广西电力负荷特性分析预测

程改红，朱庆春，白先红，康 义，李 凌

（1.中国电力工程顾问集团 中南电力设计院，武汉 430071；2.广西电网公司，南宁 530023）

广西电网位于云南、贵州2个能源产出大省与用电负荷集中的广东省之间，是南方电网“西电东送”的电源补充基地和重要组成部分。目前广西电能资源开发殆尽，随着自治区经济快速发展及电力需求的高速增长，未来5～10年广西电网将逐步转变为南方电网另一个重要受端电网，云南及境外水电送入容量将大幅增长。在广西区内建设核电、接受外区水电送入的新形势下，广西负荷特性的研究对区内调峰电源规划、电网安全运行等具有重要意义。

目前广西存在多家供电主体，供电管理体制较为复杂，除广西电网公司经营主电网外，还存在多个企业经营区域性电网及企业自备电厂等。其中，由广西电网公司及其分、子公司供应电力的负荷及统一调度的电源为统调负荷和统调电源，其余由非统调电源供电的负荷均为非统调负荷。目前广西境内的非统调电源较多，在区内的装机比重达到22%左右。受比重较大的非统调负荷特性的影响，统调电网负荷特性与全社会负荷特性存在较大差别。

随着未来非统调电源比重的下降，非统调负荷在电网中的地位和作用、对统调电网负荷特性的影响作用将发生变化，使统调电网负荷特性更接近于全社会负荷特性。为给未来电网运行、调峰研究、电源规划等提供可靠依据，以全社会口径研究预测广西全区的用电负荷特性非常重要。由于技术和管理体制等方面的原因，目前仅统计到统调口径的历史负荷数据，难以完整反映全社会用电负荷特性，在很大程度上加大了负荷特性预测的难度[1]。

1 历史负荷特性分析

由于广西全社会口径的历史负荷数据较为缺乏，本文采取如下方法对全社会历史负荷特性进行拟合分析：

（1）分别对统调负荷和非统调负荷的用电特性进行分析，在统调负荷特性曲线的基础上叠加非统调部分，得到全社会负荷特性曲线。

（2）统调负荷特性的分析主要基于历年统调电网的8 760 h负荷曲线。

（3）非统调负荷特性主要结合向其供电的非统调电源出力特性进行拟合。根据非统调电源的构成，将非统调负荷分为3类：非统调小水电、糖厂自备机组和其它企业自备机组供电负荷。通过对各类型非统调电源出力特性的分析，经叠加得到非统调负荷曲线。

1.1 统调历史负荷特性分析

1.1.1 年负荷曲线

2000—2009年广西电网各年最大负荷（负荷标幺值，即逐月最大负荷与当年最大负荷比值，下同）曲线见图1所示。广西地处亚热带气候区，夏季降温负荷普遍高于冬季取暖负荷，但过去10年间存在统调最大负荷在冬季出现的情况。分析全年统调最大负荷出现在冬季的主要原因有：①非统调电源的影响。非统调小水电丰期出力大、枯期出力小导致统调电网枯期供电负荷加大；②年内负荷的自然增长。如：2008年世界经济危机后，在一系列促进经济稳步增长措施作用下，2009年下半年广西工业生产出现一定程度恢复，用电形势的积极变化使年内最大负荷可能出现在12月份；③工业企业年底赶工的影响。

图1 2000—2009年广西统调电网年负荷标幺值曲线

与“十五”期间相比，“十一五”期间各年统调负荷的季不均衡系数总体呈现下降趋势，为0.82～0.91左右。其中，2008年受金融危机导致用电增速明显降低影响，季不均衡系数最高，在0.91左右。2006年季不均衡系数也相对较高，约0.89，主要是拉闸限电措施所致。

1.1.2 日负荷曲线

取日负荷率、日最小负荷率最接近于月平均值的工作日为典型日，统计的广西电网2000—2009年夏季和冬季典型日负荷（标幺值，即各时刻负荷与当日最大负荷比值，下同）曲线分别见图2、图3所示。

各年典型日负荷曲线形状基本相似，夏季日最高负荷发生在19:00～21:00，上午11:00左右出现用电次高峰；冬季日最高负荷发生时间较夏季略有提前，约18:00～20:00，亦在11:00左右出现用电次高峰。夏、冬季日最低负荷均出现在凌晨3:00～5:00。

图2 2000—2009年广西统调电网夏季典型日负荷标幺值曲线

图3 2000—2009年广西统调电网冬季典型日负荷标幺值曲线

1.2 非统调电源装机及出力特性

近几年广西非统调电源装机容量有一定增长，但在区内比重呈逐年下降趋势，由2000年的34%下降至2009年的22%。从非统调电源结构看，小水电装机比重在60%～67%，非统调火电比重约35%。非统调火电中，以糖厂自备机组的装机容量较大，占50%～65%。2000—2009年广西非统调电源装机比重情况如图4所示[2]。

图4 2000—2009年广西非统调电源装机比重

广西非统调小水电多为径流式水电站，调节性能较差，丰水期出力远大于枯水期。图5为非统调小水电的典型年出力曲线（标幺值，即逐月平均出力与装机容量比值，下同）。受丰期水电出力受阻、枯期出力大幅下降等因素影响，非统调小水电全年发电利用小时数仅2 650 h左右。

图5 广西非统调小水电年出力标幺值曲线

非统调火电中，由于榨糖负荷具有明显的季节性，糖厂自备机组一般在11月至次年3月发电，其余时间基本不供电，年出力曲线与小水电具有一定互补性，年发电利用小时数在2 500 h左右。糖厂自备机组典型年出力曲线如图6所示。其它企业自备机组供电负荷大多为钢铁、冶炼和造纸等连续性生产负荷，年出力曲线较为平坦。

1.3 全社会历史负荷特性分析

1.3.1 年负荷曲线

在广西统调电网供电年负荷特性的基础上，叠加非统调电源出力曲线对广西全社会年负荷特性进行拟合，拟合后2000—2009年全社会年负荷标幺值见表1。

图6 糖厂自备机组典型年出力标幺值曲线

对比历年广西统调电网及全社会年负荷曲线，受区内非统调电网负荷特性的影响，全社会年负荷曲线的丰期负荷水平普遍高于统调负荷曲线。以2007年为例，广西统调电网与全社会年负荷曲线的对比情况如图7所示。

图7 2007年广西统调电网及全社会年负荷标幺值曲线

广西历年全社会最大负荷大多在夏季出现，而其中2009年最大负荷出现在冬季，主要是由国际金融危机影响后工业经济的恢复引起。2006年、2007年全年最大负荷出现在冬季，但夏季8月份左右负荷水平仍较高，为全年次高峰。

表1 广西2000—2009年全社会年负荷标幺值

2000—2009年各年的季不均衡系数相差较大，在0.86～0.95左右。前3年季不均衡系数较高，约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数均低于0.9。受金融危机影响，2008年季不均衡系数在0.94左右；2006年季不均衡系数较高的可能原因是月最大负荷日采取了拉闸限电措施。受金融危机影响，2009年全区用电负荷水平呈现前低后高趋势，导致年内负荷水平的不平衡和季不均衡系数的降低，季不均衡系数为历年最低。

综合分析广西历年全社会年负荷曲线情况，由于广西总体负荷水平相对较低，且第二产业用电比重高，不确定因素或个别大用户突发事件的发生都会对全区当年的负荷特性产生一定影响，各年年负荷特性的规律性不强。

1.3.2 日负荷曲线

广西非统调电源的日出力曲线相对较为平坦：①非统调小水电调节性能较差，一般按来水流量发电，一日24 h内多均匀发电；②糖厂负荷和企业自备机组也多为日连续生产运行，因此，非统调电源供电负荷的日负荷特性指标相对较高，相应地全社会日负荷特性指标较统调负荷有所提高。但由于非统调电源比重及出力率均较低，对统调电网日负荷特性的提高作用应不明显。考虑今后非统调电源装机比重将逐年降低，且为电网运行留有裕度，广西全社会日负荷曲线可直接参考统调电网日负荷曲线。

2 “十二五”期间负荷特性预测

2.1 主要影响因素分析

（1）经济发展水平及经济结构调整影响

随着经济发展及经济结构的调整，第三产业比重的加大将引起负荷率水平下降，峰谷差拉大。同时，人民生活水平提高，空调等高耗电家用电器增加，引起负荷率水平趋于下降，增大系统峰谷差。当家用电器普及到一定程度时，其对负荷率的影响程度将有所降低。尽管广西目前工业发展仍相对落后，但由于区内电解铝等高耗能企业较多，工业用电在全社会用电中占相当比重，促使当地负荷率处于相对较高水平。

（2）电力消费结构变化影响

广西第二产业用电比重远大于其它产业及居民生活用电，对全社会负荷特性有主要影响。第二产业偏于连续性的用电特点在一定程度上提高了广西负荷的季不均衡系数及日负荷特性指标。目前广西处于工业化加速发展期，未来第二产业的产值比重将进一步增大，但由于其用电比重已相对较高，随着国家节能降耗措施的大力实施及第三产业的持续发展，预计后期广西第二产业用电比重增速将放缓，但仍维持在较高水平，对广西负荷特性起主导作用。

（3）电网拉闸限电措施影响

拉闸限电措施通常在高峰时段进行，可能导致负荷特性指标的上升。“十五”后期及“十一五”前2年，广西电网均采取了拉闸限电措施解决缺电问题，对正常的负荷特性有一定影响。未来通过合理电源规划，积极应用电网抗灾保障措施，提高电网供电能力，可避免对负荷特性的人为影响。

（4）电力需求侧管理措施影响

通过实施峰谷电价、推广蓄能用电设备等电力需求侧管理措施，可对负荷特性的改善起到一定积极作用[3]。广西水电比重较大，为充分利用丰水期富余电力电量，全区实行丰枯电价措施，对当地年负荷特性有一定影响。同时，为促进经济发展方式转变和结构调整，对工业电价体系的调整也会对全区用电特性产生一定影响。

2.2 全社会负荷特性预测

2.2.1 年负荷特性

综合负荷特性的影响因素分析，经济发展水平和电力消费结构的影响最大。从未实施拉闸限电措施的2007—2009年用电情况看，2008、2009年负荷特性受经济发展影响过大，不能反映广西正常的全社会年负荷特性，2007年负荷特性较能代表“十一五”期间的正常情况。因此，以2007年负荷曲线为基础，结合广西未来经济发展、产业和用电结构等发展趋势，修正得出广西“十二五”期间全社会年负荷曲线。预计“十二五”期间广西全社会负荷的季不均衡系数在0.9左右，年负荷曲线呈右上倾斜的“W”形状，以8月、12月的负荷水平最高，2月份负荷水平最低，见图8所示。

图8 广西“十二五”全社会年负荷标幺值曲线预测

2.2.2 日负荷特性

结合目前广西经济发展形势和居民生活水平，预测未来广西日负荷特性指标将有略微上升。

从历史日负荷曲线看，广西近几年日负荷特性及曲线形状变化不大。基于历史数据，用指数平滑法对未来日负荷特性指标进行外推预测，预测广西“十二五”期间夏季日负荷特性指标γ、β分别为0.85和0.70左右，冬季γ、β分别为0.81和0.67左右。“十二五”期间广西典型日负荷特性曲线基本维持目前形状，见图9所示。

图9 广西“十二五”期间全社会典型日负荷标幺值曲线预测

2.3 与广东省负荷特性对比[4]

广西东部和广东省毗邻，气候条件相近，且是珠三角地区产业转移的主要地区之一，因此未来广西年负荷特性可能与广东省历史负荷特性有一定可比性。2个省区的全社会年负荷曲线对比结果见图10所示。可以看出，由于广东位于广西东部，全年气温普遍较高，且受经济发展和人民生活水平影响，广东省夏季降温负荷明显高于广西，因此整体年负荷曲线呈夏高冬低特点，且夏、冬负荷水平差距明显大于广西。广西年负荷曲线中呈现冬季次高峰的特点，主要是受区内西部和北部地区气温较低、工业企业年底赶工等因素影响所致。

3 结论及建议

图10 广西、广东全社会年负荷标幺值曲线对比

（1）随着广西非统调电源比重的降低，未来非统调负荷对统调电网负荷特性的影响有所降低，统调电网负荷特性将逐渐接近全社会负荷特性。

（2）结合历史负荷特性及主要影响因素分析，预测“十二五”期间广西全社会年负荷曲线的季不均衡系数在0.9左右，全年仍出现8月和12月2个用电高峰。

（3）以日负荷特性最接近月平均值的工作日为典型日，预测“十二五”期间广西夏、冬季典型日最小负荷率分别在0.70和0.67左右。

（4）广西自治区供电管理体制复杂，对历史非统调负荷的统计不全，使对广西全区历史用电情况的准确分析存在一定困难。建议后期加强归口管理，并深入开展典型行业的负荷特性调研工作，提高负荷特性预测的准确性和电网供电调度能力。

[1]赵希正,周小谦,姜绍俊,等.中国电力负荷特性分析与预测[M].北京:中国电力出版社,2002.

[2]中国电力工程顾问集团中南电力设计院,广西电力工业勘察设计研究院.广西“十二五”电力系统设计[Z].2011.

[3]赵静.试论需求侧管理措施对电网负荷特性的影响[J].电力技术经济,2005,17(4)：1-3.

[4]广东省电力设计研究院.广东电力工业发展“十二五”及中长期规划研究[Z].2009.