“十二五”期间湖南电网电力负荷特性分析及其相关建议

贺辉

（国网湖南省电力公司，长沙 410004）

“十二五”期间湖南电网电力负荷特性分析及其相关建议

贺辉

（国网湖南省电力公司，长沙 410004）

负荷特性分析是电力市场分析预测的一项基础性工作，准确把握电网负荷特性及其变化趋势是做好电力规划、生产、运行工作的重要基础，也是制定相关政策的重要参考［1—2］。文献［3］对国家电网负荷特性进行了分析研究，文献［4］对“十五”期间湖南电网负荷特性进行分析，文献［5］对“十一五”期间南方电网负荷特性进行分析。在“十二五”期间，电力供应充足，负荷特性没有受到供需矛盾的影响，以前针对湖南电网负荷特性分析得出的一些重要结论发生了改变［4］，需要对“十二五”期间湖南电网负荷特性的变化情况进行总结和研究，分析其影响因素，并从电价机制完善等方面提出了改善负荷特性的建议。

1“十二五”期间湖南电网负荷特性

“十二五”期间，湖南电网电力供应充足，以前因为电力供需矛盾导致的负荷特性扭曲或畸变等现象均不复存在，从而每一个负荷特性指标均真实可靠。分析这些真实的指标数据，可以发现湖南电网负荷特性发生了一些新的变化，综合起来，主要有以下几个方面。

1.1 负荷增长速度明显放缓

在“十二五”期间，湖南全省经济保持稳步增长，但通过调整产业结构，关停高能耗企业，大力发展第三产业等措施，电力电量增速明显放缓。“十五”至“十二五”期间湖南电网电力电量平均增速对比情况见表1所示。

表1“十五”至“十二五”期间湖南电网电力电量平均增速%

从表1可知，从“十五”期间，湖南电网电力电量的平均增速在逐渐放缓，特别是“十二五”期间，平均增速明显降低，且用电量的增速低于电力的增速。

1.2 峰谷差和峰谷差率增加，负荷率减小

通过分析2011年到2015年湖南电网日负荷曲线数据，得到此时间段的日峰谷差、日峰谷差率和日负荷率等相关的指标，见表2。

由表2可知，“十二五”期间，湖南电网的表征日电力负荷曲线波动变化程度的指标均变化明显。最大峰谷差和平均峰谷差均快速增加，增幅分别为14.58%和14.63%；相应地，最大峰谷差率和平均峰谷差率年均分别增加2.90%和3.45%；最小日负荷率和平均日负荷率年均则分别减少0.60%和0.80%。

表2“十二五”期间湖南电网日峰谷差、日峰谷差率和日负荷率

在新能源并网容量日益增加、电网负荷增幅放缓的时期，峰谷差、峰谷差率和负荷率的变化意味着整个电网的平稳经济运行和调峰难度明显增加。

1.3 最大负荷出现在冬季

统计“十一五”以来湖南电网的最大负荷和出现日期，见表3。

由表3可知，“十一五”以来湖南电网的年最大负荷多数出现在夏季。整体来说，湖南电网的负荷基数低，受气候和气温的影响明显。但近4年，除了2013年夏季持续晴热高温天气，长沙地区持续高温天数长达48天，其他地区持续高温天数均超过40天，空调降温负荷迅猛攀升，最大负荷出现在夏季外，其余年份的最大负荷均出现在冬季。

表3“十一五”以来湖南电网的最大负荷及出现日期MW

同时湖南电网水电装机容量所占比重较大，冬季处于枯水季节，当最大负荷出现在冬季时，对保证电力供应和水电机组检修计划安排等均带来不利影响。

1.4 负荷的季节性变化减缓

月不均衡系数反映了月内日电量分布的均衡性，其值越大，生产越均衡。“十二五”期间湖南电网的月不均衡系数如图1所示。

图1“十二五”期间湖南电网月不均衡系数

从图1可知，由于工业不景气以及节能减排和电价调整等因素共同作用，工业用电量等基础负荷减少，而居民和商业用电稳步增加，导致月不均衡系数逐步减少，负荷的日间波动越来越明显，给日前负荷预测、日前发电计划安排、机组出力调整和电网调峰等带来新的问题。

1.5 最大负荷利用小时和年负荷率均减少

对“十二五”期间湖南电网的年负荷特性指标进行统计分析，其变化呈现明显规律性的为最大负荷利用小时和年负荷率，见表4。

表4“十二五”期间湖南电网的最大负荷利用小时和年负荷率

由表4可知，“十二五”期间湖南电网的最大负荷利用小时减幅较大，达到了780 h，年均减少195 h。

年负荷率和最大负荷利用小时存在定量的计算关系

式中：Tmax为最大负荷利用小时；T0为全年日历小时数，平年为8 760 h，闰年为8 784 h；δy为年负荷率。

可见本段时期内湖南电网的年负荷率的变化趋势与最大负荷利用小时的变化趋势完全一致，减幅也非常明显。

1.6 峰负荷累计时间明显减少

表5为“十二五”期间湖南电网峰负荷累计时间。由表5可知，除了2013年连续晴热高温影响峰负荷总时间外，“十二五”期间，湖南电网的80%最大负荷以上的峰负荷总时间呈现整体减少的趋势，特别是2015年仅721 h，比2011年的减少了1 250 h，表明夏季和冬季高负荷时段减少，负荷增速放缓。

表5“十二五”期间湖南电网峰负荷累计时间h

2 影响负荷特性的主要因素

2.1 产业结构调整和居民生活水平提高

在影响负荷特性变化的诸多因素中，经济发展水平和产业结构调整在很大程度上决定了全社会电力消费水平和电力消费结构的变化，因此对负荷特性具有全局性、根本性的影响。

从2011年开始，湖南全省进行产业结构调整，优化产能，逐步淘汰落后高能耗企业，进一步扶植低能耗、高附加值的新兴产业。同时，由于城乡居民生活水平提高，居民用电电量稳步增加。从而湖南电网的用电结构发生明显变化，“十二五”期间湖南电网用电构成所占比例见表6。

由表6可知，“十二五”期间，第一产业用电占比很小，且逐步减少；第二产业用所占比例减少，但依然占主要位置，其中第二产业中的工业用电所占比减少；第三产业用电和城乡居民生活用电所占比例逐渐增加。

由于负荷平稳和用电量巨大的工业用电减少，导致基础负荷或低谷负荷减少，负荷的相对变化率增加，从而用电量增速放缓，负荷峰谷差和峰谷差率增加，日负荷率和年负荷率降低。

同时，随着空调、电采暖器等家用电器的日益普及，城乡居民生活用电增加。由于这类负荷具有明显的时段性和季节性，在一定程度上增加了负荷的日峰谷差和峰谷差率，降低了日负荷率和年负荷率，减少了最大负荷利用小时数。

2.2 气温气候的影响

气温气候对负荷特性的影响主要通过降温和采暖负荷的变化表现出来。按如下方法估算降温负荷和采暖负荷：考虑湖南电网春季受小水电发电影响明显，以10月份（扣除节假日）负荷作为无降温和采暖的基础负荷，得到其日平均负荷曲线，再求当年的年最大负荷与无降温和采暖平均日负荷曲线的最大负荷之差，即为估算的最大降温或采暖负荷，见表7。

表6“十二五”期间湖南电网用电构成所占比例%

表7“十二五”期间湖南电网最大降温或采暖负荷

由表7可知，“十二五”期间，湖南电网的最大降温或采暖负荷约占年最大负荷的35%。夏冬的极端温度，降温负荷和采暖负荷增加，使高峰时期负荷呈不断增长趋势，日负荷率较低，峰谷差增大。当连续晴热或寒冷天数较多时，年最大负荷增加明显，从而年最大负荷利用小时数减少，年负荷率降低。

2.3 电价的调整

电价对负荷特性的影响包括电价水平影响和电价结构影响2个方面。电价水平影响涉及因素较为复杂，如：经济发展水平、全社会物价指数、各类用户对电价的承受能力等，很难从中分离出电价水平对负荷特性的影响程度。

电价结构对负荷特性的影响，主要体现在峰谷电价方面。峰谷电价的执行，一方面抑制高峰负荷的增长，另一方面有较明显地拉高负荷率的作用。电网设备的利用率在一定程度上得到了提高。

“十二五”以来，湖南分别于2011年6月1日［4］、2011年12月1日［5］和2015年4月20日［6］进行了3次较大的电价调整。第一次电价调整主要暂停发电侧峰谷分时电价，增加了工业用电电价，并缩小了用电侧的峰谷分时电价时段价差，对高能耗企业的用电影响非常明显，对电力负荷特性变化起了决定性的作用，电价调整前后湖南电网某地区2日负荷曲线对比，如图2所示。第二次电价调整主要针对居民用电实行阶梯电价，而居民用电量不多，对电力负荷特性变化影响不明显。第三次电价调整处于经济疲软期，并且实施时间不长，其对电力负荷负荷特性影响还没有显现出来。

图2 湖南电网某地区2日负荷曲线对比

从图2可知，在2011年峰谷分时电价调整前，某地区的高能耗仅利用负荷低谷时段（23：00～07：00）进行生产，而数量多、容量小且发电曲线未接入自动化系统的小水电厂则在此时段停机蓄水，从而形成了明显的早班高峰负荷时段。而峰谷分时电价调整后，发电侧的小水电发电不受时段限制，而用电侧的高能耗早班用电电价增加，从而负荷曲线变得正常。

3 建议

3.1 完善峰谷电价机制

由于目前执行峰谷电价的范围主要是在工业行业（一般在30%～50%），峰谷电价对用户的激励作用有限。从执行情况来看，非连续性生产工业行业可以通过调整生产，最大限度的利用低谷电。而连续性生产行业，由于其连续生产的性质，在实行峰谷电价后电费前后变化不大，响应的积极性不高。因此对于峰谷电价，只有进一步加大峰谷电价差的比例和扩大峰谷电价的实施范围，同时调整峰谷时段的划分范围，减少平价时段的区间，扩大实行峰谷电价时段的比重，实行分时段按功率因数调整电费，扩大用户的响应程度，充分挖掘低谷的用电潜力，才能更好地实现峰谷电价对于电网移峰填谷、改善负荷曲线的作用。

3.2 加强用电需求侧管理，改善负荷特性

随着人民生活水平和城镇化率的提高，预计未来将呈现负荷率下降、峰谷差率提高的趋势。为了提高电网和设备的综合利用效率，保证电网的安全经济运行，应加强需求侧管理，引导社会各界节约用电、合理用电，从而优化负荷曲线和负荷特性指标。

3.3 加强充电装置、分布式电源发展对负荷特性影响的研究

随着数量多，容量小的电动汽车充电装置和分布式电源的快速发展，其对负荷特性的影响将凸显出来，但是目前缺乏其对负荷特性影响的定量分析。在加强其对负荷特性影响分析的基础上，通过经济手段激励电动汽车在负荷低谷时段充电。同时，促使分布式电源与储能装置有机结合，改变其充放电时间规律，从而改变电网负荷特性，保证电网安全稳定运行。

4 结束语

由于多种因素的共同影响，“十二五”期间湖南电网的电力负荷特性发生了明显的变化，给电网的安全、稳定、经济运行带来了困难。因此，分析影响其变化的相关原因，并提出改善负荷特性的相关建议，可以优化负荷曲线，提高电网和设备的利用效率，从而可以提高整个电网的安全经济运行能力。D

［1］ 赵希正.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］ 贺辉.负荷预测与负荷管理［M］.北京：中国电力出版社，2013.

［3］ 陈伟，周峰，韩新阳，等.国家电网负荷特性分析研究［J］.电力技术经济，2008，20（4）：25-29.

［4］ 侯雪波.湖南电网“十五”期间负荷特性分析［J］.华中电力，2007，20（4）：32-35.

［5］ 唐宝，董征.“十一五”期间南方电网负荷特性分析［J］.中国电力，2012，45（10）：30-35.

［6］ 湖南省物价局.关于省电网电价调整有关问题的通知［Z］.2011.

［7］ 湖南省物价局.关于省电网电价调整有关问题的通知［Z］.2011.

［8］ 湖南省物价局.关于降低全省燃煤发电上网电价和工商业用电价格的通知［Z］.2015.

（本栏责任编辑孙 晶 马 雷）

Analysis on load characteristics of Hunan power grid in 12th five year plan and its suggestions

HE Hui

（State Grid Hunan Electric Power Company，Changsha 410004，China）

负荷特性分析是电力市场分析预测工作的一个基础性工作。对“十二五”期间湖南电网的负荷特性变化进行了系统的归纳总结，对影响负荷特性的一些重要因素进行了分析探讨。针对负荷特性新变化，提出了改善负荷特性的相关建议。

“十二五”时期:湖南电网；负荷特性；影响因素；建议

The analysis on load characteristics is the base of the power market forecasting.Based on the load data of Hunan Pow⁃er Grid in 12th Five⁃Year Plan（2011-2015）,this paper analyzes the load characteristics of Hunan Power Grid.The main factors affecting the load characteristics are identified.According to the new charac⁃teristics of load,some relevant suggestions are put forward.

Hunan power grid；load characteristics；influ⁃ence factor；suggestions

F407.61；TK018

C

1009-1831（2017）03-0039-04

10.3969/j.issn.1009-1831.2017.03009

2017-03-06

贺辉（1974），男，湖南宁乡人，博士，高级工程师，主要从事电网经济运行和电压管理工作。