电网负荷与温度关系研究

电网负荷与温度关系研究

吴衍达徐幸李喜同胡国华

国网菏泽供电公司，山东菏泽274000

一、分析基本原则

1.选取2015~2017年共三年夏季负荷数据进行分析。

2.选取9月15日~10月15日负荷与6月20日~8月20日负荷相比较，分析夏季制冷负荷增长趋势。

3.选取6月20日~8月20日每日最高负荷进行统计分析，归纳气温每升高1℃负荷变化情况。

二、制冷负荷计算与分析

（一）近三年温度统计

菏泽地区6月份的多年平均气温是26.5℃，极端最高气温38.9℃；7月份的多年平均气温是30.5℃，极端最高气温39.5℃；8月份的多年平均气温是27℃，极端最高气温37.5℃。

通过上述统计可以看出：

2015年夏季最高温度为38.2℃，超过35℃的高温天气有5天，最低温度19.2℃，属凉夏。2016年夏季最高气温37.5℃，高于35℃的天数为15天，最低气温19.1℃，夏季炎热。2017年夏季最高气温38.6℃，高于35℃的天数为23天，最低气温20.1℃，夏季酷热。近三年超过35℃的天数呈逐年增加趋势，故预测2018年夏季持续高温天气较多。

（二）制冷负荷估计

1.最大负荷比较法

（1）选取电网最大制冷负荷时段进行分析：最大制冷负荷对电网高峰负荷影响较大，故选取最大制冷负荷进行分析对比。

（2）确定比较的月份：7、8月份是制冷负荷最大的月份，与9、10月份负荷相比，除制冷负荷外，负荷特性组成基本相同（11月～来年3月有供暖负荷，3、4月份排灌负荷较大）故选取7、8月份与9、10月份负荷相对比。

为进一步减小误差，选取9月15日~10月15日之间（以下用9/10月表示）的负荷与6月下旬至8月份中上旬（以下用6/8月表示）的负荷相比较。

（3）确定比较的时段：对上述直接用最大负荷进行比较的方法进行修正，首先进行典型负荷曲线拟合，取各日最大负荷作为标准，计算日负荷曲线的标幺值，并对应每点负荷的标幺值计算该点在该月的平均标幺值。其方法如下：

从最近几年中选取典型月，下图即是2016年~2017年6月下旬至7月中上旬（以下用6/7月表示）、7月下旬至8月中上旬（以下用7/8月表示）与9月15日~10月15日之间月均标幺值的比较。

从上图中曲线可以看出，近年来6月下旬至7月中上旬、7月下旬至8月中上旬负荷曲线形状基本一致。但9、10月份负荷曲线有一定差异，晚高峰在18点左右，而且明显高于早高峰，这主要是由于照明时间提前，与其它负荷重叠所带来的。因此尽管全年18~22点是负荷高峰时段，但为了排除照明负荷的影响，我们对上表进行修正，选取10~18点的负荷进行比较，从图中也可以看出该时段日均负荷标幺值要明显高于9/10月日均负荷标幺值，并认为6/8月该时段的最大负荷与9/10月该时段的最大负荷之差即是制冷负荷。

2.基准负荷比较法

由于没有对制冷用电单独计量，没有现成的制冷负荷曲线，需要根据菏泽地区电网的负荷曲线推算制冷负荷曲线。推算过程是：

（1）每年5月份为春季，5月份每天的电网负荷曲线为：

2017年春季最大负荷是2302.1MW；用同样方法可以得出以10月为代表的秋季的平均负荷曲线，如下图所示，秋季最大负荷是2478.2万千瓦。

（3）以春季和秋季负荷曲线的平均值作为夏季没有开启制冷负荷的“无制冷用电负荷”，取春秋两个季度的平均值可以负荷的自然增长的影响，认为夏季负荷与“无制冷用电负荷”的差值就是受温度影响的制冷负荷。

（4）2015年菏泽地区电网的最高负荷出现在7月14日，当日最高温度37℃，最大负荷达到2981.2MW，最大制冷负荷也出现7月14日，达到1098.4MW，占系统负荷的36.8％。用上述方法推算出8月2日前后的制冷负荷曲线如下：

2017年菏泽地区电网的最大负荷出现在8月6日，当日最高温度36.6℃，整点最大负荷达到3730MW，测算当日的制冷负荷为1629.9MW，占系统负荷的43.7％。

3.小结

通过上述分析，可以判断2015年制冷最大负荷范围为750MW～1100MW之间，2016年制冷最大负荷范围为1050MW～1500MW之间，2017年制冷最大负荷范围为1500MW～1650MW之间。

综合2015～2017年的制冷负荷的测算结果，有以下特点：

（1）最大制冷负荷与夏季电网负荷最大负荷呈正相关关系。

（2）制冷负荷占电网负荷的比重很高，在电网最大负荷出现时，制冷负荷约占40%左右，并呈增加趋势，可见制冷负荷对电网的影响越来越重。

（3）与电网总体负荷相比，制冷负荷的增长远高于电网负荷的增长率，从年均增长率来看，最大制冷负荷的增长率达到年均22.89%。

（三）最高温度与制冷负荷的关系

2015~2017年菏泽地区夏季最高温度与制冷负荷曲线如下：

当温度在22℃～28℃，由于空气湿度与人的体感不同，此温度段内的空调负荷不会太大，且增长率也不会太快，故此模型在此温度段已不适用，需引入修正函数，设修正函数为：y=ax2+bx+c

推算此修正函数过（22，0）及（28，299）点，且在（28，299）点的增长率为30，故可以求出修正函数为：

y=0.69x2-8.64x

综上可得最高温度与最高空调负荷的模型为：

F(x)=0.69x2-8.64x(22℃≤x<28℃)

F(x)=1.003x3-82.62x2+2299x-2.13*104(28℃≤x<35℃)

F(x)=179.2x-5273x≥35℃

综上所述，可得温度与制冷负荷的关系如下：

（1）当温度在22℃～28℃时，最高温度每升高1℃，空调负荷大约增加0MW～30MW。

（2）当温度在28℃～35℃时，最高温度每升高1℃，空调负荷大约增加30MW～180MW。

（3）当温度在35℃及以上时，最高温度每升高1℃，空调负荷大约增加180MW。

三、结论

（一）最大网供负荷与最大制冷负荷情况

（1）2015年夏季最大网供负荷2981.2MW，最大制冷负荷为1098.4MW；2016年夏季最大网供负荷3427.2MW，最大制冷负荷为1500MW；2017年夏季最大网供负荷3730MW，最大制冷负荷为1630MW。预计2018年夏季最大空调负荷约2000MW，最高省调调度负荷为4400MW。

（2）夏季电网最大负荷出现时，制冷负荷占比约40%左右。从年均增长率统计，最大制冷负荷增长率年均22.89%。

（二）制冷负荷随温度增长趋势

（1）当温度在22℃～28℃时，最高温度每升高1℃，空调负荷大约增加0MW～30MW。

（2）当温度在28℃～35℃时，最高温度每升高1℃，空调负荷大约增加30MW～180MW。

（3）当温度在35℃及以上时，最高温度每升高1℃，空调负荷大约增加180MW。每持续一天，负荷增长约150MW。