緊張導(dǎo)致了月平均日負(fù)荷率上升。2010—2012年期間該地區(qū)月平均日負(fù)荷為5—9月最高，10—11月為全年最低。

圖4 月平均日負(fù)荷率

2.2 月最大峰谷差及峰谷差率

該地區(qū)月最大峰谷差如圖5所示。可以看出，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及居民生活水平的提高，月最大峰谷差波動(dòng)更加明顯，且呈逐年增長的趨勢(shì)。每年的夏季7、8月份，冬季12、1月份由于受制冷及取暖負(fù)荷的影響，月最大峰谷差明顯高于其余月份。

圖5 月最大峰谷差

3 典型日用電負(fù)荷特性分析

該地區(qū)四季負(fù)荷變化曲線如圖6~9所示，根據(jù)春季、夏季、秋季、冬季典型日負(fù)荷曲線，“十一五”期間和2010—2012年負(fù)荷數(shù)據(jù)可以得到以下結(jié)論。

1）“十一五”以來，四季負(fù)荷呈逐年增長的趨勢(shì)，負(fù)荷曲線波動(dòng)更加明顯，峰谷差逐年增大。夏季負(fù)荷曲線出現(xiàn)3個(gè)峰，包括早高峰10—11時(shí)、午高峰14—15時(shí)、及晚高峰18—19時(shí)；春、秋、冬季波動(dòng)規(guī)律基本一致，出現(xiàn)2個(gè)峰，包括早高峰10—11時(shí)、及晚高峰18—19時(shí)。

2）夏、冬季節(jié)因受制冷和取暖負(fù)荷的影響，最大負(fù)荷高于春、秋兩季。

3）因春、秋季節(jié)的負(fù)荷較夏、冬季節(jié)更均衡一些，因此春秋季節(jié)的負(fù)荷率、日最小負(fù)荷率高于夏冬兩季。四季負(fù)荷率逐年變化趨勢(shì)基本一致，呈波動(dòng)上升的趨勢(shì)。

圖6 春季負(fù)荷變化曲線

圖7 夏季負(fù)荷變化曲線

圖8 秋季負(fù)荷變化曲線

圖9 冬季負(fù)荷變化曲線

4 分行業(yè)用電負(fù)荷特性分析

4.1 第一產(chǎn)業(yè)

該地區(qū)2012年典型日第一產(chǎn)業(yè)的負(fù)荷曲線如圖10所示，分析該圖，可以得出該地區(qū)第一產(chǎn)業(yè)的負(fù)荷特點(diǎn)。

荷曲線及日最大負(fù)荷。四季負(fù)荷呈逐年增長的趨勢(shì)，夏、秋季最大負(fù)荷明顯高于其他季節(jié)，負(fù)荷曲線波動(dòng)更加明顯，冬季典型日最大負(fù)荷最低；分析原因主要為秋季受糧食收獲及農(nóng)業(yè)灌溉影響，負(fù)荷波動(dòng)較大，夏季雨水充足，農(nóng)業(yè)用電量較少。

日負(fù)荷率、日最小負(fù)荷率。第一產(chǎn)業(yè)四季負(fù)荷率從大到小排序?yàn)椋合摹⒍?、春、秋，最小?fù)荷率變化規(guī)律同負(fù)荷率，四季負(fù)荷率及最小負(fù)荷率逐年增大。

日峰谷差。四季日峰谷差從大到小排序?yàn)椋合?、秋、春、冬，隨著該地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，第一產(chǎn)業(yè)用電逐年增長，日峰谷差呈逐年增長的趨勢(shì)。

圖10 第一產(chǎn)業(yè)典型日負(fù)荷變化曲線

4.2 第二產(chǎn)業(yè)

該地區(qū)第二產(chǎn)業(yè)2010年典型日負(fù)荷曲線如圖11所示，結(jié)合圖可以得出以下負(fù)荷特點(diǎn)。

負(fù)荷曲線及最大負(fù)荷。該地區(qū)第二產(chǎn)業(yè)四季典型日負(fù)荷曲線波動(dòng)基本一致，冬、夏季節(jié)因受取暖和制冷負(fù)荷的影響，日最大負(fù)荷高于春、秋季節(jié)。

日峰谷差。第二產(chǎn)業(yè)因其特殊的生產(chǎn)特點(diǎn)，且供電可靠性要求較高，由于生產(chǎn)的連續(xù)性和不間斷性，第二行業(yè)用電特性較為平穩(wěn)，日峰谷差率較其余行業(yè)較低，夏、冬季節(jié)因取暖和制冷負(fù)荷影響略高于春、秋兩季。

4.3 第三產(chǎn)業(yè)

該地區(qū)第三產(chǎn)業(yè)典型日的負(fù)荷變化曲線如圖12所示?？梢钥闯?，第三產(chǎn)業(yè)用電特性受季節(jié)性影響較強(qiáng)，由于夏冬季節(jié)因受制冷和采暖負(fù)荷的影響，負(fù)荷水平高于春秋季節(jié)，一般會(huì)出現(xiàn)早、中、晚3個(gè)高峰，早高峰出現(xiàn)在09—10時(shí)，午高峰出現(xiàn)在13—14時(shí)，晚高峰出現(xiàn)在19—20時(shí)，全天最高負(fù)荷出現(xiàn)在晚高峰?？傮w來看，第三產(chǎn)業(yè)負(fù)荷有以下兩個(gè)特點(diǎn)。

圖11 第二產(chǎn)業(yè)典型日負(fù)荷變化曲線

季節(jié)性變化。第三產(chǎn)業(yè)負(fù)荷中空調(diào)負(fù)荷所占比例較大，整體負(fù)荷特性表現(xiàn)出很強(qiáng)的季節(jié)性和時(shí)間性，而這種變化主要受越來越普及的空調(diào)、電梯等設(shè)備影響。

第三產(chǎn)業(yè)負(fù)荷特性表現(xiàn)在高峰時(shí)段負(fù)荷較高，低谷時(shí)段負(fù)荷很低，峰谷差極大，負(fù)荷率極低。

圖12 第三產(chǎn)業(yè)典型日負(fù)荷變化曲線

4.4 居民生活

圖13 居民生活用電典型日負(fù)荷變化曲線

該地區(qū)2010年典型日負(fù)荷變化曲線如圖13所示，居民生活用電主要呈現(xiàn)如下幾個(gè)特點(diǎn)。

居民生活用電量及負(fù)荷呈逐年增長的趨勢(shì)，負(fù)荷曲線波動(dòng)規(guī)律基本一致。

夏季、冬季因受制冷和取暖負(fù)荷的影響，典型日負(fù)荷高于春秋兩季。

居民生活用電負(fù)荷波動(dòng)情況受居民作息時(shí)間之間影響，呈現(xiàn)早中晚3個(gè)高峰，早高峰出現(xiàn)在07—08時(shí)，午高峰出現(xiàn)在11時(shí)左右，晚高峰也是一天的負(fù)荷最高峰，出現(xiàn)在18—20時(shí)。

隨著城鎮(zhèn)居民收入水平的提高，居民家用電器普及率逐年增加，居民生活用電負(fù)荷呈逐年增長的趨勢(shì)，日峰谷差逐年增大。

5 影響用電負(fù)荷及特性變化的因素分析

結(jié)合上述分析，可以得出影響該地區(qū)2005—2012年用電負(fù)荷及特性變化的因素主要有以下幾個(gè)方面。

經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整?！笆晃濉币詠恚摰貐^(qū)的第三產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)總量中的占比不斷上升，由2005年的41.6%上升到2012年的49%。由于第三產(chǎn)業(yè)特有的負(fù)荷特性，導(dǎo)致了該地區(qū)統(tǒng)調(diào)用電最大負(fù)荷增速一直高于用電量的增速，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及年負(fù)荷率等指標(biāo)呈下降趨勢(shì)，峰谷差呈增大趨勢(shì)。

居民生活水平的提高和生活方式的改變?！笆晃濉币詠恚用竦纳钏接辛撕艽蟮奶岣?，生活水平的提高帶動(dòng)了城鎮(zhèn)居民家用電器擁有量的增長，居民的生活用電呈逐年增長的趨勢(shì)。居民用電的特點(diǎn)主要是日變化較大，日負(fù)荷率較低。所以日益增加的家用電器會(huì)進(jìn)一步增加峰谷差，降低負(fù)荷率。

節(jié)能和用電需求側(cè)管理措施。該地區(qū)供電公司執(zhí)行峰谷分時(shí)電價(jià)，這對(duì)重點(diǎn)用戶及大電量用戶影響較大，這些用戶會(huì)避峰用電，有利于電網(wǎng)的削峰填谷。陸續(xù)普及的蓄熱電鍋爐、電動(dòng)汽車都能利用夜間的低谷電，平衡峰谷負(fù)荷。同時(shí)，節(jié)能燈的普及也有利于降低最大負(fù)荷，提高負(fù)荷率。

氣候氣溫的變化。該地區(qū)制冷空調(diào)及取暖負(fù)荷成逐年增長的趨勢(shì)，這會(huì)增加夏冬兩季的最大負(fù)荷，同時(shí)制冷和取暖負(fù)荷受溫度影響比較大，波動(dòng)比較明顯，又使得夏冬兩季的負(fù)荷峰谷差加大。

6 結(jié)語

在地方政府和電力部門之間建立起暢通的信息交流渠道，電力部門及時(shí)掌握市政規(guī)劃、園區(qū)建設(shè)等規(guī)劃項(xiàng)目，以便更準(zhǔn)確、及時(shí)地預(yù)測電力市場變化。

隨著電力市場的變化，及時(shí)對(duì)負(fù)荷預(yù)測進(jìn)行調(diào)整，以保證電網(wǎng)規(guī)劃的適應(yīng)性。

建議隨著國家節(jié)能降耗工作的逐步深入，淘汰部分能耗高、污染重的企業(yè)，要利用當(dāng)前工業(yè)產(chǎn)品需求量不大、經(jīng)濟(jì)還未完全復(fù)蘇的有利時(shí)機(jī)積極進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，通過加強(qiáng)技術(shù)改造，推進(jìn)產(chǎn)品深加工，逐步增加產(chǎn)品技術(shù)含量，優(yōu)化用電結(jié)構(gòu)，促進(jìn)電網(wǎng)用電負(fù)荷的穩(wěn)定增長和可持續(xù)發(fā)展。

加強(qiáng)需求側(cè)管理，引導(dǎo)電力用戶加強(qiáng)節(jié)能意識(shí)，抑制電網(wǎng)峰谷差逐步加大的勢(shì)頭，提高電能利用效率，改善電網(wǎng)負(fù)荷特性。

更積極深入地開展研究電力系統(tǒng)負(fù)荷特性，國內(nèi)外的成功經(jīng)驗(yàn)表明，持續(xù)不斷地開展對(duì)各類用戶深入的典型調(diào)查，獲得第一手資料，對(duì)電力系統(tǒng)規(guī)劃以及需求側(cè)管理、制定多種、多級(jí)電價(jià)制度等均有重要價(jià)值和實(shí)際意義，因此要使研究工作常態(tài)化，持之以恒。

［1］趙希正.中國電力負(fù)荷特性分析與預(yù)測［M］.北京：中國電力出版社，2002.

［2］陳德裕.在我國電力工業(yè)中推進(jìn)社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的幾點(diǎn)建議［J］.中國電力，1999，32（3）：1-2，6.

［3］張文泉，高玉君.電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的建立與發(fā)展［J］.電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2004，16（3）：4-7.

［4］馮濤.大連市電力負(fù)荷及負(fù)荷特性分析［J］.東北電力技術(shù)，2004（9）：50-52.

［5］辛剛，韓德順，張健.山東電網(wǎng)負(fù)荷特性分析［J］.山東電力技術(shù)，2009（1）：7-10，40.

［6］高榮，徐迅，周江昕，等.上海市安居小區(qū)電力負(fù)荷特性分析［J］.華東電力，2012，40（6）：1 064-1 066.

［7］姜勇.南京地區(qū)春節(jié)負(fù)荷特性分析及其預(yù)測方法［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2003，27（5）：72-74.

［8］楊宗麟.華東電網(wǎng)負(fù)荷特性分析預(yù)測［J］.華東電力，2008，36（5）：50-52.

Statistics and Analysis on the Load Characteristics of a Region Power Gird

CUI Libo1，ZHANG Jing2，YUAN Sen3，CHENG Tao1，YIN Zhi1，ZHAO Jing1
（1.State Grid Qingdao Power Supply Company，Qingdao 260001，China；2.State Grid Yantai Fushan Power Supply Company，Yantai 265500，China；3.State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250061，China）

Power load characteristic analysis is very important for the management of power enterprises and the reliability of power grid.The load characteristics are analyzed based on statistical data of a region in 2005-2012.The power load characteristics are shown by chart，and through the chart，the cause and tendency of the load characteristics are analyzed combined with study of economic development and climatic conditions.Then factors which affect the load characteristics are summarized.At last，on basis of this region’s historical load characteristics and future economic planning，some suggestions to improve the load power characteristics are put forward.

regional power grid；load characteristics；statistical method

TM714

A

1007－9904（2015）02－0022－05

2014-09-02

崔力勃（1969），男，工程師，從事電網(wǎng)規(guī)劃、負(fù)荷預(yù)測、業(yè)擴(kuò)報(bào)裝、電網(wǎng)運(yùn)行等工作；

張菁（1982），女，助理工程師，從事負(fù)荷預(yù)測、企業(yè)管理等工作；

袁森（1978），男，高級(jí)工程師，從事調(diào)度計(jì)劃、負(fù)荷預(yù)測、調(diào)度運(yùn)行等工作；

程濤（1981），男，工程師，從事負(fù)荷預(yù)測、電網(wǎng)規(guī)劃等工作；

尹志（1986），男，工程師，從事負(fù)荷預(yù)測、電網(wǎng)規(guī)劃、變電二次設(shè)計(jì)等工作；

趙晶（1985），女，工程師，從事電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)等工作。