荊州電網降溫負荷特性研究

趙國胤 徐赫

摘 要：一個地區(qū)的地理環(huán)境與氣候特點決定了該地區(qū)季節(jié)性負荷的變化規(guī)律。荊州電網供區(qū)屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，是典型的氣溫敏感負荷，且氣象因素如氣溫（空調）、降雨（排澇）等對電網負荷特性的影響也越來越顯著。本文通過對夏季不同氣溫下負荷進行研究，分析出荊州電網降溫負荷的特性。

關鍵詞：降溫負荷；氣溫；溫度與負荷關系

荊州電網供區(qū)屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，具有四季分明，光能充足、熱量豐富、雨水充沛、雨熱同季、無霜期長等特點。荊州地區(qū)的夏季的降溫負荷（空調負荷）及其占全網負荷的比重在不斷增大，是典型的氣溫敏感負荷，且氣象因素如氣溫（空調、）、降雨（排澇）等對電網負荷特性的影響也越來越顯著。

一、歷史負荷分析

夏季為氣溫氣候影響最明顯區(qū)域，通過對近3年迎峰度夏期間溫度進行統(tǒng)計，可知2016年迎峰度夏期間的溫度明顯高于2015年，且持續(xù)高溫持續(xù)時間較2015年長，并且溫度呈階梯性上漲，這是2016年迎峰度夏期間負荷階梯上漲，連創(chuàng)新高的主要原因。

2016年迎峰度夏期間，平均氣溫高于28度的天數(shù)有32天，占整個迎峰度夏天數(shù)的63%，其中平均氣溫高于30度的天數(shù)有24天，占整個迎峰度夏天數(shù)接近50%；7月下旬至八月中旬，持續(xù)高溫天數(shù)分別為13天（7月21日-8月2日，每日最高溫度超過30℃）、14天（8月6日-8月19日，每日最高溫度超過30℃），持續(xù)時間長，平均溫度高（平均氣溫達到30度以上有21天，其中7月31日平均氣溫達32.98度，8月19日平均溫度達32.48度），是造成最大負荷兩次創(chuàng)出歷史新高的主要原因。

二、降溫負荷分析

（一）模型搭建

基礎負荷選取2014-2016年，明顯壞數(shù)據(jù)、降雨量大于10mm的數(shù)據(jù)刪除。

夏季基礎負荷的選取時需要春季月和秋季月兩個月的所有日負荷數(shù)據(jù)進行計算，具體計算公式如下：

P夏基礎=∑N1d=1P春d+∑N2d=1P秋dN1+N2

式中：P夏基礎為夏季基礎負荷；P春d為春季負荷日；P秋d為秋季負荷日；N1和N2分別為春季月（5月）和秋季月（9月）的天數(shù)。

空調負荷的計算方法為，各季節(jié)的總用電負荷減掉對應的各季節(jié)的基礎負荷。

P空調=P總負荷-P夏季節(jié)基礎負荷

（二）負荷與溫度的關系

利用上述公式對夏季日基礎負荷、夏季日降溫負荷進行計算如下：

2014年-2016年春季日負荷分別為1794MW、1998MW、2011MW，秋季日負荷分別為1880MW、1876MW、2026MW，則夏季日基礎負荷分別去相同年份春季、秋季平均值，2014-2016年分別為1836MW、1935MW、2019MW。

選取典型日，荊州最高溫度37度，2016年7月31日，日最高溫度達到37.6℃，降溫負荷達到1863MW。從2016年看空調負荷隨著溫度的升高而呈現(xiàn)增長的趨勢，但增長幅度有所不同。

為挖掘降溫負荷占日負荷比例，對2014-2016年149個典型日數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計如下，占比最高的4天均出現(xiàn)在2016年7月底及8月中旬。

經相關性分析得到r=0.646289，關聯(lián)度較高。采用MATLAB擬合出關系曲線，選取2016年特征最明顯的10個數(shù)據(jù)進行溫度與降溫負荷的比例關系擬合。如下圖。

多項式模型f（x） = p1*x^6 + p2*x^5 + p3*x^4 + p4*x^3 + p5*x^2 + p6*x + p7， p1 = 0.003，p2 =-0.626，p3 =53.022，p4 =-2280， p5 = 5.498e+004，p6 =-7.048e+005，p7 =3.75e+006，其中SSE： 3.443e-12，R-square：1。

利用上式對溫度數(shù)值進行擬合，得到對應溫度的降溫負荷及負荷變化數(shù)值如下表所示：

三、結論

通過本文分析，可以得出荊州電網降溫負荷特性為：當氣溫在26-31℃時，溫度每升高一度，負荷增大約41MW；當氣溫在32-37℃時，溫度每升高一度，負荷增大約104MW；當氣溫達到38-40℃，溫度每升高一度，負荷增大約176MW。

參考文獻：

[1]電力系統(tǒng)設計手冊，電力規(guī)劃設計總院，中國電力出版社.

[2]趙希正.中國電力負荷特性分析與預測，中國電力出版社.