湖南电网负荷特性变化和峰谷电价分析.pdf

第 2 6卷 2 O O 6年 第 3 期 湖南电 力 研 究与 试验 湖南电网负荷特性变化和峰谷电价分析 刘志 刚 ，王冬 容 ( 1 湖南大学，湖南 长沙 4 1 0 0 8 2 ；2 长沙电监 办，湖南 长沙 4 1 0 0 0 7 ) 摘 要 ：通过 对峰 谷 电价 ，尤其 是 2 0 0 4年 7月新 的峰 谷 电价 实施 以来 ， 湖 南 电 网的峰 谷 电量 时段 分配和 负荷 特性 变化 的分析 ，总结 出湖 南电 网 负荷峰谷 矛盾特征 和 日负荷峰 谷 位 移 的 变化 趋 势 ，找 出其 中的 原 因并 提 出相应 的峰谷 电价 比设 置和峰谷 时段 划 分等政 策 建 议 。 关 键词 ：负荷特性 ；分 时电价 ；峰 谷 电价 比 ；峰 谷 时段 中图分 类号 ：T M7 1 5 文献 标识码 ：A 文章编 号 ：1 0 0 8 0 1 9 8 ( 2 0 0 6 ) 0 3 0 0 0 1 0 4 Ana l y s i s o f l o a d c u r v e v a r i a t i o n a n d pe a k - v a l l e y pr i c e i n H u n a n po we r g r i d LI U Zhi ga ng W ANG Dong r on g。 ( 1 Hu n a n Un i v e r s i t y ，Ch a n g s h a 4 1 0 0 8 2，Ch i n a；2 Ch a n g s h a Of f i c e，S ERC，Ch a n g s h a 4 1 0 0 0 7 ，Ch i n a ) Ab s t r a c t ： Thr ou g h a n a l y z ing loa d c ur v e v a r i a t i o n a n d e n e r gy t i me di s t r i b u t i o n s i n c e t h e n e w p e a k v a l l e y TOU p owe r t a r i f f h a s b e e n a p p l ie d i n Hu n a n p o we r g r i dt h i s p a p e r s umma r iz e s t h e n e w c h a r a c t e r i s t i c s of l o a d i m b a l a n c e a n d t h e mo v e t r e n d o f p e a k v a l l e y t i me p e r i o d，a n a l y z e s c a u s e s ，a n d p r e s e nt s s o me c o r r e s p o nd i n g p o l ic y pr o p o s a l s s u c h a s r a t io o f p e a k v a l l e y t i me p r i c e a n d d i v i s ion o f p e a k v al l e y t i me p e r i o d Ke y wo r d s ： l o a d c h a r a c t e r is t i c s；TOU p o we r r a t e ；r a t i o o f p e a k - v a l l e y p r ic e；p e a k- v a l l e y t i me p e r i o d l 概 述 湖南 省 从 1 9 9 5年 起 对大 工 业用 户 全 面 实行 峰 谷分时 电价 。2 0 0 4 年 7月 ，根据 当时 的 电网运行 状 况和负荷 特性 ，对 峰谷 分 时 电价 政策进 行 了较 大调 整 ：包括 调 整 了峰 谷 时段 ，扩大 了销 售环节 峰谷 分 时 电价 浮动 比例 ，其 中将 尖 峰 比从 1 6调 高 到 了 1 9 ， 并在 上 网环节 同步实行 了峰 谷分 时 电价 ，建 立 了上 下 网联 动 机 制 。到 2 0 0 5年 8月底 ，全 省 共 有 8 7 0 0家企业 实行 了峰谷 分时 电价 。 2 0 0 4年执 行 峰谷 分 时 电 价 的 电 量 为 2 4 4亿 k w h ，同 比 增 加 2 1 9 ，占全部 售 电量 的 5 5 5 。 以 2 0 0 4年 9 月 到 2 0 0 5年 8月止 1 2个月 的 数据 测算 表 明 ，执 行 峰 谷 分 时电价 的 电量达 到 了 2 7 9 亿 k w h ， 接近 全部 售 电量的 6 0 。 峰谷 分时 电价 的实施 ，调动 了用户 调整用 电结 构的积极 性 ，一定 程度 地发 挥 了需 求侧 在 电网运行 收稿 日期 ：2 0 0 6 0 1 1 0 改 回 日期 ；2 0 0 6 0 4 1 0 中削 峰填谷 的作用 ，统 调负荷 率有 一定 提升 ：2 0 0 3 年的月 平均 E l 负荷 率 的均 值 为 8 5 2 8 ，2 0 0 4年上 升到 8 7 5 0 ； 电网最 高负荷 增加 值 降低 ， 据初 步估 算 ，全 省减少 投产发 电容量 约 8 1万 k w ，减少 发 电 投资约 3 6 4 亿元； 现有发 电设备利用小时提高了约 3 2 4 h ，充 分发挥 了现 有电力设 施 的供 电能力 ，提高 了资产 使用 效率 。同时 ，执行 峰谷 分时 电价 的用 户 每 年减 少 电费支 出约 3 5亿元 。 峰 谷分 时电价 对用户 的用 电结构 和用 电行 为不 可避免地产生重大影响，加上整体负荷结构的自然 变化 ， 使 得 电量 结构 和负荷 特性 都发 生 了新 的变化 ； 为 了更好 地发 挥峰 谷分时 电价 的调节 作用 ，有必 要 及 时评估 电价 调节 效果 ，跟踪负 荷特性 变化 ，并 对 分 时 电价 政策作 出相 应调整 。 2 年负荷特性和电量结构分析 表 1 列 出了经测算 得到 的 1 9 9 3年和 2 0 0 4年湖 】 维普资讯 研究与试验 湖南电 力 第 2 6卷 2 0 0 6 年第 3 期 南省各种负荷率指标及年最大利用小时数对比。可 以看 出 ，反 映每天 各小 时间 的负荷 波动指 标平 均 日 负荷率有了较大改善 ， 提升超过 6 ； 由此也可以看 出 ， 从 1 9 9 5年开 始实施 的峰谷分 时电价 ， 对 拉平 日 负荷曲线起到了较好的作用； 但反映天与天之间 ， 月 与月之 间 的负荷 波 动指 标 恶化 严重 ，最 大负 荷利 用 小 时 大幅下 降 ；这是 由于季 节性 和气候 敏感 性负 荷 比重 的加 大 ， 加之 没有 更多有 效 的价格 调节手 段 ， 使 得 日间 和月 间 的负荷 波动加 剧 。 表 1 2 0 0 4年与 1 9 9 3年各 种负 荷指标对 比 表 2列 出了近 5年湖 南省 的最 大负荷 、最 大 日 峰谷差和平均 日峰谷差等负荷参数， 从 中可以看出， 除 2 0 0 4年平均峰谷差略有回调， 其余各项指标都呈 逐年快 速递 升趋 势 。 而 2 0 0 4年平 均峰 谷差 的 回调在 很 大程 度 上 与 2 0 0 4年 1月 1日起停 止执 行 对 电空 调 和 电锅炉 的 电价优 惠有 关 ；这 里也从 一个侧 面 反 映了空调等降温取暖负荷 ( 据估算 ，全省空调负荷 总容量已达 4 0 0万 k W 左右)是湖南省尖峰负荷的 主要组成部分，也是峰谷差矛盾的主要制造者 。 表 2 近 5年负荷 指标对 比 Mw +大量嗣k膏 +一量k膏 图 1 1 9 9 3年 2 0 0 6 年 ( 预计 ) 湖 南省 用电量 和最 大 负荷 增长趋 势 2 图 1是湖南 省从 1 9 9 3年到 2 0 0 6年 ( 预 计 ) 最 大 负荷 和用 电量 的走势 图 ( 以 1 9 9 3年值 为基数 ) ， 由图 1可见， 在 1 9 9 6年之前 ， 最 大负荷和用电量的增 长 几乎完全同步 ， 但从 1 9 9 7年开始， 最 大负荷的增长 速 度超 过用 电量增 长速 度 ， 且 差距 呈扩 大趋 势 。 由以上 分 析 可 见 ， 峰 谷 分 时 电价 的 实施 对 改善 湖南电网日负荷特性起到了较好 的作用 ； 但月负荷 特性 和 年 负荷 特性 仍 在 恶化 ， 峰谷 分 时 电价 本 身并 无法 遏 制负荷 峰谷 差和最 大 负荷 的快速增 长 。 同时 从以下的负荷特性和电量分布分析可知 ， 湖南省负 荷 的峰谷矛 盾还 呈 现出鲜 明 的季节 集 中特 性 和地 区 集 中特性 。 受 降温 、 取 暖及排 渍 、 抗 旱等 季节 性气 候敏感 性 负荷的影响 ， 湖南 省负荷的峰谷矛盾主要集中在冬 季 和夏 季 ； 视具 体 天气 和季 节情 况 ， 时 间分 布在 1 2 ， 1 ， 2月 和 5 8月不 定 ； 主 要 体 现 在最 大 负 荷 、 最 大 和 平 均 日峰 谷差 明 显 比春 秋 2季 大 ， 月 均 负荷 率则 明显要 小 ， 火 电启 停 调峰 和 水 电 弃水 也 集 中在 这段 时 间 。如果 设定 1 2 ， 1 ， 2月 为冬季 ， 6 8月为 夏季 ， 则 可 以 汇总 2 0 0 3年 1月到 2 0 0 5年 9月 ， 冬 夏季 节 负 荷指 标 与春 秋 季节 负 荷 指标 对 比如表 3 。从 表 3 可 以看 出 ， ( 平 均 的 ) 月最 大 日峰谷 差 和平 均 日峰 谷 差 ， 冬 夏 季 节 比春秋 季 节 明显 要 大 4 0 5 0 ， 平 均 日负荷率则要低约 2 。 这里还要考虑到前 2年， 在冬 夏季节 负 荷紧 张时期所 采 取 的强度较 大 的避 峰 用 电和 需求 侧 管理 的行政 或 经 济 措施 ， 以及 直接 的 拉 闸 限 电手 段 所 压 低 的峰 谷 差 及 拉 高 的负 荷 率 因 素， 否则， 二者的差距将会更大。 表 3 2 0 0 3 1 2 0 0 5 9负荷指标 对 比 从 2 0 0 5年前 9个 月的情 况来 看 ，常德 、株洲 、 湘潭 、湘西、娄底、衡阳等几个地区分时电量分布 较为均匀，与全省整体电量分布情况和负荷迁移变 化情 况也较 一 致 。具 体情 况见 表 4 。 其它地 区则是全省负荷峰谷 矛盾集 中的地 区 ( 见 表 5 ) ， 怀 化 、 郴州 、 永州 3个地 区 出现 了峰 谷倒 挂，其 中 以永 州 最 为严 重 ，其 低谷 比超 时 间 比 1 9 2 ， 峰 荷 比低于 时间 比1 3 2 6 。 长沙 、 益 阳 、 邵 阳、岳阳 4个地区的峰谷矛盾则为 “ 正方向”的矛 维普资讯 2 00 6 NO 3 HU NAN ELECTRI C POW ER VoI 2 6 表 4 负荷 情况 较好 的几个 地 区及全 省 的 电量分 布情 况 时间分时电量 常德株洲湘潭湘西娄底衡阳全省 尖峰 比1 3 5 7 1 2 1 0 1 3 3 3 1 3 4 2 1 3 0 6 1 4 0 3 1 3 5 9 2 0 0 5年高峰 比2 9 2 8 2 8 9 5 2 9 5 8 2 9 3 1 2 8 8 2 2 9 1 5 2 9 3 7 峰荷 比4 2 8 5 4 1 0 4 4 2 9 1 4 2 7 3 4 1 8 8 4 3 1 9 4 2 9 6 腰荷 比2 5 0 7 2 6 0 7 2 5 2 6 2 4 9 9 2 5 1 1 2 5 5 4 2 5 4 1 低谷比3 2 0 8 3 2 8 8 3 1 8 2 3 2 2 8 3 3 0 1 3 1 2 8 3 1 6 3 盾 ；这 些地 区 的峰谷差 要大 于全 省平均 水平 ；其 中 以长沙最 为 突出 ， 其尖 峰 比要超 时间 比近 3 ， 峰荷 比超 5 5 ，低 谷 比要低 7 。 表 5 峰 谷矛盾 突 出的几 个地 区 时间电量分布 长沙岳阳邵阳益阳怀化郴州 永州 时间比 尖峰比 1 5 3 5 1 4 5 8 l 4 6 3 l 4 4 6 l 0 5 8 l 2 1 8 9 3 2 1 2 5 0 2 O O 5年 高峰比 3 1 7 7 3 0 3 5 2 9 0 9 3 0 7 3 2 8 7 5 2 6 7 9 1 9 0 9 2 9 1 7 峰荷 比 4 7 1 2 4 4 9 3 4 3 7 l 4 5 1 9 3 9 3 3 3 8 9 8 2 8 4 l 4 1 6 7 腰荷比 2 6 6 1 2 5 6 O 2 5 6 O 2 5 6 9 2 5 8 2 2 4 5 2 l 9 O 5 2 5 O O 低谷 比 2 6 2 7 2 9 4 7 3 O 6 9 2 9 1 3 3 4 8 5 3 6 5 0 5 2 5 3 3 3 3 3 3 日负荷特性分析 随着负荷结构本身的变化及峰谷用户和非统调 小水电对前段峰谷电价的响应 ，湖南省的 日统调负 荷 曲线 出现 了晨 峰减 弱或 消失 ，晚 峰升高 并延 迟 的 新特征 。 以 2 0 0 5年的夏季最大负荷 日和冬季最大负 荷 日作为夏季典型 日和冬季典型 日做简要分析。 2 0 0 5 年最大负荷 日出现在 8月 1 2日，如图 2 耋 三 姜 兰 时 问 图 2 2 0 0 5 年 最 大 负荷 日 ( 8月 1 2日) 所示 ， 最大负荷为 9 4 4 8 Mw ， 发生在 2 3：1 5 ， 落在 了低谷时段 ； 最小负荷发生在 7：1 5 ， 落在了传统的 腰 荷 时段 ， 当 日没 有 晨 峰 ；午 峰 发 生在 1 1： o 0 1 4： 4 5 ， 主要是午饭和午休空调负荷的影响 ； 晚峰发 生在 2 0： 0 0 , - - - 2 3： 4 5 ，其 中在 2 3： 0 0 “ - - 2 3： 4 5发 生尖峰 。 2 0 0 5 年冬季最大负荷 日发生在 1 月 3日， 如图 3所 示 ， 当 日 最 大 负 荷 发 生 在 1 8 ：4 5 ，为 7 1 4 3 Mw，最低负荷发生在 5： 4 5 ，为 4 8 2 6 Mw； 没有晨峰，0： 0 0 “ - 9： 0 0有一个明显的低谷期；午 峰较 短 ，在 1 1： 3 0 “ - 4 5出现 一个 小 高 峰 ；晚峰 从 1 8： o 0 前到 2 1： o 0后 。 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 占 茹 篁 兰 璺 兰 主 董 釜 兰 耋 董 葶 言 圣 i 蠢 蠢 时 闸 图 3 2 0 0 5年冬季最大负荷 日 ( 1月 3日) 为便于分析现行峰谷时段划分带来 的用户和非 统调电源的响应影响 ，将湖南现行峰谷时段划分列 于表 6 。 表 6现 有峰 谷时段 从图 2 3可以看出， 虽然冬季负荷与夏季负荷 在峰谷时点或时段上存在一定差别 ，但二者在基本 形状上 出现趋 同的特征 ，主要 表 现在 ： a 没有出现传统的 3 峰或多峰现象， 而是演变 为 双谷形 状 ，即双 “ V”或 “ w ”形 状 ，分别 为展谷 和下午谷。 传统意义上的早展起床的灯峰基本消失； 而且 夏季工 作 日的低 谷 出现在传 统 的腰 荷 时段 7： 0 0 “ - 8： 0 0 ，这 是 因为这 时人们 在上班 途 中 ，家 庭用电、办公用电和一班制生产用电均为最小 ，加 上 “ 避峰用谷”的低谷负荷也在 7： o 0关闭；冬季 的 日负荷低谷则出现在清展 5： o 0左右。 b 无论在夏季或冬季 ，电网负荷走出展谷后， 都近乎 线性攀 升 ，中间 没有起 伏 ；进入 午峰 的时间 都在 1 1： o 0 左 右 ； 这是 因为这 时人 们 的各 种 活动开 始活跃 ，商业用电和家庭生活用 电开始增多 ，加上 选择性使用平段电价的负荷的启动 。 c 从 1 1： 0 0开 始进入 午峰 阶段 。 夏 季午 峰持续 ( 下转 第 2 3页 ) 3 。 维普资讯 2 0 0 6 NO 3 HUNAN E1 ECTR1 C P OW ER Vo 1 2 6 6 结 语 D C S系统现在工业控制过程中 占有极其重要 的地位， 其安全性是最不能忽视的。当今 D C S软件 版本升级比较快 ， 一般来说升级后性能更加可靠 ， 功 能也 日益完善 ，但一定要全面、详细地了解其各项 ( 上接 第 3页) 到 1 5： 0 0 ，正好 与人们 的午饭 午休 时间相 契合 ；冬 季午峰则要短很多 ，一般只持续到 1 3： o 0前。 d 夏 季负 荷从 1 5： O 0开始 下滑进 入下 午谷 ， 至 1 9： 0 0附近 到达谷 底后迅 速飙 升进 入 晚峰 ； 冬季 负 荷在 1 3：o 0 前 就 开始下 滑 ， 随 后维持 一个 平缓 的下 午谷 ， 至 1 8： o 0左 右迅速 攀升 进入 晚峰 。上升速 度 都会 达到 1 O 2 0 MW mi n 。 e 夏 季在 1 9： 0 0 2 0： O 0 ，冬 季在 1 8： o 0 1 9： O 0 进入 晚峰 ，晚 峰高度 超 出午峰较 多 ；夏季 晚 峰延续 到 2 4： o 0之前 ，在 2 3： O 0后 ，由于空调 负 荷 与 “ 避 峰 用谷 ”负荷 共 同作用 ，加上 非统 调小 水 电在此 时退 出 ，使 得 统调负 荷 出现一个 新尖 峰 。冬 季晚 峰要短 一些 ，纯低 谷用 户 和非统 调小水 电 的影 响也要 小很 多 。 4结论 和 建议 通 过 以上分 析 ，可以得 出 以下结论 ： f1 峰谷 电价 的实施 对 日负荷 特性起 到 了较好 的 修 正作用 ，但 无法 抑制 日间 和月 间负荷 波动和 负 荷 峰谷差 的快 速增 长 ，尤 其难 以磨平 年负 荷高 峰期 的 “ 负荷钉 ” ； b 降 温 、取 暖 、排 渍 、抗旱等 季节性 、气 候 敏 感 性负 荷 比重的加 大 ，使 得 湖南 电网负 荷 的峰谷 差 矛 盾呈 现明显 的季 节集 中特性 ， 即集 中在 冬夏季 节 ； 同时湖南 电 网的峰 谷 矛盾还呈 现 明显的 地域集 中特 性 ，部分地区出现峰谷倒挂 ； C 同样 由于上述负 荷 ，并与 “ 避峰 用谷 ”负荷 及 小水 电 “ 趋 峰避 谷 ”的叠加 作用 ，使得 湖南 电 网 的 日统 调负荷 特性呈 现 出晨峰 减弱 或消失 ，晚 峰升 高 并延 长的新 变化 ，传统 的 3峰或 多峰形 状演 变 为 设置的作用 ，仔细、合理地将其配置好；否则 ，升 级后可能带来无尽的安全隐患。 作者 简介 ： 朱 晓星( 1 9 8 O