摘要：阳江海陵岛地区属于旅游区，峰谷差逐步增大，负荷率和年最大负荷利用小时数呈现下降趋势，对其进行科学的负荷特性的分析、调研和预测对电网的生产运行和规划发展有较好的指导作用。
关键词：负荷特性；负荷峰谷差；最大负荷利用小时数；
近年来，随着电力供需矛盾的加剧以及用电结构的变化，阳江电网最大负荷持续快速增长，特别是海陵岛地区属于旅游区，峰谷差逐步增大，负荷率和年最大负荷利用小时数呈现下降趋势，高峰期和电力设备检修季节供需矛盾日益尖锐，电网调峰困难，电力供应紧张，给系统的安全稳定运行带来很大威胁，也给电力市场分析预测、规划和市场营销工作带来诸多困难。在此形势下，负荷特性的分析、调研和预测对电网的生产运行和规划发展愈加重要。
研究负荷特性，科学合理的负荷特性分析是电网生产运营和规划发展工作的重要条件。通过准确把握负荷特性的变化规律和发展趋势，及时有效实施电力负荷调控，能够使区域负荷分布趋于平稳，保障发电机组乃至整个电网运行的安全可靠性，优化发输配电设备的利用率管理，提高企业生产的经济效益和社会效益，也为准确预测电力负荷、开拓电力市场、调整电源结构、优化配置资源等提供决策依据。与此同时，在我国电力体制改革不断深化和市场经济高速发展的背景下，电力负荷特性分析对电力企业的生产、经营、管理以及电网的规划发展起着愈加重要的作用。通过对负荷特性进行分析，研究电力负荷与主要影响因素间的关系，在此基础上，根据其内在变化规律预测今后的用电需求，将有效提高电力负荷预测的精度。
1 研究现状
阳江市海陵岛是广东第四大海岛，位于阳江市西南沿海，总面积132.6平方公里，岛岸线全长107.1公里，20米等深线以内浅海域面积640平方公里。海陵岛具有丰富的滨海旅游资源，是阳江发展滨海旅游的优势和特点，是广东省发展滨海旅游业重要旅游组团之一。近年来，海陵区着力打造“国内一流、世界知名的国际生态旅游岛”，凭借优越的自然环境和得天独厚的资源优势，吸引了保利、恒大、敏捷、顺峰、中山力信等各方客商加盟海陵岛的开发建设，出台了以基础设施建设、旅游项目建设、城市扩容提质为“三大抓手”加快海陵经济发展，全区重点项目建设如火如荼。
至2018年底，海陵岛电网供电总面积109.8km2，用电人口8.38万人，2018年全社会最大负荷71MW，比上年增长-4.05 %，全社会用电量2.43亿kWh，比上年增长14.08%。
2018年海陵岛电网上级电源情况见表1-1所示。
表1-1 上级电源情况
由上表可知：至2018年底，海陵岛有2座110kV变电站，其中闸坡变电站为双主变电站，古劳山变电站为单台主变，总容量103MVA。10kV线路26回，其中公用线路23回，专用线路3回。10kV公用线路总长度326.24公里，其中架空总长度217.59公里，电缆总长度108.65公里。10kV公用线路装接配变总数609台，总容量22.44万kVA，其中公用配变221台，总容量7.13万kVA；专用配变388台，总容量15.31万kVA。
2 研究方法与应用数据
本文选取合理的负荷特性指标进行计算，绘制阳江海陵岛地区以及各行业的年负荷曲线、典型日负荷曲线，分析地区及各产业的负荷特性和用电规律，对比海陵岛用电特性与非旅游地区用电特性的异同。
归纳影响海陵岛负荷特性的因素，包括经济形势、产业结构、城镇化及人民生活水平、电价、气候、供需等，对各个影响因素进行解耦，结合阳江产业结构规划、经济模式转变、相关政策推行等社会发展形势，分别研究各影响因素对海陵岛负荷特性的影响情况，重点研究旅游业对海陵岛负荷特性的影响。
负荷特性指标是进行负荷分析、掌握负荷随时间变化规律和特性的基础，可以分为年负荷特性和日负荷特性。
3 负荷特性分析
3.1.1年负荷特性指标
1）年负荷曲线：按全年逐月最大负荷绘制的曲线，反映最大负荷的变化规律。为简化计算、便于分析，本报告采用每小时整点负荷值进行计算。
2）季不均衡系数：全年各月最大负荷的平均值与年最大负荷的比值，也称年不均衡率，表征一年内月最大负荷变化的不均衡性。计算公式如下：
3）年最大负荷利用小时数：年用电量与年最大负荷的比值。
4）年平均负荷曲线：按全年逐月平均负荷绘制的曲线，反映平均负荷的变化规律。
5）年最大峰谷差（率）：全年各日峰谷差（率）的最大值。
6）年平均峰谷差（率）：全年各日峰谷差（率）的平均值。
3.1.2月负荷特性指标
1）月最大负荷：每月各日负荷的最大值。
2）月平均负荷：每月各日平均负荷的平均值。
3）月不均衡系数：每月的平均负荷与月内最大负荷日平均负荷的比值（月平均日电量与最大负荷日电量之比），代表了月内负荷变化的不均衡性及各日电量分配的差异程度。计算公式如下：
3.1.3日负荷特性指标
1）日最大负荷：每日负荷的最大值。
2）日平均负荷：日用电量除以24小时。本报告中采用每小时整点负荷的平均值近似代表。
3）日负荷率：日平均负荷与日最大负荷的比值，表示负荷一天内的平稳程度。计算公式如下：
4）日最小负荷率：日最小负荷与日最大负荷的比值，表示负荷一天内的变化幅度。计算公式如下：
5）日峰谷差：日最大、最小负荷之差与日最大负荷的比值，表示负荷峰谷差距的相对程度。
6）日负荷曲线：按时间顺序以每小时整点负荷绘制的负荷曲线，反映典型日负荷的变化规律。
3.2.1年负荷特性分析
1、季不均衡系数
2014～2018年海陵岛电网负荷季不均衡系数见表3.2-1。所有数据根据阳江市电网电力调度控制中心提供的8760小时整点统调负荷数据进行整理分析。
表3.2-1 2014～2018年海陵岛负荷季不均衡系数
从表中可以看出，海陵岛电网2014～2018年间，负荷季不均衡系数基本在0.580～0.661之间，说明不同季度之间海陵岛负荷差异性较大，有明确的旺季和淡季的区别。广东电网负荷季不均衡系数基本在0.835～0.895之间，海陵岛电网与广东全网的负荷季不均衡系数有较大偏差，主要原因是旅游业为海陵岛主要产业，其季度性较强，淡季与旺季的负荷差异较大。
2、最大负荷利用小时数
2014～2018年海陵岛电网最大负荷利用小时数见表3.2-2、图3.2-1所示，结合海陵岛经济发展与电力供应形势及政策推行情况，对海陵岛电网最大负荷利用小时数变化进行分析。
表3.2-2 2014～2018年海陵岛电网最大负荷利用小时数
图3.2-1 海陵岛电网最大负荷利用小时数曲线
海陵岛电网在2014至2018年最大负荷利用小时数在2950-3500小时范围内波动，由于负荷总量较小，所以最大负荷利用小时数波动范围也较大。最大负荷利用小时数的变化与季不均衡系数相对比，经济形势、电力供应形势是共同影响因素。不同的是，最大负荷利用小时数受产业结构和用电政策影响更为直接，而季不均衡系数的影响因素主要是气候气温变化和电力供应形势。预计海陵岛在未来的最大负荷利用小时数应在2900-3200左右，且呈稳中有降的趋势。
3、年负荷曲线
2014～2018年海陵岛电网年负荷曲线如图3.2-2所示，按照每年逐月最大负荷进行绘制。从图中曲线可以看出，2014～2018年逐月最大负荷呈现波动增长趋势。在2014-2018年五年期间海陵岛渔业及旅游业稳步发展，年社会最大负荷呈较快的增长趋势，同时由于气候等因素，年负荷曲线波动幅度逐步增加，“倒V字”型尖端愈加明显。
2014～2018年海陵岛电网逐年最大负荷曲线如表3.2-3和图3.2-3所示。
表3.2-3 2014～2018年海陵岛电网最大负荷（单位MW）
图3.2-3 2014～2018年海陵岛电网逐年最大负荷曲线
海陵岛整体气候夏季高温多雨，冬季温和湿润。通常5月份天气转热，7～9月持续高温，10份气温逐步下降，12月至次年2月气温相对较低。从图中曲线可以看出，最大负荷受气候气温因素影响较大，主要有以下特点：
1）年最高负荷一般出现在8月，7～10月为全年负荷峰期。此期间受炎热天气影响，空调等制冷设备普遍应用，降温负荷大量增加。
2）年最大负荷的低谷出现在12至次年2月，基本都处于寒假及春节所在月份。此期间工厂与企业基本放假，学生与农民工等返乡探亲，生产及办公负荷大幅减少；且春节期间广东气候适宜，保温负荷增加不明显，同时春节期间非海陵岛渔业及旅游业旺季，故负荷水平较低。
3）冬夏最高负荷差距逐渐增大。随着人民生活水平的提高和温室效应加剧，夏季降温负荷逐年增加；冬季负荷增长点不多，冬夏用电高峰差距逐渐拉大。
4）10月份为海陵岛旅游旺季，同时值国庆假期，10月份负荷在部分年份常常高于9月份负荷，为海陵岛电网较为突出的特点。
4、年平均负荷曲线
2014～2018年海陵岛电网年平均负荷曲线如表3.2-4和图3.2-4所示，按照每年逐月平均进行绘制。
可以看出，海陵岛电网年平均负荷曲线与年最大负荷曲线变化趋势基本相同，均呈现波动增长。2014年至2018年每年逐月平均负荷稳步增长并呈现“倒V字”型结构，逐年“倒V字”型尖端愈加明显。
表3.2-4 2014～2018年海陵岛电网平均负荷（单位MW）
图3.2-4 2014～2018年海陵岛电网逐年平均负荷曲线
从图3.2-4中曲线可以看出，年内平均负荷形状较为一致，且与最大负荷曲线一样受气候气温、节假日等因素影响较大。平均负荷最高峰均出现在8月份，6～9月平均负荷水平较高。平均负荷的低谷出现在春节所在1月或2月，且冬夏负荷差距呈现逐年略微扩大的趋势。
5、最大峰谷差及平均峰谷差
2014～2018年海陵岛电网负荷最大峰谷差与平均峰谷差详见表3.2-5、3.2-6，最大峰谷差与平均峰谷差变化如图3.2-5、3.2-6所示。
表3.2-5 2014～2018年海陵岛电网负荷最大峰谷差
表3.2-6 2014～2018年海陵岛电网负荷平均峰谷差
图3.2-5 年内最大峰谷差变化趋势
图3.2-6 年内平均峰谷差变化趋势
由图3.2-5至3.2-6可见峰谷差基本随着最大负荷的增长亦呈增长趋势。海陵岛电网由于全社会用电负荷水平总体较低，所以年内最大峰谷差波动较大，最大峰谷差时刻一般出现在6-10月即夏季。平均峰谷差在年内的波动相对最大峰谷差平稳，2014-2018年平均峰谷差最大月份均为8月。年内最大峰谷差率受天气和负荷控制措施影响较大，随机性较强；年内平均峰谷差率曲线一致性相对较高，且季节性规律较强，夏季年内平均峰谷差较大，冬季则较小。
3.2.2月负荷特性分析
1、月不均衡系数
2014～2018年海陵岛负荷月不均衡系数如图3.2-7、3.2-8所示。月不均衡系数的大小取决于月平均负荷与月内最大负荷日平均负荷（月平均日电量与最大负荷日电量）的差异程度，其值越高，说明月内负荷变化越小，各日电量分配越均衡。
表3.2-7 2014-2018年海陵岛电网负荷月不均衡系数
图3.2-7 2014-2018年海陵岛电网负荷月不均衡系数
图3.2-8 2014-2018年海陵岛电网负荷月不均衡系数年平均值
由图可以看到，2014～2018年海陵岛月不均衡系数年平均值相比全省处于比较低的水平，大约在0.77～0.82之间，原因首先是海陵岛总体负荷水平不高，平均负荷水平不高，故体现出月平均负荷（平均日电量）与最高负荷日水平差距较大，月负荷均衡性较低。
同时对比各年逐月负荷月不均衡系数值，可以看出每年10月份的月不均衡系数值相比相邻月份有较大差异，往往处于较低水平。主要原因是10月份初为旅游旺季，海陵岛负荷在10月初处于较高水平，同时10月中旬受气候影响天气转凉，负荷下降较为明显，导致月平均负荷不高，故月不均衡系数相比相邻月份较低。
总体来说，影响海陵岛电网负荷月不均衡系数大小的因素主要为季节变化、节假日等。月不均衡系数的平均值受产业结构影响较大，而逐月不均衡系数在这些影响因素的共同作用下，变化具有一定的随机性。
3.2.3日负荷特性分析
1、日负荷率与日最小负荷率
2014～2018年海陵岛电网日负荷率、日最小负荷率如表3.2-9、3.2-10所示，逐年变化如图3.2-9、3.2-10。日负荷率是日平均负荷与日最大负荷的比值，反映出负荷一天内的平稳程度；日最小负荷率是日最小负荷与日最大负荷的比值，反映出负荷一天内的变化幅度。
表3.2.9 2014～2018年海陵岛电网日负荷率表
表3.2.10 2014～2018年海陵岛电网日最小负荷率表
图3.2-9 2014～2018年海陵岛电网年平均日负荷率曲线
图3.2-10 2014～2018年海陵岛电网年平均日最小负荷率曲线
由图可知，近5年来海陵岛电网全年平均日负荷率在0.78～0.80左右，平均日最小负荷率在0.58～0.60之间。
由图还可以看出，夏季与冬季平均日负荷率变化趋势相同，仅变化程度略有差异。夏季因为受制冷负荷的影响，日负荷率与日最小负荷率均稍高于冬季水平，日负荷率差距均在0.08以内，日最小负荷率差距均在0.13以内。夏季平均日负荷率约0.80～0.83，冬季平均日负荷率约为0.74～0.76；夏季平均日最小负荷率约为0.63～0.66，冬季平均日最小负荷率约为0.51～0.54。
总体看来，海陵岛电网年平均日负荷率和日最小负荷率，主要受经济发展水平、产业结构及其用电所占比重、负荷构成等因素影响，同时也与调整负荷的措施有关。工业化水平越高、连续性生产工业用电的比重越大，年平均日负荷率与日最小负荷率越高；电力系统人为的进行削峰填谷，错峰幅度大，年平均日负荷率与日最小负荷率也较高。反之，若系统中市政生活、商业及照明用电比重越大，则年平均日负荷率与日最小负荷率就比较低。
各年逐月平均日（最小）负荷率变化趋势如图3.2-10所示。可以看到，由于气候气温变化的不确定性，海陵岛电网日负荷率和日最小负荷率在年内各月份的差异不尽相同，具有一定的随机性，但变化趋势比较一致。
海陵岛电网月平均日负荷率和日最小负荷率曲线在近五年呈现相近的趋势，随着经济发展和电网的建设，各时段用电构成逐步稳定，月平均日负荷率、月平均日最小负荷率波动幅度减小。从年内总体变化趋势来看，夏季普遍高于冬季，春节所在月份通常较低，由于海陵岛旅游业发达，在“五一”、“十一”等假期所在月份月平均日负荷率、月平均日最小负荷率较高，与广东电网整体情况有较大差异。由此可知，在经济水平和产业结构相对较稳定，电力供应压力缓解的情况下，月平均日负荷率、月平均日最小负荷率主要受气候气温和节假日影响较大。
4 结论和建议
1、近年来，海陵岛电网季不均衡系数基本在0.58～0.66之间，最大负荷利用小时数在2950～3500之间。月不均衡系数年平均值在0.77～0.82左右，逐月来看，由于十月份海陵岛地区由夏季高温逐步降温，同时包含假期旅游高峰，故月不均衡系数最低，五月份至9月份月不均衡系数整体比十一月至次年四月略低。
2、海陵岛电网年最大负荷、年平均负荷呈正弦波增长趋势，近年来年增速有所放缓。年内最大负荷曲线和平均负荷曲线均呈“倒V”型，随着峰谷差的不断增大，“倒V”型尖端愈加明显。
3、近年来，海陵岛电网年平均日负荷率在0.78～0.80左右，年平均日最小负荷率在0.58～0.60之间，夏季因为受制冷负荷的影响，日负荷率与日最小负荷率均稍高于冬季水平，日负荷率差距均在0.08以内，日最小负荷率差距均在0.13以内。
4、典型日负荷曲线各年份形状一致性很高，夏季全天最高峰通常出现在23时，而冬季最高峰时间并不完全一致，一般出现在晚19时左右，且受海陵岛产业结构影响，早高峰、午间低谷、下午高峰与傍晚低谷间隔时间段、不明显且幅度不大。
5、着力建设电力需求侧管理的长效机制，推动海陵岛电网电力的健康持续发展。通过峰谷电价、可中断电价、节能降耗、蓄能等措施，有效实施电力需求侧管理，优化资源配置，实现电网负荷的均衡发展，从而改善负荷特性指标，促进电网运行的稳定性和可靠性，提高电网的经济效益和社会效益。
论文作者:王训龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/6
标签：负荷论文; 电网论文; 系数论文; 平均论文; 曲线论文; 不均衡论文; 最小论文; 《基层建设》2019年第23期论文;