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        夏季電網(wǎng)最大負(fù)荷與氣溫的相關(guān)性分析

        2017-12-28 07:40:20楊思琪
        中國(guó)設(shè)備工程 2017年24期
        關(guān)鍵詞:宜昌氣溫用電

        楊思琪

        (湖北省宜昌市夷陵中學(xué)1608班,湖北 宜昌 443005)

        夏季電網(wǎng)最大負(fù)荷與氣溫的相關(guān)性分析

        楊思琪

        (湖北省宜昌市夷陵中學(xué)1608班,湖北 宜昌 443005)

        本文通過(guò)對(duì)宜昌電網(wǎng)夏季負(fù)荷和溫度之間的相關(guān)性,分析二者之間的內(nèi)在聯(lián)系,從而進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和掌握電網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu),更好地了解電網(wǎng)負(fù)荷特性、更加有針對(duì)性的預(yù)測(cè)夏季電網(wǎng)負(fù)荷走勢(shì),為電力運(yùn)行管理提供理論參考。

        空調(diào)負(fù)荷;負(fù)荷特性;運(yùn)行管理

        通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析宜昌電網(wǎng)近年來(lái)的電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù),得出氣溫是影響電網(wǎng)負(fù)荷變化的最大因素。本文擬在探索溫度與電網(wǎng)最大負(fù)荷之間的關(guān)系,建立數(shù)學(xué)模型,較準(zhǔn)確預(yù)測(cè)高溫大負(fù)荷時(shí)段電網(wǎng)負(fù)荷的走勢(shì),幫助電力企業(yè)根據(jù)天氣和用電負(fù)荷特性安排好電力生產(chǎn),做好電力電量平衡,為社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

        1 分析相關(guān)性的方法

        為了準(zhǔn)確地確定出氣溫對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷的影響,就需要對(duì)兩者的關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行分析,其主要分為兩部分,即系統(tǒng)基礎(chǔ)負(fù)荷與溫度敏感負(fù)荷。系統(tǒng)基礎(chǔ)負(fù)荷為工業(yè)負(fù)荷與城鄉(xiāng)基本用電負(fù)荷,不受季節(jié)天氣影響;溫度敏感負(fù)荷為降溫和采暖負(fù)荷,這一部分負(fù)荷受季節(jié)天氣影響較大。相關(guān)性分析主要用來(lái)對(duì)溫度敏感負(fù)荷進(jìn)行描述。在對(duì)電網(wǎng)最大負(fù)荷以及氣溫之間的關(guān)系進(jìn)行描述時(shí),將其分別用X、Y、T來(lái)進(jìn)行表示,三者的相關(guān)系數(shù)使用b來(lái)表示,則其具體的計(jì)算如下所示:

        Y=A+b(X-T)

        Y為最大負(fù)荷,A為溫度不敏感負(fù)荷(常數(shù)),b為溫度敏感系數(shù)(常量),X為當(dāng)日最高氣溫,T為當(dāng)日最低氣溫;b(X-T)構(gòu)成了溫度敏感負(fù)荷。經(jīng)過(guò)計(jì)算之后,對(duì)b的結(jié)果進(jìn)行分析,其計(jì)算值為正數(shù),則表明兩者呈正相關(guān)的關(guān)系,反之為負(fù)相關(guān)。當(dāng)其與實(shí)際負(fù)荷的絕對(duì)值越小,則表明精準(zhǔn)度越高。

        2 分析過(guò)程

        2.1 處理數(shù)據(jù)

        以湖北省宜昌地區(qū)2016年其夏季電網(wǎng)負(fù)荷與氣溫的數(shù)據(jù)為例,進(jìn)行相關(guān)性的分析。宜昌電網(wǎng)日負(fù)荷曲線可分為峰、平、谷三段,且峰、谷隨季節(jié)的變化出現(xiàn)的時(shí)間有所不同。夏季一般7:30~9:30時(shí)、20:00~22:30時(shí)為峰段,3:00~6:30、17:00~18:00時(shí)為谷段,其余為平段;冬季一般8:00~10:00時(shí)、18:00~21:00時(shí)為峰段,2:00~7:30、12:00~14:00時(shí)為谷段,其余為平段。2016年最大負(fù)荷出現(xiàn)在夏季的7月份。從7月中旬開(kāi)始宜昌天氣持續(xù)高溫,7月25日最高氣溫達(dá)到了37.9℃輸送帶,用電負(fù)荷不斷升高,當(dāng)日最大用電負(fù)荷275.93萬(wàn)kW,創(chuàng)歷史新高;26日用電負(fù)荷達(dá)年內(nèi)最高276.64萬(wàn)kW,當(dāng)日用電量5923萬(wàn)kW·h,最大用電負(fù)荷及日用電量雙創(chuàng)歷史新高。最低負(fù)荷出現(xiàn)在2月份,也就是春節(jié)期間,這和往年情況相一致。于是挑選了4個(gè)季度的典型日,根據(jù)其相關(guān)負(fù)荷和溫度,繪制出了圖1所示的曲線,具體見(jiàn)表1和圖1、2。

        表1 季度典型日負(fù)荷明細(xì)表 單位:負(fù)荷/萬(wàn)kW,溫度/℃

        圖1 季度典型日負(fù)荷曲線(萬(wàn)kW)

        由圖可見(jiàn),宜昌電網(wǎng)平均負(fù)荷在180萬(wàn)kW左右,冬、夏兩個(gè)季度負(fù)荷較高,春、秋季負(fù)荷相對(duì)較小,主要是受降溫和取暖負(fù)荷的影響。氣溫與最大負(fù)荷在變化趨勢(shì)上呈現(xiàn)出了相同的趨勢(shì),以春秋兩季的平均溫度為基準(zhǔn),夏季溫度上升幅度最大,其負(fù)荷也最大;冬季溫度降低幅度僅次于夏季,其負(fù)荷比夏季負(fù)荷低,比春秋兩季負(fù)荷高。因此可以直觀地看出其具有的相關(guān)性,由于其曲線的形狀相似度較大,為了對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確地判斷,就需要對(duì)其相關(guān)的系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

        圖2 每月日均溫度曲線

        2.2 計(jì)算系數(shù)

        取春秋兩季平均氣溫為溫度基準(zhǔn),即12.5℃;春秋兩季平均負(fù)荷與四季平均負(fù)荷180萬(wàn)kW接近(春季173、秋季182萬(wàn)kW),計(jì)算結(jié)果如表2所示。

        表2 電網(wǎng)最大負(fù)荷與夏冬季氣溫的關(guān)系 單位:負(fù)荷/萬(wàn)kW,溫度 /℃

        根據(jù)表2可見(jiàn),夏冬季平均氣溫與電網(wǎng)平均負(fù)荷的相關(guān)性最大,即平均溫度超過(guò)12.5℃以后,溫度每升高1℃,平均負(fù)荷在180萬(wàn)kW的基礎(chǔ)上增加2.56萬(wàn)kW。為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性,專門(mén)對(duì)2014以及2015年的結(jié)果也進(jìn)行了分析,計(jì)算的結(jié)果與2016年一致,因此可以說(shuō)明影響電網(wǎng)平均負(fù)荷的最主要因素是當(dāng)季平均氣溫。

        3 夏季氣溫變化與最大電網(wǎng)負(fù)荷的關(guān)系

        3.1 模型擬合

        為了更準(zhǔn)確地確定出以上兩者的變化規(guī)律,在進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí),可將最大負(fù)荷分為兩部分:溫度敏感負(fù)荷和溫度不敏感負(fù)荷。具體的擬合公式如下所示:

        Y=A+b(X-T)

        式中Y為最大負(fù)荷,A為溫度不敏感負(fù)荷,b為溫度敏感系數(shù),X為當(dāng)日最高氣溫,T為當(dāng)日最低氣溫;b(X-T)構(gòu)成了溫度敏感負(fù)荷,這部分的預(yù)測(cè)成為總負(fù)荷預(yù)測(cè)的關(guān)鍵。

        3.2 靈敏度分析

        根據(jù)上式所示,選取2016年7、8月中溫度達(dá)到34℃以上的天數(shù),其平均日負(fù)荷為210萬(wàn)kW,即溫度不敏感負(fù)荷A為常數(shù)210。可以計(jì)算出最大電網(wǎng)負(fù)荷的增幅,即靈敏度。具體如表3所示。

        表3 夏季最大電網(wǎng)負(fù)荷與最高最低溫差的靈敏度 單位:負(fù)荷/萬(wàn)kW,溫度/℃

        經(jīng)過(guò)計(jì)算可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度敏感系數(shù)b取5.4時(shí),計(jì)算最大負(fù)荷與實(shí)際最大負(fù)荷的絕對(duì)值偏差最小,均沒(méi)有超過(guò)3,說(shuō)明該公式符合實(shí)際預(yù)測(cè)情況,即:

        Y=210+5.4×(X-T)

        4 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)對(duì)湖北宜昌的氣溫?cái)?shù)據(jù)以及電網(wǎng)用電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以看出兩者之間存在明顯的相關(guān)性。由于夏季處于用電高峰期,為供電部門(mén)帶來(lái)了較大的安全壓力,所以為了保證電網(wǎng)在正常運(yùn)行過(guò)程中的安全性,可以利用數(shù)學(xué)模型來(lái)對(duì)其運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行模擬,有效地進(jìn)行預(yù)測(cè)并提前采取相應(yīng)應(yīng)對(duì)措施,在最大程度上保證居民的用電安全。為保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性,下一步還應(yīng)該繼續(xù)對(duì)分析判斷的方法進(jìn)行摸索,對(duì)原有的方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),在保證安全供電的同時(shí),還能使供電更加經(jīng)濟(jì)化,為企業(yè)創(chuàng)造出更大的效益,為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更有力的保障。

        [1]童雅芳,丁珩,黃澤琦,等.基于溫度累積效應(yīng)的湖北省負(fù)荷及電量對(duì)氣溫的敏感性分析[J].湖北電力,2015,39(10):29-32.

        [2]葛風(fēng)雷.基于線性的電網(wǎng)夏季降溫負(fù)荷與氣溫相關(guān)性分析[J].農(nóng)村電氣化,2017(04):9-11.

        [3]蔣曉艷,李小兵,宋軍.西藏某地區(qū)電網(wǎng)冬季負(fù)荷特性與氣象因素的關(guān)系分析[J].西藏科技,2015(11):73-74.

        TM714

        :A

        :1671-0711(2017)12(下)-0211-02

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