关于天气变化对电力系统不同特性负荷的影响

龙源期刊网关于天气变化对电力系统不同特性负荷的影响作者：武春艳来源：《中国科技博览》2013年第37期【摘要】在电网运行过程中，天气变化对于不同特性负荷有着极为显著的影响作用，同时对于电网的安全正常运行也有着十分重要的意义，因此气象因素对于电网负荷预测的影响是非常必要的要就课题。本文我们将把气象因素和电网负荷融合在一起进行系统的分析，在探讨气象因素和电网负荷特性关系的前提下，着重研究日常的天气变化，如温度、湿度、气压以及风速等对于电网负荷特性的影响作用，从而为进一步加强天气变化的监测，以及保障电网安全运行提供重要保障。【关键词】天气变化；气象因素；电力系统；电网负荷；特性【分类号】：TM715一、引言电力负荷预测和负荷特性分析是电力管理部门的重要工作，预测的水平直接关系到电力系统运行的经济效益和社会效益。电力负荷受各种随机因素尤其是气候因素的影响剧烈，英国的一项研究结果表明，短期负荷预测的误差每增加1%将导致每年运行成本增加约1770万英镑。据国外资料统计，每增加1%的短期负荷预测误差将导致455万～910万美元的附加运行成本。导致负荷预测误差的一个重要原因就是影响负荷的各种随机因素与电力负荷关系的不确定性和难预测性。本论文主要针对气象因素对电网负荷特性的影响展开分析探讨，以期从中找到可供指导与借鉴的影响规律，并为电网负荷监控提供可信的依据，以此和广大同行分享。龙源期刊网二、天气变化与电网负荷关系概述1、电力系统负荷的特点电力系统的负荷是经常变化的，负荷的变化是具有周期规律的，电力负荷并非简单的重复一个周期，而是存在一个随即分量使每隔周期的数值发生改变。（2）电力负荷同时又是连续的，这是指在负荷曲线上任意相邻两点之间的变化是连续的，不存在奇点，从电力系统的稳定性要求可以找出负荷的连续性的原因。2、天气变化与电力负荷的关系根据前人的研究表明，气象因素是影响短期负荷的主要因素。为了得出电网负荷受气象因素影响的规律，做好电力负荷预测，保证电力供需平衡，必须在分析电力负荷变化特点的基础上，结合季节性气候变化的特征，定量的分析电网负荷与各种气象因素之间的关系。三、天气变化对电网负荷特性的影响探讨1、温度对电网负荷的影响在不同日期相同温度时，负荷变化不一定相同，可能会出现同一个温度对应几个不同的负荷值的情况。因此本文将同一气象因子（比如温度）对应的所有负荷值取平均值，形成了电网敏感负荷与气象因子一一对应的序列。如表1所示。按照上述方法，分别得到各个时段气象敏感负荷与温度数据序列，具体影响分析如下：（1）20～25℃為不弱感区，温度每升高1℃，电网敏感负荷平均增大45.655MW：（2）25～30℃为中度敏感区，温度每升高l℃，电网敏感负荷平均增大112.329MW；（3）30～36℃为强敏感区，温度每升高1℃，电网敏感负荷平均增大147.095MW。2、湿度对电网负荷的影响对于湿度对电网负荷的影响，同样可以采用上述的方法加以研究，建立电网敏感负荷与相对湿度的数据对应序列。如表2所示。（表2）（1）相对湿度为40%～55%区间内，相对湿度每增大1%，电网敏感负荷平均减小103.68MW；（2）相对湿度为55%～70%区间内，相对湿度每增大1%，电网敏感负荷平均减小130.22MW；（3）相对湿度为70%～90%区间内，相对湿度每增大1%，电网敏感负荷平均减小159.74MW。龙源期刊网根据所作监测的数据序列，相对湿度与气象负荷拟合的关系较好，呈现明显的线性相关性，利用回归理论，对各个时段建立气象敏感负荷与相对湿度之间的线性回归模型，夏季电网敏感负荷随相对湿度变化的规律：当相对湿度处于40%～95%敏感区间时，电网敏感负荷随相对湿度的变化显著，电网敏感负荷随相对湿度的增大而减小。3、其他气象因素对电网负荷的影响（1）气压对电网负荷的影响。建立电网敏感负荷与气压的数据序列，根据监测到的数据分析可知，夏季电网敏感负荷随气压变化的规律（其他气象条件不变）：当气压处于995～1015mb敏感区间时，电网敏感负荷随气压的变化显著，电网敏感负荷随气压的增大而减小。（2）风速对电网负荷的影响。建立电网敏感负荷与风速的数据序列，根据监测到的数据分析可知，电网敏感负荷与风速近似程线性相关，利用回归理论，可以建立电网敏感负荷与风速之间的线性回归模型，夏季电网敏感负荷随风速变化的规律（其他气象条件不变）：当风速处于2～6m/S敏感区间时，电网敏感负荷随风速的变化显著，电网敏感负荷随风速的增大而增大。四、弥补居民负荷冲击及缓解地区负荷压力的措施电力行业是资金密集型行业，厂网分开以后，电厂的建设资金来源基本解决，电源是否够用只是规划问题。而电网建设资金是一个迫在眉睫亟待解决的问题，目前电价又不能完全解决，暂时又不能吸纳其他股份，只靠贷款而不提高电价、不降低供电成本来解决电网资金问题，供电企业的负担将会越来越大。随着经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，夏季电力供求矛盾重新突现，开源节流应当放到同等重要的位置。当前电力供应紧张形势已得到党中央、国务院的高度重视，是争取有关政策的有利时机，同时也是推行各项节流措施的有利时机。通过地区夏天居民与地区负荷数据的分析，夏季增长的负荷主要是降温负荷，今年地区降温负荷约20-25万千瓦，占总负荷的30%以上。由此看来，解决夏季居民负荷造成的晚尖峰是缓解当前地区夏季负荷紧张的关键。1、建立专项资金保障空调负荷调控措施的实施。由于推广高效空调产品、蓄冷技术等空调负荷调控措施初期需要对用户进行激励作用的补贴（电价或直接补贴），政府需要制定专门的政策，以保证电力公实施各种措施的资金来源，弥补售电收入损失，并给予一定的节电效益分享。建议资金来源于需求侧管理专项资金，目前简单可行的办法是通过电力附加费的形式向用户征集和通过下调上网电价向发电方征集，或来源于财政专项资金。2、加强宣传力度，形成全社会对空调节能的共识。政府有关部门、电力公司要利用各种媒体形式大力宣传空调节能措施，以获得全社会的广泛认知和共同参与。3、设定适当空调温度。据有关资料介绍，空调温度提高1℃，可降低负荷5%以上。合理地提高房间的空调设定温度，对舒适度的影响并不大，但却可以降低空调负荷。龙源期刊网、推广高效节能空调器和促进现有空调系统节能改造。建立多种形式的补贴计划，如为购买达到规定节能标准以上高效空调器的用户提供直接补贴以提高高效空调的市场占有率；对空调节能改造贷款给于低息或无息政策促进空调节能改造。5、加强需求侧管理，严格执行峰谷分时电价和差别电价政策，利用经济杠杆引导客户合理用电，特别是引导大企业错峰、避峰、移峰填谷，力争通过电价政策的调整，合理配置电力资源，有效转移高峰负荷，缓解高峰期间电力供应不足的局面。五、结语电力负荷预测和负荷特性分析是电力管理部门的重要工作，预测的水平直接关系到电力系统运行的经济效益和社会效益。近年来经济持续高速增长，电力需求旺盛，电力供应紧张，与温度等气象因子有关的空调负荷比例逐年增大，随着人民生活水平的提高，降温或采暖负荷在总用电负荷中所占比重越来越大，直接影响电网安全经济运行。其中影响最明显的是夏季防暑降温负荷和冬季取暖负荷，即气象因素的变化导致增加的用电负荷。也就是说，气象因素对电网负荷特性的影响越来越大，因而必须研究负荷随气象变化的规律，为提高电力系统负荷的预测精度打下基础，为电力系统的安全、经济运行服务。参考文献：[1]张远亲，房云龙，汤燕冰.浦东电力负荷特性及与气象条件关系的研究[J].科技通报，2006，01：21-27.[2]朱振伟，方鸽飞，王国福，徐祥海.电网夏季气象敏感负荷特性分析[J].华东电力，2008，09：53-58.