马冲
(贵州电网有限责任公司电网规划研究中心 贵州省 贵阳市)
摘要:根据电力系统负荷侧同时率的基本定义、主要计算方法,定性分析了实际电网运行中影响同时率的主要因素,就同时率的确定提出了建议。
关键词:同时率
0 引言
最大负荷同时率(以下简称同时率)是电网规划的一项重要参数,其取值的合理性直接关系到规划方案的合理性以及规划落地后电网设备的实际利用程度,进而影响电网公司的投资效益。目前同时率的工程计算方法较多,但取值方式均较为理论化和粗放化,不能较为客观反映电网的实际运行水平,进而导致设备利用率低等问题频发。上述情况的存在,一方面在于对影响同时率的因素考虑不充分,一方面在于相关资料搜集、处理存在难度。鉴于后者受客观条件等因素的制约,需要逐步改进,本文重点分析同时率确定所需要注意的主要因素。
1 基本概念
在电力系统中,同时率被表征为系统综合最高负荷与系统各组成单位的绝对最高负荷之和的比值[1]。
2 主要预测方法
目前,同时率的主要确定方法包括以下几类:
(1)数学模型及计算机算法
主要包括K-means聚类算法和RBF神经网络模型预测算法等[5]。
(2)工程测算法
主要包括需用系数法、负荷密度法[2]、计及行业间的同时率法等[1]。
其中,需用系数表征系统运行负荷水平与所有用户容量之比,主要反映系统内用电设备的用电同时率。需用系数取值与行业相关。
负荷密度法是根据区域发展规划、人口规划、产业规划等信息,结合相关行业的用电标准,以不同用途来计算单位规划面积的负荷水平,由此反推区域同时率。
计及行业间的同时率法主要根据行业典型日负荷特性和规划区域的用地性质,以行业饱和负荷密度指标测算各类用地的最大负荷及发生时段[1],根据计算结果反推同时率,更多用于城市负荷预测中。
(3)估算法[6]
根据区域历史规划数据、历史用电水平,结合近期的政策、调研大用户运行、开发或新增产能等情况,初步判断规划期内各类产业用电占比的变化趋势,据此在历史数据的基础上做适当调整。
3 影响同时率的因素分析
(1)商用负荷
在区域负荷发展到饱和之前,由于政策、市场等因素的影响,用户总是处于动态的变化之中,对应的同时率必然随之变化,这种变化在商业用电中体现较为显著。例如,如何在前一规划期的房开(住宅)负荷水平的基础上,结合新增房开的情况,综合分析整个区域房开用户的同时率。以此类推,酒店、餐饮、汽修等行业存在类似的衔接问题[4]。在此类行业的负荷预测过程中,应综合考虑人口、城市发展等因素,参考历史情况,注意上一规划期中各行业报装容量与规划期末的实际负荷水平的关系;上一规划期中各行业逐年负荷水平与规划期逐年及期末的实际负荷水平的关系;本期规划各行业新增负荷与已有同类负荷的差异;有无重大的政策性、市场性或者人为的变化。
(2)民用负荷
民用负荷主要取决于人口变化[3],要注意上一规划期中人口发展情况与规划期逐年民用负荷水平的关系;现阶段实际的人口、民用负荷水平以及有无重大人口的变化趋势;本期规划中人口发展水平的依据及合理性。
需要强调的是,对于房开负荷的预测,既不能仅以报装容量无节制拔高,超越人口的实际水平;又要避免在商用和民用负荷重复计列该类负荷,造成谬误。
(3)工业负荷
相比于商用和民用负荷,在市场和政策不发生大变化的前提下,工业负荷的水平最为平稳,同时率变化很小。在该类负荷的预测过程中,要注意上一规划期各行业的产能及对应的负荷水平;各行业的同时率;
现阶段产业政策对各行业产能的影响,区内外供需情况与各行业产能的关系;本期规划新增工业用户的建设、报装或实际落地及生产情况。
(4)农村负荷
相比于城市负荷,受地理、经济及生活生产习惯等因素的影响,农村负荷特性明显,区域代表性强,分析同时率时应注意细化:
政策的变化和影响。以贵州为例,十三五以来所开展的生态移民搬迁工程,留燕行动、燕归行动等政府行为,对农村的民用负荷规模和综合负荷结构均有较大影响;此外,家电下乡等政商活动,使得农民的家用电规模增加,一定程度上也影响了同时率的变化。
负荷特性的影响。“日作夜休”是农村的传统生产生活习惯,除去纯白天和纯夜间的常规负荷外,应理清“日夜均作”(如烤烟负荷)“日小夜大”(如饲养保温负荷)等负荷的规模和工况特性。
电网发展的影响。在部分农村地区,由于中、低压配电网发展缓慢,存在电能质量低,早、晚高峰时期电压不满足要求等情况。尽管这类现象随着电网的完善将不断得以消除,但对实际的同时率确有影响。
(5)其他因素
气象影响。以温度为例,随着地球整体变暖趋势的加剧,冬季取暖和夏季降温负荷的规模、时段和持续时间等特性将发生较大的变化。
国际重大事件的影响。例如非典、新冠肺炎等疫情的出现,国内、外经济受到重大冲击,对用电负荷所带来的影响及持续时间难以预估。
4 相关建议
(1)加强对各行业(重点是工、商业)用电负荷数据(包含设备参数、工况特性、单位电耗等)的搜集工作,理清产能与负荷、报装与需用,平均和最大等之间的关系;
(2)加强对省内(市、县、镇)各行业负荷密度的调查研究;
(3)加强对人口与民用负荷水平关系的研究工作;
(4)提高电网规划人员在负荷相关数据搜集、处理、维护、更新等方面的基本素质、眼界和敏感度;
(5)加强对电网规划队伍的培养,大力提升规划人员的理论水平、分析能力和实际解决问题的手段;
(6)形成专门团队,结合电网规划基本需要和实际收资情况,开展适用于电网规划的负荷同时率算法或数学建模的研究,能动地指导规划。
参考文献
[1]冯磊等.计及行业间同时率的分区最大负荷预测方法及应用[J].电力大数据,2018,3(21): 7-13.
[2]电力系统设计手册.电力工业部电力规划设计总院,中国电力出版社,1998
[3]田怀源等.城市电网规划中负荷同时率的选择技术研究[J].四川电力技术,2011,1(34):38-41.
[4]何善瑾.上海电力系统最大负荷同时率分析[J].供用电,2008,1(25):13-15.
[5]高亚静等.考虑多重影响因素的负荷同时系数预测方法[J].中 国 电 机 工 程 学 报,2013,12(33):85-91.
[6]刘梅等.电力系统负荷预测.中国电力出版社,2007.
作者简介:
马冲(1984),男,高级工程师,从事电力系统输电网、电源规划、输变电项目可研评审工作。