荆州电网降温负荷特性研究

赵国胤 徐赫

摘 要：一个地区的地理环境与气候特点决定了该地区季节性负荷的变化规律。荆州电网供区属亚热带湿润季风气候区，是典型的气温敏感负荷，且气象因素如气温（空调）、降雨（排涝）等对电网负荷特性的影响也越来越显著。本文通过对夏季不同气温下负荷进行研究，分析出荆州电网降温负荷的特性。

关键词：降温负荷；气温；温度与负荷关系

荆州电网供区属亚热带湿润季风气候区，具有四季分明，光能充足、热量丰富、雨水充沛、雨热同季、无霜期长等特点。荆州地区的夏季的降温负荷（空调负荷）及其占全网负荷的比重在不断增大，是典型的气温敏感负荷，且气象因素如气温（空调、）、降雨（排涝）等对电网负荷特性的影响也越来越显著。

一、历史负荷分析

夏季为气温气候影响最明显区域，通过对近3年迎峰度夏期间温度进行统计，可知2016年迎峰度夏期间的温度明显高于2015年，且持续高温持续时间较2015年长，并且温度呈阶梯性上涨，这是2016年迎峰度夏期间负荷阶梯上涨，连创新高的主要原因。

2016年迎峰度夏期间，平均气温高于28度的天数有32天，占整个迎峰度夏天数的63%，其中平均气温高于30度的天数有24天，占整个迎峰度夏天数接近50%；7月下旬至八月中旬，持续高温天数分别为13天（7月21日-8月2日，每日最高温度超过30℃）、14天（8月6日-8月19日，每日最高温度超过30℃），持续时间长，平均温度高（平均气温达到30度以上有21天，其中7月31日平均气温达32.98度，8月19日平均温度达32.48度），是造成最大负荷两次创出历史新高的主要原因。

二、降温负荷分析

（一）模型搭建

基础负荷选取2014-2016年，明显坏数据、降雨量大于10mm的数据删除。

夏季基础负荷的选取时需要春季月和秋季月两个月的所有日负荷数据进行计算，具体计算公式如下：

P夏基础=∑N1d=1P春d+∑N2d=1P秋dN1+N2

式中：P夏基础为夏季基础负荷；P春d为春季负荷日；P秋d为秋季负荷日；N1和N2分别为春季月（5月）和秋季月（9月）的天数。

空调负荷的计算方法为，各季节的总用电负荷减掉对应的各季节的基础负荷。

P空调=P总负荷-P夏季节基础负荷

（二）负荷与温度的关系

利用上述公式对夏季日基础负荷、夏季日降温负荷进行计算如下：

2014年-2016年春季日负荷分别为1794MW、1998MW、2011MW，秋季日负荷分别为1880MW、1876MW、2026MW，则夏季日基础负荷分别去相同年份春季、秋季平均值，2014-2016年分别为1836MW、1935MW、2019MW。

选取典型日，荆州最高温度37度，2016年7月31日，日最高温度达到37.6℃，降温负荷达到1863MW。从2016年看空调负荷随着温度的升高而呈现增长的趋势，但增长幅度有所不同。

为挖掘降温负荷占日负荷比例，对2014-2016年149个典型日数据进行统计如下，占比最高的4天均出现在2016年7月底及8月中旬。

经相关性分析得到r=0.646289，关联度较高。采用MATLAB拟合出关系曲线，选取2016年特征最明显的10个数据进行温度与降温负荷的比例关系拟合。如下图。

多项式模型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。

利用上式對温度数值进行拟合，得到对应温度的降温负荷及负荷变化数值如下表所示：

三、结论

通过本文分析，可以得出荆州电网降温负荷特性为：当气温在26-31℃时，温度每升高一度，负荷增大约41MW；当气温在32-37℃时，温度每升高一度，负荷增大约104MW；当气温达到38-40℃，温度每升高一度，负荷增大约176MW。

参考文献：

[1]电力系统设计手册，电力规划设计总院，中国电力出版社.

[2]赵希正.中国电力负荷特性分析与预测，中国电力出版社.