“十二五”期間湖南電網(wǎng)電力負(fù)荷特性分析及其相關(guān)建議

賀輝

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司，長(zhǎng)沙 410004）

“十二五”期間湖南電網(wǎng)電力負(fù)荷特性分析及其相關(guān)建議

賀輝

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司，長(zhǎng)沙 410004）

負(fù)荷特性分析是電力市場(chǎng)分析預(yù)測(cè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，準(zhǔn)確把握電網(wǎng)負(fù)荷特性及其變化趨勢(shì)是做好電力規(guī)劃、生產(chǎn)、運(yùn)行工作的重要基礎(chǔ)，也是制定相關(guān)政策的重要參考［1—2］。文獻(xiàn)［3］對(duì)國(guó)家電網(wǎng)負(fù)荷特性進(jìn)行了分析研究，文獻(xiàn)［4］對(duì)“十五”期間湖南電網(wǎng)負(fù)荷特性進(jìn)行分析，文獻(xiàn)［5］對(duì)“十一五”期間南方電網(wǎng)負(fù)荷特性進(jìn)行分析。在“十二五”期間，電力供應(yīng)充足，負(fù)荷特性沒(méi)有受到供需矛盾的影響，以前針對(duì)湖南電網(wǎng)負(fù)荷特性分析得出的一些重要結(jié)論發(fā)生了改變［4］，需要對(duì)“十二五”期間湖南電網(wǎng)負(fù)荷特性的變化情況進(jìn)行總結(jié)和研究，分析其影響因素，并從電價(jià)機(jī)制完善等方面提出了改善負(fù)荷特性的建議。

1“十二五”期間湖南電網(wǎng)負(fù)荷特性

“十二五”期間，湖南電網(wǎng)電力供應(yīng)充足，以前因?yàn)殡娏┬杳軐?dǎo)致的負(fù)荷特性扭曲或畸變等現(xiàn)象均不復(fù)存在，從而每一個(gè)負(fù)荷特性指標(biāo)均真實(shí)可靠。分析這些真實(shí)的指標(biāo)數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)湖南電網(wǎng)負(fù)荷特性發(fā)生了一些新的變化，綜合起來(lái)，主要有以下幾個(gè)方面。

1.1 負(fù)荷增長(zhǎng)速度明顯放緩

在“十二五”期間，湖南全省經(jīng)濟(jì)保持穩(wěn)步增長(zhǎng)，但通過(guò)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，關(guān)停高能耗企業(yè)，大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)等措施，電力電量增速明顯放緩?！笆濉敝痢笆濉逼陂g湖南電網(wǎng)電力電量平均增速對(duì)比情況見(jiàn)表1所示。

表1“十五”至“十二五”期間湖南電網(wǎng)電力電量平均增速%

從表1可知，從“十五”期間，湖南電網(wǎng)電力電量的平均增速在逐漸放緩，特別是“十二五”期間，平均增速明顯降低，且用電量的增速低于電力的增速。

1.2 峰谷差和峰谷差率增加，負(fù)荷率減小

通過(guò)分析2011年到2015年湖南電網(wǎng)日負(fù)荷曲線(xiàn)數(shù)據(jù)，得到此時(shí)間段的日峰谷差、日峰谷差率和日負(fù)荷率等相關(guān)的指標(biāo)，見(jiàn)表2。

由表2可知，“十二五”期間，湖南電網(wǎng)的表征日電力負(fù)荷曲線(xiàn)波動(dòng)變化程度的指標(biāo)均變化明顯。最大峰谷差和平均峰谷差均快速增加，增幅分別為14.58%和14.63%；相應(yīng)地，最大峰谷差率和平均峰谷差率年均分別增加2.90%和3.45%；最小日負(fù)荷率和平均日負(fù)荷率年均則分別減少0.60%和0.80%。

表2“十二五”期間湖南電網(wǎng)日峰谷差、日峰谷差率和日負(fù)荷率

在新能源并網(wǎng)容量日益增加、電網(wǎng)負(fù)荷增幅放緩的時(shí)期，峰谷差、峰谷差率和負(fù)荷率的變化意味著整個(gè)電網(wǎng)的平穩(wěn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和調(diào)峰難度明顯增加。

1.3 最大負(fù)荷出現(xiàn)在冬季

統(tǒng)計(jì)“十一五”以來(lái)湖南電網(wǎng)的最大負(fù)荷和出現(xiàn)日期，見(jiàn)表3。

由表3可知，“十一五”以來(lái)湖南電網(wǎng)的年最大負(fù)荷多數(shù)出現(xiàn)在夏季。整體來(lái)說(shuō)，湖南電網(wǎng)的負(fù)荷基數(shù)低，受氣候和氣溫的影響明顯。但近4年，除了2013年夏季持續(xù)晴熱高溫天氣，長(zhǎng)沙地區(qū)持續(xù)高溫天數(shù)長(zhǎng)達(dá)48天，其他地區(qū)持續(xù)高溫天數(shù)均超過(guò)40天，空調(diào)降溫負(fù)荷迅猛攀升，最大負(fù)荷出現(xiàn)在夏季外，其余年份的最大負(fù)荷均出現(xiàn)在冬季。

表3“十一五”以來(lái)湖南電網(wǎng)的最大負(fù)荷及出現(xiàn)日期MW

同時(shí)湖南電網(wǎng)水電裝機(jī)容量所占比重較大，冬季處于枯水季節(jié)，當(dāng)最大負(fù)荷出現(xiàn)在冬季時(shí)，對(duì)保證電力供應(yīng)和水電機(jī)組檢修計(jì)劃安排等均帶來(lái)不利影響。

1.4 負(fù)荷的季節(jié)性變化減緩

月不均衡系數(shù)反映了月內(nèi)日電量分布的均衡性，其值越大，生產(chǎn)越均衡?！笆濉逼陂g湖南電網(wǎng)的月不均衡系數(shù)如圖1所示。

圖1“十二五”期間湖南電網(wǎng)月不均衡系數(shù)

從圖1可知，由于工業(yè)不景氣以及節(jié)能減排和電價(jià)調(diào)整等因素共同作用，工業(yè)用電量等基礎(chǔ)負(fù)荷減少，而居民和商業(yè)用電穩(wěn)步增加，導(dǎo)致月不均衡系數(shù)逐步減少，負(fù)荷的日間波動(dòng)越來(lái)越明顯，給日前負(fù)荷預(yù)測(cè)、日前發(fā)電計(jì)劃安排、機(jī)組出力調(diào)整和電網(wǎng)調(diào)峰等帶來(lái)新的問(wèn)題。

1.5 最大負(fù)荷利用小時(shí)和年負(fù)荷率均減少

對(duì)“十二五”期間湖南電網(wǎng)的年負(fù)荷特性指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其變化呈現(xiàn)明顯規(guī)律性的為最大負(fù)荷利用小時(shí)和年負(fù)荷率，見(jiàn)表4。

表4“十二五”期間湖南電網(wǎng)的最大負(fù)荷利用小時(shí)和年負(fù)荷率

由表4可知，“十二五”期間湖南電網(wǎng)的最大負(fù)荷利用小時(shí)減幅較大，達(dá)到了780 h，年均減少195 h。

年負(fù)荷率和最大負(fù)荷利用小時(shí)存在定量的計(jì)算關(guān)系

式中：Tmax為最大負(fù)荷利用小時(shí)；T0為全年日歷小時(shí)數(shù)，平年為8 760 h，閏年為8 784 h；δy為年負(fù)荷率。

可見(jiàn)本段時(shí)期內(nèi)湖南電網(wǎng)的年負(fù)荷率的變化趨勢(shì)與最大負(fù)荷利用小時(shí)的變化趨勢(shì)完全一致，減幅也非常明顯。

1.6 峰負(fù)荷累計(jì)時(shí)間明顯減少

表5為“十二五”期間湖南電網(wǎng)峰負(fù)荷累計(jì)時(shí)間。由表5可知，除了2013年連續(xù)晴熱高溫影響峰負(fù)荷總時(shí)間外，“十二五”期間，湖南電網(wǎng)的80%最大負(fù)荷以上的峰負(fù)荷總時(shí)間呈現(xiàn)整體減少的趨勢(shì)，特別是2015年僅721 h，比2011年的減少了1 250 h，表明夏季和冬季高負(fù)荷時(shí)段減少，負(fù)荷增速放緩。

表5“十二五”期間湖南電網(wǎng)峰負(fù)荷累計(jì)時(shí)間h

2 影響負(fù)荷特性的主要因素

2.1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和居民生活水平提高

在影響負(fù)荷特性變化的諸多因素中，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整在很大程度上決定了全社會(huì)電力消費(fèi)水平和電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化，因此對(duì)負(fù)荷特性具有全局性、根本性的影響。

從2011年開(kāi)始，湖南全省進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，優(yōu)化產(chǎn)能，逐步淘汰落后高能耗企業(yè)，進(jìn)一步扶植低能耗、高附加值的新興產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，由于城鄉(xiāng)居民生活水平提高，居民用電電量穩(wěn)步增加。從而湖南電網(wǎng)的用電結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，“十二五”期間湖南電網(wǎng)用電構(gòu)成所占比例見(jiàn)表6。

由表6可知，“十二五”期間，第一產(chǎn)業(yè)用電占比很小，且逐步減少；第二產(chǎn)業(yè)用所占比例減少，但依然占主要位置，其中第二產(chǎn)業(yè)中的工業(yè)用電所占比減少；第三產(chǎn)業(yè)用電和城鄉(xiāng)居民生活用電所占比例逐漸增加。

由于負(fù)荷平穩(wěn)和用電量巨大的工業(yè)用電減少，導(dǎo)致基礎(chǔ)負(fù)荷或低谷負(fù)荷減少，負(fù)荷的相對(duì)變化率增加，從而用電量增速放緩，負(fù)荷峰谷差和峰谷差率增加，日負(fù)荷率和年負(fù)荷率降低。

同時(shí)，隨著空調(diào)、電采暖器等家用電器的日益普及，城鄉(xiāng)居民生活用電增加。由于這類(lèi)負(fù)荷具有明顯的時(shí)段性和季節(jié)性，在一定程度上增加了負(fù)荷的日峰谷差和峰谷差率，降低了日負(fù)荷率和年負(fù)荷率，減少了最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。

2.2 氣溫氣候的影響

氣溫氣候?qū)ω?fù)荷特性的影響主要通過(guò)降溫和采暖負(fù)荷的變化表現(xiàn)出來(lái)。按如下方法估算降溫負(fù)荷和采暖負(fù)荷：考慮湖南電網(wǎng)春季受小水電發(fā)電影響明顯，以10月份（扣除節(jié)假日）負(fù)荷作為無(wú)降溫和采暖的基礎(chǔ)負(fù)荷，得到其日平均負(fù)荷曲線(xiàn)，再求當(dāng)年的年最大負(fù)荷與無(wú)降溫和采暖平均日負(fù)荷曲線(xiàn)的最大負(fù)荷之差，即為估算的最大降溫或采暖負(fù)荷，見(jiàn)表7。

表6“十二五”期間湖南電網(wǎng)用電構(gòu)成所占比例%

表7“十二五”期間湖南電網(wǎng)最大降溫或采暖負(fù)荷

由表7可知，“十二五”期間，湖南電網(wǎng)的最大降溫或采暖負(fù)荷約占年最大負(fù)荷的35%。夏冬的極端溫度，降溫負(fù)荷和采暖負(fù)荷增加，使高峰時(shí)期負(fù)荷呈不斷增長(zhǎng)趨勢(shì)，日負(fù)荷率較低，峰谷差增大。當(dāng)連續(xù)晴熱或寒冷天數(shù)較多時(shí)，年最大負(fù)荷增加明顯，從而年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)減少，年負(fù)荷率降低。

2.3 電價(jià)的調(diào)整

電價(jià)對(duì)負(fù)荷特性的影響包括電價(jià)水平影響和電價(jià)結(jié)構(gòu)影響2個(gè)方面。電價(jià)水平影響涉及因素較為復(fù)雜，如：經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、全社會(huì)物價(jià)指數(shù)、各類(lèi)用戶(hù)對(duì)電價(jià)的承受能力等，很難從中分離出電價(jià)水平對(duì)負(fù)荷特性的影響程度。

電價(jià)結(jié)構(gòu)對(duì)負(fù)荷特性的影響，主要體現(xiàn)在峰谷電價(jià)方面。峰谷電價(jià)的執(zhí)行，一方面抑制高峰負(fù)荷的增長(zhǎng)，另一方面有較明顯地拉高負(fù)荷率的作用。電網(wǎng)設(shè)備的利用率在一定程度上得到了提高。

“十二五”以來(lái)，湖南分別于2011年6月1日［4］、2011年12月1日［5］和2015年4月20日［6］進(jìn)行了3次較大的電價(jià)調(diào)整。第一次電價(jià)調(diào)整主要暫停發(fā)電側(cè)峰谷分時(shí)電價(jià)，增加了工業(yè)用電電價(jià)，并縮小了用電側(cè)的峰谷分時(shí)電價(jià)時(shí)段價(jià)差，對(duì)高能耗企業(yè)的用電影響非常明顯，對(duì)電力負(fù)荷特性變化起了決定性的作用，電價(jià)調(diào)整前后湖南電網(wǎng)某地區(qū)2日負(fù)荷曲線(xiàn)對(duì)比，如圖2所示。第二次電價(jià)調(diào)整主要針對(duì)居民用電實(shí)行階梯電價(jià)，而居民用電量不多，對(duì)電力負(fù)荷特性變化影響不明顯。第三次電價(jià)調(diào)整處于經(jīng)濟(jì)疲軟期，并且實(shí)施時(shí)間不長(zhǎng)，其對(duì)電力負(fù)荷負(fù)荷特性影響還沒(méi)有顯現(xiàn)出來(lái)。

圖2 湖南電網(wǎng)某地區(qū)2日負(fù)荷曲線(xiàn)對(duì)比

從圖2可知，在2011年峰谷分時(shí)電價(jià)調(diào)整前，某地區(qū)的高能耗僅利用負(fù)荷低谷時(shí)段（23：00～07：00）進(jìn)行生產(chǎn)，而數(shù)量多、容量小且發(fā)電曲線(xiàn)未接入自動(dòng)化系統(tǒng)的小水電廠則在此時(shí)段停機(jī)蓄水，從而形成了明顯的早班高峰負(fù)荷時(shí)段。而峰谷分時(shí)電價(jià)調(diào)整后，發(fā)電側(cè)的小水電發(fā)電不受時(shí)段限制，而用電側(cè)的高能耗早班用電電價(jià)增加，從而負(fù)荷曲線(xiàn)變得正常。

3 建議

3.1 完善峰谷電價(jià)機(jī)制

由于目前執(zhí)行峰谷電價(jià)的范圍主要是在工業(yè)行業(yè)（一般在30%～50%），峰谷電價(jià)對(duì)用戶(hù)的激勵(lì)作用有限。從執(zhí)行情況來(lái)看，非連續(xù)性生產(chǎn)工業(yè)行業(yè)可以通過(guò)調(diào)整生產(chǎn)，最大限度的利用低谷電。而連續(xù)性生產(chǎn)行業(yè)，由于其連續(xù)生產(chǎn)的性質(zhì)，在實(shí)行峰谷電價(jià)后電費(fèi)前后變化不大，響應(yīng)的積極性不高。因此對(duì)于峰谷電價(jià)，只有進(jìn)一步加大峰谷電價(jià)差的比例和擴(kuò)大峰谷電價(jià)的實(shí)施范圍，同時(shí)調(diào)整峰谷時(shí)段的劃分范圍，減少平價(jià)時(shí)段的區(qū)間，擴(kuò)大實(shí)行峰谷電價(jià)時(shí)段的比重，實(shí)行分時(shí)段按功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)，擴(kuò)大用戶(hù)的響應(yīng)程度，充分挖掘低谷的用電潛力，才能更好地實(shí)現(xiàn)峰谷電價(jià)對(duì)于電網(wǎng)移峰填谷、改善負(fù)荷曲線(xiàn)的作用。

3.2 加強(qiáng)用電需求側(cè)管理，改善負(fù)荷特性

隨著人民生活水平和城鎮(zhèn)化率的提高，預(yù)計(jì)未來(lái)將呈現(xiàn)負(fù)荷率下降、峰谷差率提高的趨勢(shì)。為了提高電網(wǎng)和設(shè)備的綜合利用效率，保證電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，應(yīng)加強(qiáng)需求側(cè)管理，引導(dǎo)社會(huì)各界節(jié)約用電、合理用電，從而優(yōu)化負(fù)荷曲線(xiàn)和負(fù)荷特性指標(biāo)。

3.3 加強(qiáng)充電裝置、分布式電源發(fā)展對(duì)負(fù)荷特性影響的研究

隨著數(shù)量多，容量小的電動(dòng)汽車(chē)充電裝置和分布式電源的快速發(fā)展，其對(duì)負(fù)荷特性的影響將凸顯出來(lái)，但是目前缺乏其對(duì)負(fù)荷特性影響的定量分析。在加強(qiáng)其對(duì)負(fù)荷特性影響分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)經(jīng)濟(jì)手段激勵(lì)電動(dòng)汽車(chē)在負(fù)荷低谷時(shí)段充電。同時(shí)，促使分布式電源與儲(chǔ)能裝置有機(jī)結(jié)合，改變其充放電時(shí)間規(guī)律，從而改變電網(wǎng)負(fù)荷特性，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于多種因素的共同影響，“十二五”期間湖南電網(wǎng)的電力負(fù)荷特性發(fā)生了明顯的變化，給電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)了困難。因此，分析影響其變化的相關(guān)原因，并提出改善負(fù)荷特性的相關(guān)建議，可以?xún)?yōu)化負(fù)荷曲線(xiàn)，提高電網(wǎng)和設(shè)備的利用效率，從而可以提高整個(gè)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能力。D

［1］ 趙希正.中國(guó)電力負(fù)荷特性分析與預(yù)測(cè)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2002.

［2］ 賀輝.負(fù)荷預(yù)測(cè)與負(fù)荷管理［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2013.

［3］ 陳偉，周峰，韓新陽(yáng)，等.國(guó)家電網(wǎng)負(fù)荷特性分析研究［J］.電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2008，20（4）：25-29.

［4］ 侯雪波.湖南電網(wǎng)“十五”期間負(fù)荷特性分析［J］.華中電力，2007，20（4）：32-35.

［5］ 唐寶，董征.“十一五”期間南方電網(wǎng)負(fù)荷特性分析［J］.中國(guó)電力，2012，45（10）：30-35.

［6］ 湖南省物價(jià)局.關(guān)于省電網(wǎng)電價(jià)調(diào)整有關(guān)問(wèn)題的通知［Z］.2011.

［7］ 湖南省物價(jià)局.關(guān)于省電網(wǎng)電價(jià)調(diào)整有關(guān)問(wèn)題的通知［Z］.2011.

［8］ 湖南省物價(jià)局.關(guān)于降低全省燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)和工商業(yè)用電價(jià)格的通知［Z］.2015.

（本欄責(zé)任編輯孫 晶 馬 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）

負(fù)荷特性分析是電力市場(chǎng)分析預(yù)測(cè)工作的一個(gè)基礎(chǔ)性工作。對(duì)“十二五”期間湖南電網(wǎng)的負(fù)荷特性變化進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納總結(jié)，對(duì)影響負(fù)荷特性的一些重要因素進(jìn)行了分析探討。針對(duì)負(fù)荷特性新變化，提出了改善負(fù)荷特性的相關(guān)建議。

“十二五”時(shí)期:湖南電網(wǎng)；負(fù)荷特性；影響因素；建議

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

賀輝（1974），男，湖南寧鄉(xiāng)人，博士，高級(jí)工程師，主要從事電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和電壓管理工作。