一次暴雪降溫天氣對(duì)電力負(fù)荷特性的影響分析

【摘要】天氣變化是影響電力負(fù)荷及負(fù)荷特性的重要因素之一，以近年來最具代表性的一次暴雪降溫天氣為研究對(duì)象，分析天氣變化對(duì)電力負(fù)荷曲線、負(fù)荷特性指標(biāo)的影響，探討電力負(fù)荷特性隨氣象變化的規(guī)律，對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)提升應(yīng)急處理能力、保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】暴雪天氣；電力負(fù)荷；負(fù)荷特性

1.前言

電力負(fù)荷及負(fù)荷特性指標(biāo)對(duì)氣候、季節(jié)和天氣的變化較為敏感，炎熱夏季的一場(chǎng)大雨、寒冷冬日持續(xù)低溫天氣中遭遇的新寒流都可能會(huì)使得電力負(fù)荷發(fā)生變化，進(jìn)而影響到負(fù)荷曲線的形狀以及負(fù)荷特性指標(biāo)。在這一問題上，不同區(qū)域的電力負(fù)荷及負(fù)荷特性變化具有一定的共性特征。然而，由于不同區(qū)域的氣候特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、居民生活習(xí)慣不盡相同，使得天氣變化對(duì)電力負(fù)荷的影響又表現(xiàn)出一定的地域特征。因此，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，開展極端天氣對(duì)電力負(fù)荷特性的影響分析，探討氣象條件對(duì)電力負(fù)荷及負(fù)荷特性指標(biāo)的影響，對(duì)電力企業(yè)合理規(guī)劃電源電網(wǎng)建設(shè)、優(yōu)化電網(wǎng)負(fù)荷特性、實(shí)現(xiàn)合理調(diào)度有著十分重要的意義。

吉林省屬于溫帶大陸型季風(fēng)氣候區(qū)，春季干燥多風(fēng)，夏季溫?zé)岫嘤?，秋季秋高氣爽，冬季寒冷漫長(zhǎng)，全年降雪量約為550～910毫米，每年低溫持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。近年來，隨著全球污染加劇，溫室效應(yīng)對(duì)天氣的影響越來越大，極端天氣出現(xiàn)的頻率逐漸增加，吉林省每年都會(huì)出現(xiàn)1～3次的暴雪天氣。其中對(duì)電力負(fù)荷及負(fù)荷特性指標(biāo)影響最大的是2007年3月4日～5日的暴雪降溫天氣。選擇本次暴雪降溫天氣為研究對(duì)象，討論其對(duì)吉林省電力負(fù)荷的影響具有更強(qiáng)的代表性和實(shí)踐意義。

受南方氣旋和強(qiáng)冷空氣共同影響，吉林省從2007年3月4日凌晨開始出現(xiàn)明顯降雪、大風(fēng)、降溫天氣，這次暴雪天氣雪量和范圍，為建國(guó)以來之最。在降雪的同時(shí)，大部分城市出現(xiàn)大風(fēng)天氣，瞬時(shí)最大風(fēng)速為17米/秒～19米/秒，全省氣溫明顯下降，積雪深度達(dá)100～600毫米。

吉林省的持續(xù)低溫天氣一般從11月中旬開始，持續(xù)到次年2月結(jié)束，3月通常已經(jīng)進(jìn)入早春時(shí)節(jié)。發(fā)生在冬季的降雪由于處在持續(xù)低溫、降雪頻繁的環(huán)境中，產(chǎn)生的影響相對(duì)較小，而本次發(fā)生于3月的降雪和氣溫陡降的天氣對(duì)工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)活動(dòng)、居民生活都產(chǎn)生了較大的影響。強(qiáng)降雪導(dǎo)致部分地區(qū)農(nóng)業(yè)設(shè)施毀損；高速公路封閉，鐵路列車滯留，城市公共交通受阻，嚴(yán)重影響人們的出行；部分城市學(xué)校推遲開學(xué)，企事業(yè)單位停工，電力負(fù)荷迅速下降，部分電力線路跳閘。本文以吉林省某地區(qū)電網(wǎng)為例，分析了這次暴雪天氣對(duì)電力負(fù)荷特性的影響。

2.暴雪天氣對(duì)負(fù)荷特性的影響

2.1對(duì)負(fù)荷曲線的影響

2007年3月4日～3月5日，隨著降雪量的增加，此次暴雪天氣對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的影響逐漸顯現(xiàn)。為比較分析本次暴雪天氣對(duì)電力負(fù)荷及負(fù)荷特性的影響程度，特選取前后幾天時(shí)間同期數(shù)據(jù)為參照，3月3日～3月8日年吉林省某地區(qū)電網(wǎng)日負(fù)荷曲線如圖1所示。

通過對(duì)暴雪天氣發(fā)生前后的日負(fù)荷曲線分析可見，從3月4日6時(shí)起，該地區(qū)電網(wǎng)的用電負(fù)荷全面下滑，導(dǎo)致當(dāng)日負(fù)荷曲線形狀與其他日期的負(fù)荷曲線之間差異非常大。3月5日5時(shí)起用電負(fù)荷逐漸恢復(fù)，隨著用電負(fù)荷的陸續(xù)增加，3月6日負(fù)荷曲線形狀基本恢復(fù)，但負(fù)荷水平仍相對(duì)較低，直至3月8日才基本恢復(fù)至暴雪前水平。

2.2 對(duì)用電負(fù)荷的影響

由圖2可見，突發(fā)的暴雪天氣對(duì)某地區(qū)電網(wǎng)的用電負(fù)荷產(chǎn)生了較大影響。最大負(fù)荷與最小負(fù)荷的變化呈現(xiàn)出明顯“先降后升”的U形，而峰谷差的變化趨勢(shì)剛好與之相反。

最大負(fù)荷是指一天中用電負(fù)荷的最高值。由居民工作、生活習(xí)慣等因素決定，吉林地區(qū)電網(wǎng)春季正常日的最大負(fù)荷一般出現(xiàn)在19時(shí)。由于受到本次暴雪降溫天氣的影響，該地區(qū)出現(xiàn)交通不便、企事業(yè)單位停工、學(xué)校停課等情況，用電負(fù)荷下降十分明顯，3月4日～3月7日的最大負(fù)荷明顯低于正常水平。

最小負(fù)荷是指一天中用電負(fù)荷的最低值。吉林地區(qū)電網(wǎng)春季正常日的最小負(fù)荷一般出現(xiàn)在當(dāng)天的凌晨3時(shí)～5時(shí)，此時(shí)的電力負(fù)荷主要由連續(xù)性生產(chǎn)的企業(yè)和其他持續(xù)性夜間用電產(chǎn)生。暴雪天氣導(dǎo)致的企事業(yè)單位停工，夜間用電負(fù)荷隨之大幅降低，導(dǎo)致最小負(fù)荷下降明顯，3月5日的最小負(fù)荷196.4萬千瓦也是當(dāng)年全網(wǎng)最小負(fù)荷。

日峰谷差是指日最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之差，電力負(fù)荷組成、季節(jié)變化和節(jié)假日是影響峰谷差的主要因素。受暴雪天氣影響，2007年3月4日～3月5日該地區(qū)電網(wǎng)用電負(fù)荷迅速下降，峰谷差上升。當(dāng)年最大日峰谷差出現(xiàn)在當(dāng)年3月5日，達(dá)到105.97萬千瓦，同比增長(zhǎng)25.81%。

2.3對(duì)負(fù)荷特性指標(biāo)的影響

在電力負(fù)荷受到暴雪天氣影響的同時(shí)，負(fù)荷特性指標(biāo)也隨之改變。負(fù)荷率與最小負(fù)荷率在經(jīng)歷了3月4日與3月5日的陡降后逐漸回升，峰谷差率則在3月5日達(dá)到了頂點(diǎn)，隨后逐漸下降至正常水平。3月5日峰谷差率36.25%是近年來該電網(wǎng)日峰谷差率的最高值，表明本次暴雪天氣對(duì)該地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷特性的影響程度為歷年之最。

3.結(jié)論

吉林省地處中緯度地區(qū)，冬季天氣寒冷，暴雪天氣時(shí)有發(fā)生，對(duì)電力負(fù)荷及負(fù)荷特性指標(biāo)產(chǎn)生了較大影響。分析結(jié)果顯示，突發(fā)暴雪天氣會(huì)使得電力負(fù)荷在短時(shí)間內(nèi)迅速下降，負(fù)荷曲線形狀發(fā)生變化，并影響了負(fù)荷特性指標(biāo)，導(dǎo)致峰谷差與峰谷差率陡增。在處理極端天氣事件時(shí)，電網(wǎng)企業(yè)需要進(jìn)一步提高超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，保障電力供需平衡，為用戶提供可靠的電力供應(yīng)與高質(zhì)量電能，同時(shí)加強(qiáng)突發(fā)事件預(yù)案管理，提升突發(fā)事件應(yīng)對(duì)能力，保障電網(wǎng)健康、穩(wěn)定運(yùn)行。

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基金項(xiàng)目：吉林省社科基金（2013BS76）