地區(qū)夏季供電負(fù)荷的研究

施 健 王 勇

（宜興市供電公司，江蘇 宜興 214206）

電網(wǎng)最高負(fù)荷預(yù)測(cè)是需求側(cè)管理中的重要內(nèi)容，電網(wǎng)最高負(fù)荷具有地域經(jīng)濟(jì)和氣溫變化的兩維性，一般的往年直接比較法和空調(diào)設(shè)備統(tǒng)計(jì)都無法全面反映夏季的高溫空調(diào)負(fù)荷特征。本文通過地區(qū)有關(guān)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究，建立了該地區(qū)電網(wǎng)夏季最高負(fù)荷與常溫負(fù)荷的關(guān)系，電網(wǎng)夏季最高負(fù)荷與日最高溫度關(guān)系，其計(jì)算方法可準(zhǔn)確測(cè)算高溫空調(diào)負(fù)荷變化情況。在低壓系統(tǒng)運(yùn)用該方法，利用常溫負(fù)荷數(shù)據(jù)可精確預(yù)測(cè)配電變壓器夏季最高負(fù)荷，為配電變壓器容量配置提供一種新的依據(jù)。

1 負(fù)荷分析

1.1 電網(wǎng)夏季最高負(fù)荷與常溫負(fù)荷關(guān)系

2010年典型日選擇，夏季最高氣溫連續(xù)超過34℃出現(xiàn)在7月16－21日，由于7月20日典型日電網(wǎng)運(yùn)行方式有變化，本次分析選擇日平均負(fù)荷次之的7月17日數(shù)據(jù)。同時(shí)將5月8日、6月8日、9月25日數(shù)據(jù)進(jìn)行求平均值作為常溫負(fù)荷數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 2010年典型日選擇

高溫空調(diào)負(fù)荷是指由于夏季氣溫升高比常溫情況下增加的負(fù)荷，其最高發(fā)生在晚高峰20:50 左右，約為40 萬kW，約占網(wǎng)供最高負(fù)荷的35.4%。次高峰發(fā)生在午后12:30，約為35 萬kW，約占午后網(wǎng)供最高負(fù)荷的32.2%。日平均夏季高溫（空調(diào)）負(fù)荷約為26.3 萬kW，約占網(wǎng)供日平均負(fù)荷的26.7%。如圖1所示。

圖1 2010年高溫（空調(diào)）負(fù)荷曲線

2011年典型日選擇，夏季最高氣溫連續(xù)超過34℃出現(xiàn)較多，由于節(jié)能應(yīng)急用電天數(shù)較多，本次分析選擇8月3日和8月11日時(shí)點(diǎn)最大數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。同時(shí)將5月8日、6月8日數(shù)據(jù)進(jìn)行求平均值作為常溫負(fù)荷數(shù)據(jù)。如表2所示。

表2 2011年典型日選擇

高溫空調(diào)負(fù)荷最高發(fā)生在晚高峰20:15 左右，約為49 萬kW，約占網(wǎng)供最高負(fù)荷的38.8%。次高峰發(fā)生在午后11:50，約為39 萬kW，約占午后網(wǎng)供最高負(fù)荷的32.3%。日平均夏季高溫（空調(diào)）負(fù)荷約為30.5 萬kW，約占網(wǎng)供日平均負(fù)荷的26.9%。如圖2所示。

通過數(shù)據(jù)分析，電網(wǎng)夏季最高負(fù)荷分離成常溫負(fù)荷和高溫空調(diào)負(fù)荷兩項(xiàng)。常溫負(fù)荷與業(yè)擴(kuò)增容有關(guān)，該數(shù)據(jù)增長率可有常溫負(fù)荷數(shù)據(jù)計(jì)算獲得。高溫空調(diào)負(fù)荷主要受日最高溫度變化影響較大，研究電網(wǎng)夏季最高負(fù)荷與日最高溫度關(guān)系成為準(zhǔn)確負(fù)荷預(yù)測(cè)的關(guān)鍵。

圖2 2010年高溫（空調(diào)）負(fù)荷曲線

1.2 電網(wǎng)夏季最高負(fù)荷與日最高溫度關(guān)系

1）最高負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)段分析

由于2011年日最高溫度在34℃左右天數(shù)較多，將2011年數(shù)據(jù)按照夏季最高溫度排序，最高負(fù)荷按照午后和晚上分別統(tǒng)計(jì)，如圖3所示。

圖3 2011年最高負(fù)荷特性曲線

日最高溫度在33℃以下，一般午后最高負(fù)荷高于晚上最高負(fù)荷，晚上空調(diào)負(fù)荷未全部上來；日最高溫度在33℃以上，晚上最高負(fù)荷經(jīng)常高于午后負(fù)荷，晚上空調(diào)負(fù)荷上升明顯。根據(jù)日最高溫度在33℃以上晚上最高負(fù)荷和日最高溫度關(guān)系，可測(cè)算地區(qū)最高極限負(fù)荷。

2）典型日選擇及分析

從不同的溫度區(qū)間選取最高負(fù)荷較大的九天作為典型日，如表3所示。

通過圖表透視發(fā)現(xiàn)，日最高溫度在33℃以下，最高負(fù)荷變化不明顯，所以舍去前面三個(gè)典型日數(shù)據(jù)，選取第四、第九典型日作為依據(jù)，可得出最高負(fù)荷和日最高氣溫的近似線性關(guān)系，如圖4所示。

2010年 2011年日期 最高溫度最高負(fù)荷最高 負(fù)荷 最高 溫度日期 7月29日 25.8 750 898 26.0 8月27日8月29日 27.9 793 910 28.8 7月5日8月23日 31.2 944 1074 31.4 7月27日7月10日 33.0 971 1125 34.1 7月28日7月15日 33.5 1000 1174 35.5 8月9日7月16日 35.2 1059 1206 36.2 8月5日7月18日 35.8 1080 1218 37.0 8月11日7月19日 37.0 1110 1244 38.1 8月2日7月17日 37.6 1121 1255 39.3 8月3日

圖4 最高負(fù)荷與最高溫度特性曲線

2010年夏季高溫期間，最高溫度每升高一度最高負(fù)荷增加3.3 萬kW，2011年夏季高溫期間，日最高溫度每升高一度最高負(fù)荷增加2.5 萬kW，低于往年的主要原因是高溫發(fā)生在8月上中旬，期間由于節(jié)能減排對(duì)部分企業(yè)實(shí)施停限電措施，最高負(fù)荷增長有所放緩。根據(jù)近似線性關(guān)系計(jì)算結(jié)果和日最高溫度情況，可測(cè)算高溫空調(diào)負(fù)荷。

1.3 低壓高溫負(fù)荷與常溫負(fù)荷關(guān)系

2011年，選擇無專變線路和專變?nèi)萘坎怀^總裝機(jī)容量10%的線路，通過8月3日和5月8日全天負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析。如表4所示。

綜合以上數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，夏季最高低壓負(fù)荷與常溫最高低壓負(fù)荷比率城區(qū)為3.07，農(nóng)村集鎮(zhèn)為2.66，農(nóng)村為1.74。

配電變壓器容量一般按照低壓用戶容量經(jīng)配置系數(shù)折算配置，實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)配置容量小于配變?nèi)萘康渥儏s超容和配置容量大于配變?nèi)萘康渥儏s欠載情況。根據(jù)夏季最高低壓負(fù)荷與常溫最高低壓負(fù)荷比率關(guān)系，可通過測(cè)試常溫負(fù)荷來測(cè)算夏季最高負(fù)荷，提前準(zhǔn)確配置配電變壓器容量。

表4 低專變?nèi)萘烤€路最高負(fù)荷和常溫負(fù)荷數(shù)據(jù)

2 電量數(shù)據(jù)分析

2.1 供電量預(yù)測(cè)夏季高溫負(fù)荷

按照每180°一個(gè)千瓦的需量測(cè)算高溫空調(diào)負(fù)荷，2010年夏季高溫負(fù)荷約為31.8 萬kW，與負(fù)荷分析做得40 萬kW 相差較大，主要原因是2010年夏季超過33℃高溫天氣偏少。2011年夏季高溫負(fù)荷約為52.3 萬kW，與負(fù)荷分析做得49 萬kW 比較接近。如表5所示。

表5 低專變?nèi)萘烤€路最高負(fù)荷和常溫負(fù)荷數(shù)據(jù)

通過電量測(cè)算夏季高溫負(fù)荷是否準(zhǔn)確，主要因素是夏季日最高溫度超過33℃天數(shù)多少。

2.2 居民售電量預(yù)測(cè)低壓高溫負(fù)荷

2010年城鎮(zhèn)居民售電量2.47 億kW·h，同比增加4.38%，農(nóng)村居民售電量3.89 億kW·h，同比增加11.69%，農(nóng)村增幅較快；2011年城鎮(zhèn)居民售電量2.84億kW·h，同比增加15.22%，農(nóng)村居民售電量4.66億kW·h，同比增加19.75%，增幅農(nóng)村高于城鎮(zhèn)。分月電量如圖5所示。

根據(jù)居民抄表周期特點(diǎn)，雙月高溫期間電量=8月抄見電量+10月抄見電量-6月抄見電量測(cè)算，單月高溫期間電量=7月抄見電量+9月抄見電量-11月抄見電量測(cè)算。如表6所示。

表6 地區(qū)低壓居民高溫負(fù)荷測(cè)算數(shù)據(jù)

2010年高溫期間居民最高負(fù)荷約為50.34 萬kW；雙月高溫期間電量與6月抄見電量對(duì)照，單月高溫期間電量與11月抄見電量對(duì)照，約為常溫居民最高負(fù)荷的4.35 倍。

2011年高溫期間居民最高負(fù)荷約為62.12 萬kW；雙月高溫期間電量與6月抄見電量對(duì)照，單月高溫期間電量與11月抄見電量對(duì)照，約為常溫居民最高負(fù)荷的4.60 倍。

夏季居民用電量增量占整個(gè)增量的一半以上，而且夏季居民最高負(fù)荷較常溫最高負(fù)荷的4 倍多，進(jìn)一步研究居民負(fù)荷規(guī)律有利于深入開展需求側(cè)管理工作。

3 結(jié)論

通過電網(wǎng)負(fù)荷分析發(fā)現(xiàn)該地區(qū)夏季最高負(fù)荷出現(xiàn)在晚上21 時(shí)左右，建立了與常溫負(fù)荷的比例關(guān)系，可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)當(dāng)年最高負(fù)荷，同時(shí)根據(jù)最高日負(fù)荷和最高日氣溫的關(guān)系，可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)當(dāng)年最高極限負(fù)荷。通過對(duì)局部低壓負(fù)荷和電量分析發(fā)現(xiàn)，越發(fā)達(dá)區(qū)域，低壓負(fù)荷夏季增幅就越大，公用變壓器可依據(jù)常溫最高負(fù)荷的倍數(shù)關(guān)系測(cè)算確定增容項(xiàng)目，提高配電變壓器容量的利用率。

[1] 江蘇省電力公司配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則實(shí)施細(xì)則[Z].江蘇省電力公司,2010.12.

[2] 江蘇省電力公司配電網(wǎng)管理規(guī)范實(shí)施細(xì)則[Z].江蘇省電力公司,2010.12.

[3] 供電營業(yè)規(guī)則[Z].中華人民共和國電力工業(yè)部,1996.10.