（电力系统及其自动化专业论文）峰谷电价政策对负荷特性的影响.pdf

些! ! 坠! ! r e s p o n s eo ft i m e o f - u s ee l e c t r i c i t yp r i c i n gp o l i c yt o l o a dc h a r a c t e d s f i c a b s t r a c t t o u ( r i m e - o f - u s 曲e l e c t r i c i t yp r i c i n gi soneo f t h em o s ti m p o r t a n ta p p r o a c h e si nd s m ( d e m a n ds i d e m a n a g e m e n t ) ，w h i c ho f f e r sar e a s o n a b l ep r i c i n gp o l i c y p o w e rs u p p l yc o r p o r a t i o nc o n f i r m sp e a ka n d v a l l e yp e r i o do f t i m ea c c o r d i n gt ol o a dc h a r a c l e r i s t i co f p o w e rn e t w o r k t h i sp r i c i n gv a r i e sw i t hd i f f e r e n t p e r i o do ft i m ei tc a nl c a dt h ep o w e rc o n s u m e r st oc h a n g er k e i rp o w e ra o n s h l 1 1 n gm o d e ss o a st ob e b e n e f i c i a lt ot h el o a ds h i f t i n g t o uc l e c t r i c i t yp r i c i n gb r o u g h ti n t o e f f e c t i nn a n j i a gi n1 9 9 9 t h ei s s u eo f h a we f f e c t t h i sp r i c i n ge x e r t s h o wt od i gi t sp o t e n t i a la n dh o wt oc o n f i r m sp e a ka n dv a l l e yp e r i o do f t i m e i sw h a tt h i st h e s i ss t u d i c d a tt h es a m et i m et h el o a da n a l y s i sa n df o r e c a s t i n gi sm o r ed i f f i c u l ta 1 1t h e s c t h i n g sa r er e s e a r c h e di nt h i sp a p e r f i r s t l y , ar e a s o n a b l e m e t h o d o f a a a l y z eq u a a t i f i c a t i o n a l l y l o a d c h a r a c t e r i s t i co f i n d u m r i e s i sa d v a n c e d t h i sm e t h o di sf e a s i b l ea c c o r d i n gt oc o m p a r i n ge m u l a t i m l a lc u r v ew i t hr e a lc u r v e t h u si tf a nb eu s e di n l o a dc h a r a c t e r i s t i ca n a l y s iso f s i xi n d u s t r i e sa n dr e s i d e n t s s e c o n d l y , t l a e s i sa n a l y z e st h ec h a n g e so fs i xi n d u s t r i e s l o a dc l i w cf r o mt o ue l e c t r i c i t yp r i c i n gp u ti n p r a c t i c et op e a k - l o wp r i c i n gp r o p o r t i o nr a i s e dt h e nt h e s i sa n a l y z e st h er e s p o n s eo f t i m e - o f - u s ee l e c t r i c i t y p r i c i n gp o l i c yt 0r e s i d e n t i a ll o a dc h a r a c t e r i s t i co f n a n j i n gc i t ya n de s t i m a t e st h ee f f e c to nt h i sp o l i c y 3 0 0 m wp e a kl o a dw i l lb es h i f t e di ns u m m e ro f2 0 0 4w m c he c o n o m i z e s1 8 0 0m i l l i o nt h a ti su s e dt ob u i l d f i r e p o w e rp l a n t i n t h el a s t ，t h e s i sm a k e ss c i e n t i f i cr e s e a r c h e so nt o ue l e c t r i c i t yp r i c i n gi ns b r e i g nc o u n t r i e s s o m e c o n c l u s i o n sa r ee d u c e d t h cf i r s ti st h a tr e s i d e n t i a ltoue l e c t r i c i t yp r i c i n gi s a l le f f e c t i v em e a s u r et o r e d u c ep e a kl o a di ns u m m e r t h es e c o n di st h a tt o ue l e c t r i c i t yp r i c i n ga n ds e a s o n a lp r i c i n gs h o u l db e c o m b i n e d ，p e a k - l o wp e r i o do f t i m es h o u l db es e to f f d e t a i l e d l y , o p t t o n a lm a r k e dp r i c es h e e ts h o u l db el i s t e d t h et h i r di st h a tr e w a r d sa n dp u n i s h m e n tm e a s u r es h o u l db ec o n s i d e r e d t i r el a s ti st h a t s p o td r i c ej sa d e v e l o p m e n tt r e n d 关键词：t i m e 。o f - u s ee l e c t r i c i t y p r i c i n g ；p o w e r d e m a n d s i d e m a n a g e m e n t ：l o a d a n a l y s i s ：s p o t p r i c e l o a dc t t r v e 第i i 页 东南大学学位论文独创性声明 本人声明质臻交的学位论文是我个人在导师指导下进行的硬究工 乍及取彳导的研究成 果。尽我所知，除了文中特7 $ f l d h n , t 标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人融经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 静材料。与筏一阐工彳乍的丽悫对本研究所做的任何震献均已在论文中作了疆确的说翻并 表示了谢意。 研究生签名：卤煎曰期：丛墨岁 东南大学学位论文使用授权声昵 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学饿论文的 复印件和魂子文档，可以采用影印、缩印或冀他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容帮纸覆论文静海容穗一致。除在保密麓痰酌保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公奄( 包摆手4 登) 论文鲍全部或部分悫骞。论文豹公露( 毯牾列登) 授权东羯大学磊开 究生院办理。 研究生签名：虹导师签名： 壹塑。 日期： 塑墨主：至! i 1 引言 第一章绪论 随着国民经济进入了较快发展时期，工业企业效益逐步改善，我国电力需求持续高速增氏。全 国电力供需形势从九五末期电力供应略有剩余转变为总体平衡，再到总体偏紧，电力供需矛盾凸显。 2 0 0 2 年国内生产总值比上年增长8 ，全国工业增加值增长1 0 2 ，规模以上工业企业增长1 2 6 ，实现利润增长2 0 6 ，是近几年增长最快的一年，受此牵动，2 0 0 2 年我国全社会用电量达1 6 3 8 6 亿k w h ，比上年同期增长1 1 6 。与电力需求高速增长相对应，电力供应能力增长缓慢。2 0 0 2 年底 全国发电装机为3 5 6 5 7 万k w ，同比增长5 3 ；发电量完成1 6 5 4 2 亿k w h ，同比增长1 1 5 。随着 经济的发展及人们生活水平的提高，用电结构的变化必将出现高峰电力负荷增长大于用电量增长 的状况，从而导致电力负荷峰谷差加大、负荷率降低、发电设备利用小时数下降、发电煤耗增加、 发电成本上升、电网调峰困难、供电可靠性下降甚至高峰时段拉闸限电等一系列问题。电力供应紧 张不同程度地为企业生产及居民生活带来不便，对当前政府已营造的较好的投资环境投下了阴影。 而电网峰谷差异常变大的危害显而易见，首先影响电能的产量、质量、安全以及经济运行，对电力企 业及用户都有重大影响。高峰或低谷时，若电网调峰乏力，造成高峰时低频率以及低谷时高频率，将使 电能质量降低，影响用户的可靠性：负荷峰谷差大使远距离输电电网的潮流日峰谷变大，造成无功电 压状况恶化，间接影响电压质量：同时高频率、低频率对电力企业及用户的正常安全生产都会有不利 的影响。其次是电网调峰发生困难，电量负增长，最大负荷高增长，峰谷差拉大。由于国产发电机组调 峰能力差，调峰能力又不足，即使发输配电能力充足，也可能出现新的拉闸限电。使电力企业经济效益 下降。 近年来，江苏经济持续快速发展拉动了对电力需求的强劲增长，全省全社会用电量增幅大大超 过“十五”计划年均增长6 5 的预测水平，2 0 0 1 年用电总量首次突破千亿大关，达1 0 7 8 4 亿k w h ， 增幅为n ；2 0 0 2 年的增幅攀升至1 5 5 ：2 0 0 3 年上半年同比增幅高达2 0 9 争毛，创造了改革开放 2 5 年来的最高纪录。与此相对应的是，江苏省用电负荷屡创新高，2 0 0 2 年，全省统调最高负荷达 1 9 7 6 2 m w ，比上年增长2 1 1 ，由于电力供应增幅明显小于用电需求增幅，夏季用电高峰时电力供 应出现缺口。2 0 0 3 年以来，江苏省经济特别是工业经济提速增效，月用电增幅稳定在2 0 左右，电 力供应缺口进一步加大，进入7 月下旬高温后，统调用电负荷先后突破2 0 0 0 0 m w 、2 1 0 0 0 m 及2 2 0 0 0 m w 大关，最高的8 月1 日达到2 2 1 5 4 m t ，不得不采用电错峰办法，截至8 月1 0 日，统计出的最大错峰 负荷高达3 8 9 4 m w 。表面看这似乎是今年罕见高温现象引起的。但值得注意的是，缺电已经成为较为 普遍的现象。据省统计局已公布的消息，2 0 0 3 年一季度江苏省工业提速增效，全省规模以上工业完 成增加值1 0 0 9 3 亿元，同比增长2 2 9 ，经测算的g d p 同比增长1 3 6 ，增幅创近7 年来新高。 工业用电的大幅增长，城乡居民用电呈总体上升，农业的负增长，正在成为新一轮的电力缺口的主 因。具体到南京市，近年来经济持续高速增长，电力需求旺盛，电力供应趋于紧张。2 0 0 3 年上、r 年 全市全社会用电量同l t 增长2 0 9 2 ，电力供应紧张局势进一步加剧，累计拉、限电1 2 天1 4 次。进 入夏季以米，晟高统调用电负荷达到了3 3 1 4 万k w ，南京地区负荷3 4 2 3 万k w ，最大错峰容量5 0 万k w ，全市电力需求达3 6 0 万k w 以上，电力缺口在进一步加大。然而，客户端用电不合理、电能 得不到有效利用问题仍然非常严重，同时随着市场经济的发展和人民生活水平的不断提高，l h 网的 峰谷差还要进一步扩大的趋势。因此就有必要以一定的管理、经济、技术等电力需求侧管理措施将 用户的电力需求从电网负荷高峰期削减、转移至电网低谷期，以达到改变电力需求在时序上的分布， 减少日或季节性的电网峰荷，以期提高系统运行的可靠性和经济性的目的。对于电网的发展则可通 过此措施减少新增装机容量和节省电力建设投资，从而降低供电成本。价格是市场的杠杆，对市场 具有强大的调节能力a 电价作为联结电力供应和电力需求的纽带，显然对电力需求或负荷特性有一 第l 页 定的影响力。使用适当的电价水平和电价政策的目的是利用经济杠杆的作用，让用尸从经历角厦上 更合理地调整其用电需求的时间及需求量，以达到移峰填谷、提高负荷率、促使用户提高用电效率、 使电力系统负荷特性曲线发生变化的目的。本文以南京市为例就峰谷电价政策对负荷特性的影响进 行了研究。 1 2 问题的提出 我国经济发展具有一定的周期性，电力需求与经济发展密切相关。在经济增氏快的时期会出现 电力供需紧张，而另一段时期又会出现电力供大于求的状况。实践证明需求侧管理可以起到调节作 用。一方面，当电力供需紧张时，通过需求侧管理可以引导用户合理用电，削减高峰负荷，提高负 荷率，缓解供需压力。另一方面，从近年来的持续负荷统计来看，全国占高峰负荷9 5 以上的部分 约1 0 0 0 万k w ，年累计持续时间只有几十小时。采用增加调峰发电装机的方法来满足这部分高峰负 荷是很不经济的。同时电源建设有一个过程。因此采用需求侧管理的方法削减这部分高峰负荷既可 避免拉闸限电，大大缓解电力供需紧张的压力，又可以提高电力系统的经济效益，同时还可以减轻 环境保护的压力。电力需求侧管理的主要目标是通过改变电力用户的用电方式如削减峰荷，转移峰 荷及节约电能以更有效合理地使用电力。峰谷分时电价是需求侧管理财政手段中电价鼓励措施中的 重要内容。它提供了一个在现行条件f 比较合理的电价制度，它是电力公司根据电网负荷特性确定 峰谷时段，在用电高峰和低谷时期实行不同电价的电价制度。在高峰期提高电价而在低谷时降低电 价从而刺激用户采取相应的措施，做出恰当的反应从而实现移峰填谷的目的，缓解峰期用电紧张局 面，发挥价格杠杆作用，提高电能的社会效益。1 9 8 6 年我国华中电网在装机容量严重不足、调峰调 频能力极差的情况下，对工业大户推行峰谷分时电价，到1 9 9 5 年全国普遍实施了对大用户的峰谷电 价。这种电价制度要大面积实行，具有一定的困难，因为它需要安装分时电表并采用新的计费手续， 费用相当高，必须进行效益费用评估后才能大量推广，而且只有当高峰电价和低谷电价差别较大时才 会获得明显效果。我国在水力资源丰富的地区电网部分实行了季节性电价，多数电网实行了峰谷电 价，目前正在完善和推行峰谷分时电价。 南京市的分时电价政策经历了两个阶段。第一个阶段，经原国家计委批准，江苏在全省实行统 一销售分类电价的基础上，白1 9 9 9 年1 0 月1 日起，在治金、纺织、机械、建材、化工、医药等六 大行业，受电容量在3 1 5 k v 及以上的工业用户及电热锅炉( 含蓄冰制冷) 用电的电度电价实行分时 电价，峰谷比价为3 ：1 。第二个阶段，调整原企业用电分时电价政策，并实行居民用电分时电价试 点。调整后的政策自2 0 0 3 年8 月1 日起执行，实施范围不变，调整内容是：峰谷比例由原来的3 ：1 调整为现行的5 ：1 ，即3 2 ：1 ：1 2 调整为5 3 ：1 ：1 3 ：时段调整为：峰，8 ：0 0 1 2 ：0 0 ，1 7 ：0 0 2 1 ：0 0 ： 平，1 2 ：0 0 一1 7 ：0 0 ，2 1 ：0 0 2 4 ：0 0 ：谷，0 ：0 0 8 ：0 0 。即低谷时段挪后1 小时：实行对宾馆、饭店、商 场、办公楼、医院等用户使用冰蓄冷、电热锅炉两段制电价即：谷时用电按谷电价执行，其它时段 均按平时电价执行。同时，实行居民用电分时电价试点。8 时至2 l 时为峰时，电价为0 5 5 元，2 1 时至次日8 时为谷时，电价为0 3 0 元。但是峰谷分时电价能发挥多大作用，如何进一步挖掘峰谷分 时电价潜力，峰谷电价比及峰谷时段如何科学合理的确定仍需进一步研究。 1 3 相关问题的研究内容 世界上很多国家都实行峰谷电价，从7 0 年代起分时电价制就开始在发达国家普遍采用，也开始 了这方面的研究。 ( 1 ) 高峰、低谷时段的划分。因各国地理、气候及电力系统负荷状况等因素不同，峰谷时段的 划分也有所不同，有的国家把一天分为高峰、低谷、平段3 个时段，有的国家只分为高峰和非高峰 2 个时段，还有一些国家结合季节性电价划分为多时段。 ( 2 ) 峰谷电比价的确定各国有差异，但大都在3 ：1 以上，如法国每年7 、8 月份没立若干避 第2 页 第一章绪论 峰日，避峰日电价比最低电价高出1 0 倍以上：英国1 2 月和1 月的晚高峰( 1 6 ：0 0 1 9 ：0 0 ) 电价 比夜间( 0 ：o o 7 ：0 0 ) 电价也要高出1 0 倍以上。 ( 3 ) 执行分时电价效益的分析。由于实行峰谷电价等措施，英国工业用电负荷率在1 9 6 1 至】9 7 5 年期间由4 5 提高到7 0 ，法国平均日负荷率从1 9 6 5 年的8 0 8 2 提高到1 9 9 0 年的9 0 左右。 从国外资料来看，欧洲的经验以及在美国进行的电价研究表明在用户中执行分时电价制的效益是 很大的。如在美国有几个州实行居民用电分时电价，研究结果表明，峰谷电价比达到8 ：1 时可以有 效地把高峰负荷移至低谷，夏天高峰期用电量可降低2 4 。 ( 4 ) 利用价格手段促使用户调整负荷的其它方法的研究。分析国外的资料可以看出，利用价格 手段促使用户调整负荷方面有很多方法，几个发达国家都是列山一个电价选择表，有各种电价供用 户选择，这一电价表的制定有一个前提就是使用户的用电安排有利于电力生产的安全和经济：另外， 国外电力公司在推行新电价制度时都非常重视收集用户的意见，从电力部门和用户2 个方面来研究 实施的可能性、实施的经济效果等。 ( 5 ) 实时屯价实用性研究。当前一些发达国家尝试采用实时电价，即每天按小时给出电价，该 电价能真实地反映电力生产的成本，有利于用经济手段控制负荷，但这种方法在计量方面、管理方 面都有很大困难，费用也很大，同时在国外关于这种方法的费用效益分析也没有明确的结果。 1 4 本文的主要工作 为了解决提出的问题，本文主要作了如f 的工作： ( 1 ) 研究出一种切实可行的进行分行业负荷特性定量分析的方法： ( 2 ) 研究了峰谷分时电价实旆对南京市负荷特性的影响，具体分析了工业及居民用电对峰谷分 时电价的响应。 ( 3 ) 国外相关峰谷电价政策的介绍及结合南京市实际情况研究了对其的适用性并在分析的基础 上提出了相关建议。 本文的结构安排如f ： 第一章：绪论 介绍了本文的研究背景、意义，问题的提出及研究的现状和存在的问题以及本文所要作的主要 工作。 第二章：负荷特陛分析方法研究 对分行业典型日负荷曲线叠加方法进行了研究，以行业的月度电量为基础分别获取行业的季节 性和非季节性的负荷特性曲线，使用各行业典型的负荷曲线构筑全社会的负荷特性曲线以验证该方 法的正确性t 为下文分行业负荷特性定量分析提供了切实可行的方法。 第三章：峰谷分时电价理论基础 介绍了分时电价的原理、经济学原理、峰谷电价的表示方法、峰谷电价比及峰谷时段的确定原 则。 第四章：峰谷分时电价对南京市工业负荷的影响 分别就6 大行业对新、旧峰谷电价政策的响应进行了分析，根据工业用户的消费函数分析了各 行业对峰谷分时电价响应各异的原因。 第五章：峰谷分时电价对南京市居民负荷的影响 在阐明了对居民实施分时电价的原因后根据居民用户的消费函数分析了居民对峰谷分时电价的 响应并预估了移峰潜力。 第六章：国外峰谷电价政策对南京市适用性的研究 对国外相关的峰谷分时电价政策进行了介绍，结合南京市实际情况研究了对其的适用性。提出 孽警：乒晕2 时电价的广泛实施是降低夏季高峰负荷的有效措施：可考虑把峰谷、季节分时电价相 结合，细化峰谷时段，列出可供用户选择的价目表；实行峰谷电价应结合奖惩措施；实时电价是发 第3 页 东南大学烦士学位论文 展趋势。 第七章：总结 总结全文。 第4 页 塑三兰丝堕塑型型堕生塑望丛塑一 第二章负荷特性分析方法研究 2 1 构筑负荷曲线的目的意义 目前( 1 ) 缺乏系统的负荷及其负荷分析的方法，分析以定性分析为主；( 2 ) 全社会各个行业典 型的负荷特性曲线的获取加工处理比较困难：( 3 ) 定量分析各种因素( 主要是自然因素和政策冈素) 对整个社会负荷特性的影响有一定难度，缺乏茸观的表达手段。所以难以对负荷特性进行更加深入 的分析和研究。 文中研究的内容需要对实施峰谷电价前后及峰谷电价比提高前后6 火行业负荷曲线进行比较， 需要构筑居民、工业等负荷曲线咀进行深入分析。因此需要有一种切实可行的进行分行业负荷特性 定量分析的方法。 2 2 构筑负荷曲线的理论依据“ 先将系统的用电负荷分行业，求得基准年份分行业典型日负荷曲线，在根据基准年份分行业典 跫日负荷曲线和构筑年的分行业最大负荷转换叠加得出构筑年份的典型日负荷曲线a 该方法需要分 析行业用电与负荷特性的关系，并需要得出分行业的基本负荷曲线和分行业的最大负荷由于分行 业叠加法能有效的反映产业结构、用电结构变化对负荷特性的影响，成为构筑日负荷( 分行业负荷) 曲线的可行方法。 2 3 全社会负荷曲线的构筑 2 3 1 负荷曲线构筑方法简介 表2 i 表示的是南京市2 0 0 1 2 0 0 3 年的主要电力消费结构所包含行业的总用电量约占全社会 用电量的9 5 左右。其余的如农业、地质普查勘探业、交通运输邮电通讯等约占5 ，由于这几个行 业的负荷曲线难以得到，故可用如下行业的负荷曲线进行叠加然后进行修正就可构筑出全市的负荷 特性曲线，具体的构筑方法如下。 表2 1 南京市2 0 0 1 2 0 0 3 年主要电力消费结构 i 2 0 0 1 2 0 0 2 生2 0 0 3 年 4月8月4月8月4月8月 全社会用电量总计万k w h1 1 2 9 3 31 4 0 5 3 0 1 2 2 1 1 5 i5 3 1 2 6 1 3 5 9 7 91 8 15 6 7 1 重工业6 335 4 l6 225 405 785 26 2 轻工业1 1 21 141 2 ，8 1 l61 0 91 2 4 3 商业4 0634 269476 0 4 其它事业6 3926 5887 38 4 5 城市居民1 0 j1 3 91 0 41 361 4 51 55 构筑全社会的负荷特性曲线需要分4 个步骤进行： ( 1 ) 计算各个行业的最高负荷比重( 行业按照表2 1 进行划分) 。 第5 页 东南大学硕士学位论文 ( 2 ) 基准年行业负荷曲线的构筑： 构筑基准年行业的基本负荷曲线( 取2 0 0 2 年为基准年) 。比如重工业的负荷曲线主要由冶 金、化工和建材等行业构成，商业的负荷曲线主要由商场和宾馆构成等等。 基于春夏两季的日平均( 4 月取一周，夏季取8 月最高温度为3 3 度所有日) 最大负荷和行 业的最高负荷比重等比例放火负荷特性曲线。 ( 3 ) 将以上各行业的负荷特性曲线进行叠加。 ( 4 ) 对得出的曲线进行修正( 每点负荷除以修正系数) 即可仿真出全社会负荷曲线。( 注：修 正系数取5 个行业占全社会用电量的比例，对于南京市修正系数取o 9 5 ) 2 3 2 行业最高负荷比重的计算方法 由于平均负荷最高负荷= 负荷率，而平均负荷= 用电量用电时间，即有 最高负荷= 用电量，( 用电时间负荷率) ，可推出 行业最高负荷行业用电量全社会负荷率 药鹂强丽2 至砸酾疆画。1 砸夏两。 因此以各个行业的春夏月度用电量占全社会当月用电量的比例作为基准。然后乘上全社会负荷 曲线的负荷率与该行业负荷率的比值即可得到该行业的最高负荷占全社会负荷的比例。具体计算公 式如f ： b f 瓠k l h ，( 21 ) 式中：屏为行业最高负荷比重；鼠为行业月度电量占全社会月度电量的比重；厶为全社会负荷曲 线的负荷率：厶为行业的负荷率。 计算公式( 2 1 ) 中的行业负荷率选取是和行业的负荷特性曲线的形状有很大关系。所谓行业是 一个比较火的范畴，这里所指的重工业包括冶金、化工和建材行业，轻工业以电子、机械行业为主， 商业包括商场和宾馆，其它事业单位主要由高校、机关和医院等行业组成。由于各个地区的用电结 构不一样，故其行业的负荷曲线特性也不尽相同，比如轻工业，有的地区是以机械电子行业为主， 而有的地区是以纺织为主，因此构筑的轻工业负荷曲线并不相同。需要说明的是：虽然不同地区的 各个行业最高负荷比重的计算方法一样，但是公式中所取的系数( 行业负荷率、全社会负荷率) 有 地域区别。( 注：南京市负荷率取0 8 2 ) 2 4 负荷曲线构筑方法的可行性研究 2 4 1 南京市春夏两季负荷曲线的构筑 2 4 1 1 南京市春夏两季各行业负荷率的选取 ( 1 ) 重 _ 业 南京市的重工业主要由化：i ：、冶金、建材等行业构成，由于行业的特点为2 4 小时连续二r ：作。其 特点是比较平稳，波动不大，全市0 ：0 0 5 ：0 0 的负荷主要由此构成，相应的负荷率春、夏季都为 0 , 8 9 。2 0 0 2 年春夏季的典型负荷特性曲线见图2 - 1 。 第6 页 第二章负荷特性分析方法研究 1 4 0 0 1 2 0 0 l 1 0 0 0 差8 0 0 蓑6 0 0 4 0 0 2 0 0 0 k 二：= ：= _ 二：= 二j = 二= 二：二二= 二二： 重i 业( 春季) l- 重工业( 夏季) l23 45 67 8 9 1 01 11 2 1 3 1 41 51 61 71 81 92 02 l2 22 32 4 时刻 图2 - 1 2 0 0 2 年南京市春夏两季重工业典型日负荷特性曲线 ( 2 ) 轻工业 南京市轻工业主要由机械和电子行业组成。其工作特点：多为两到三班制，工作时间从8 ：0 0 2 0 ：0 0 ，夜间平均负荷约为白天最高负荷的1 4 ，系统的早高峰一般出现在1 0 ：o o 左右，系统的晚 高峰负荷已经f 降到早高峰负荷的2 3 。相应的行业负荷率春季为0 6 2 、夏季为0 5 5 。2 0 0 2 年的春 夏季典型负荷曲线见图2 - 2 。 5 0 0 4 0 0 萋3 0 0 建 g2 0 0 1 0 0 0 1 01 l 1 21 31 41 5 1 61 71 81 92 0 2 l2 22 32 4 时刻 图2 - 2 2 0 0 2 年南京市春夏两季轻工业典型日负荷特性曲线 ，妻窭市曹要半老要由商场和旅游饭店组成，其： 作时段主要从9 ：0 0 2 1 ：0 0 ，这个时段的负荷 兰墼哥登：墨堡曲线的夜间部分主要由宾馆构成，夜间平均负荷大约为白天平均负荷的1 3 。葙盂 的行业负荷率春季为0 6 6 、夏季为0 7 0 。2 0 0 2 年春夏季的典型负荷曲线见图2 - 3 。 第7 页 东南大学硕士学位论文 2 0 0 i 5 0 柱1 0 0 5 0 0 二二二：乡赢卜 l234 5678 91 01 i1 21 3 1 41 51 61 7 1 81 92 02 1 2 2 2 32 4 时刻 图2 - 3 2 0 0 2 年南京市春夏季商业典型日负荷特性曲线 ( 4 ) 其它事业单位： 南京市事业单位主要由学校、机关、写字楼和医院构成，工作时段为8 ：0 0 1 7 ：0 0 负荷特性 曲线和地区总负荷基本相似夜间平均负荷约为白天最高负荷的i 2 ，其行业负荷率春、夏季都为 0 6 8 。2 0 0 2 年春夏季的典型负荷曲线见图2 - 4 。 3 0 0 2 5 0 至2 0 0 柱1 5 0 1 0 0 5 0 l ， 厂一一一。一 ，、 一一，其它事业( 春季) 0 。“ 1234 56 78 其它事业( 夏季) 91 0l i1 21 31 41 51 61 7 1 81 92 02 i2 22 32 4 时刻 图2 - 4 2 0 0 2 年南京市春夏季其它事业单位春夏季标准负荷特性曲线 南京市居民的用电主要出现在晚高峰时段。晚高峰的最大负荷约为早高峰时段的2 倍，夜间平 均负荷约为最高负荷的1 3 ，其行业负荷率春季为0 5 3 、夏季为0 5 5 。2 0 0 2 年春夏季的典型负荷曲 线见图2 - 5 。 5 0 0 4 0 0 誉 毛3 0 0 耀 斌2 0 0 i 0 0 0 1 0l l1 21 31 41 5 1 61 71 81 92 02 l 2 22 32 4 时刻 图2 5 2 0 0 2 年南京市春夏季居民春夏季标准负荷特性曲线 第8 页 塑三皇望堕堑堡坌堑查些型窒 以上的各个行业的典型负荷曲线可以作为南京市分行业春夏季的基准年负荷曲线。2 0 0 1 年、 2 0 0 2 年、2 0 0 3 年南京市负荷曲线的构筑就是以此模型为基础，唯一的不同的是各年度行业所占全社 会的比例各异。表2 2 给出了2 0 0 1 2 0 0 3 年的负荷成分计算的结果。 表2 22 0 0 1 2 0 0 3 年负荷成分计算结果 日期分类电量比重行业负荷率全社会负荷率最高负荷比重最高负荷w 重工业 6 3 30 8 90 8 25 8 3 21 0 0 83 4 轻t 业 1 1 20 6 2o 8 21 4 8 12 5 53 4 商业4 00 6 60 8 24 9 78 5 6 7 其它事业 6 306 80 8 27 6 01 3 0 9 6 2 0 0 1 年4 月居民1 0 1o5 30 8 21 5 6 32 6 9 3 7 重工业5 4 10 8 90 8 24 9 8 41 1 6 1 6 9 轻工业1 1 40 5 50 8 21 7 0 03 9 6 0 2 商业6 30 7 00 8 27 3 81 7 1 9 5 其它事业9 20 6 80 8 21 1 0 92 8 8 4 9 2 0 0 1 年8 月居民1 3 90 5 50 8 22 0 7 24 8 28 6 重工业6 2 2 008 90 8 25 73 1 1 0 6 47 2 轻工业1 28 0o 6 20 8 21 69 33 1 4 5 2 商业42 00 6 60 8 25 2 2 9 69 5 其它事业65 00 8 80 8 27 8 41 4 56 3 2 0 0 2 年4 月居民1 0 4 005 30 8 21 6 0 9 2 9 8 9 5 重1 二业5 4 1 00 8 90 8 24 98 4 1 1 9 4 7 8 轻工业1 1 6 00 5 5 0 8 21 7 2 94 1 4 5 5 商业6 9 00 7 00 8 2 8 0 81 9 3 7 5 其它事业88 00 6 80 8 2 1 0 6 12 5 4 3 6 2 0 0 2 年8 月居民1 3 6 005 5 0 8 22 0 2 8 4 8 6 0 2 熏工业5 7 8 00 8 9 08 25 32 5 1 0 7 84 5 轻工业1 0 9 00 6 2 0 8 21 4 4 2 2 9 1 9 4 商业4 7 00 6 6 0 8 25 8 4 1 1 8 2 5 其它事业7 3 00 6 80 b 2 8 8 0 1 7 8 2 7 2 0 0 3 年4 月居民1 4 5 0 0 5 30 8 2 2 2 4 34 5 43 1 重工业5 2 6 008 9 0 8 24 8 4 6 1 4 6 6 3 4 轻_ 业1 2 4 00 5 5 0 ，8 21 8 4 9 5 5 9 3 7 商业6 0 00 7 0 0 8 27 0 3 2 1 2 6 6 其它事业8 4 0 0 6 80 8 2 1 0 1 3 3 0 6 4 9 2 0 0 3 年8 月 居民1 5 5 00 5 5 08 2 2 3 1 16 9 92 l 2 4 1 2 南京市春夏两季负荷曲线的构筑 图2 6 图2 _ 1 l 是南京市2 0 0 1 、2 0 0 2 、2 0 0 3 年春、夏季负荷曲线的构筑结果。其中2 0 0 1 年春、 夏季的最大负荷分别为1 7 2 3 8 姗、2 3 3 0 5 m w ，2 0 0 2 年春、夏季的最大负荷分别为1 8 5 7 9 m w 、2 3 9 7 m w 2 0 0 3 年春、夏季的最大负荷分别为2 0 2 5 ，1 m w 、3 0 2 5 7 m w 。 第9 页 东南大学硕士学位论文 2 0 0 0 1 5 0 0 薹 建1 0 0 0 5 0 0 0 2 0 0 0 1 5 0 0 誊 毛 柱1 0 0 0 5 0 0 0 2 5 0 0 2 0 0 0 要1 5 0 0 柱 g1 0 0 0 5 0 0 0 12 3 4567 89 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 92 02 l2 22 32 4 时刻 图2 - 6 南京市2 0 0 1 年4 月日负荷曲线的构筑 l23 4 5 67 891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 02 12 22 32 4 时刻 图2 - 7 南京市2 0 0 2 年4 月日负荷曲线的构筑 123 4 5 678 91 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 02 12 22 32 4 时刻 图2 - 8 南京市2 0 0 3 年4 月日负荷曲线的构筑 第1 0 页 第二章负荷特性分析方法研究 2 5 0 0 2 0 0 0 童1 5 0 0 柱 1 0 0 0 5 0 0 o 3 0 0 0 2 5 0 0 2 0 0 0 担1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 0 0 柱 12 34 5 678 91 0 l l l 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 92 02 12 22 32 4 时刻 图2 - 9 南京市2 0 0 1 年8 月日负荷曲线的构筑 i234 5 67 891 01 1 1 2 1 31 41 51 6 1 71 81 92 02 12 22 3 2 4 时刻 图2 - 1 0 南京市2 0 0 2 年8 月日负荷曲线的构筑 12 3 4 55 7 801 0i i1 21 31 41 51 51 71 8 1 92 02 12 2z 32 4 时刻 图2 - i i 南京市2 0 0 3 年8 月日负荷曲线的构筑 2 4 2 负荷曲线构筑方法可行性的验证 比警图2 _ 6 图2 - 1 1 中实际的负荷曲线与仿真得到的负荷曲线可得出如下结论： 竺：丝箜囊璺登专实哩尊氅吻合得较好，2 4 点负荷的相对误差均在5 v 咀6 3 。主要是4 月份不存 在大量的空调负荷，日负荷受前后日气温的影响极小。 一。“ 8 月份仿真曲线吻合得差一些，但早晚高嶝竖差很小，有极个别点的误差超过了5 。这是因为： 第1 1 页 o o 0 0 0 0 0 0 垂；渤姗姗m的 东南大学硕士学位论文 夏季火量的空调负荷对温度的敏感度大，且同为3 3 度而当日的日照水平不同都会对负荷造成影 响，这是造成误差相对比春季大的主要原因。 仿真得出的曲线形状、走势与实际曲线基本吻合：波峰、波谷出现的时刻基本一致：早晚高峰 误差很小( 见表2 3 ) 。 表2 3南京市春夏季仿真与实际负荷曲线早晚高峰误差 春季误差，夏季误差 早高峰晚高峰早高峰晚高峰 2 0 0 l 在3 0 10 1 51 0 0o 5 1 2 0 0 2 正0 8 80 4 91 5 31 5 5 2 0 0 3 色o 5 82 6 41 4 21 0 9 对其它城市用这种方法进行日负荷曲线仿真得出的结果也与上述结论类似( 见附录a ) 。由此可 知j = i j 这种方法进行日负荷曲线的仿真是切实可行的，得出的结果也较为理想，可以用这种方法仿真 出各行业的负荷曲线，进行负荷特性分析。文中对6 大行业、工业及居民进行负荷特性分析所用的 负荷曲线都是通过这种方法得出的。 第1 2 页 笙三差些查坌堕皇! ! 堡垒苎堕 一 第三章峰谷分时电价理论基础 峰谷分时电价是对不同的用电时间采取的不同的电价，它提供了一个在现行条件下比较合理的 电价制度。电网高峰负荷一般出现在上午和晚上，深夜负荷很低，形成一个很大的峰谷差a 高峰时 段电力供不应求，可能引发一些事故、降低供电质量，严重时为保证电网安全运行，迫不得已拉闸 限电，造成一些不必要损失，给生产、生活带来诸多不便；而低谷时段电用不出去，形成窝电。电 力公司根据电网负荷特性确定峰谷时段，在用电高峰和低谷时期实行不同的电价。在高峰期提高电 价而在低谷期降低电价，以刺激用户采取相应的措施，做出恰当的反应。通过发挥价格杠杆作用而 实现移峰填谷的目的，缓解峰期用电紧张局面，挖掘低谷电力市场，提高电能的社会效益。峰谷分 时电价制从经济学角度来讲符合边际成本价格形成理论，有利于实现资源的合理配置，是实时电价 的一种初级模式。理论上讲，实时电价最可能实现社会效益最大化，但就目前来看，我国还不具备 实行实时电价的条件。因此，首先执行峰谷电价。 3 1 分时电价简介 分时电价是电价结构的一种重要形式，电力市场主要是通过分时价格杠杆而不是通过管理者的 行政手段来维护发用电平衡，实现各方的最大利益。推行分时电价，发电厂商将面临风险，电厂经 营战略优化以适应负荷调整将是实施分时电价的必然结果。发电厂商将挖掘设备的有效潜力，提高 可调出力，推迟对新设备投资。分时电价根据实时的长短不同，有多种表现形式。通常有如下3 种； ( 1 ) 2 4 h ( 或4 8 时段) 的实时电价，每小时( 或半小时) 电价变化一次。用户和发电厂商对电价的 变化反应敏捷，这是实时电价的最高层次。( 2 ) 每天分成高峰、低谷、平段，每天各段的电价各不 相同，这是实时电价的中间层次。( 3 ) 每天有几个价格段，每段价格可以在一个月或半年、一年调 整一次，这是实时电价的最低层次。分时电价与现行电价进行比较优点如下：( 1 ) 分时电价反映系 统的要求状况。需求增大，电价降低。用户可从电价信号中分析电力需求状况，从而选择自己的川 电时间而现行的屯价水平与需求关系基本无关。( 2 ) 分时电价根据边际成本确定，反映社会效益 最优原则。在有高效率的机组提供电力时，分时电价会迫使低效率的机组从系统中解列，而现行电 价都是基于补偿历史个别成本而不是社会平均成本，不能有效地引导资源合理使用。 在价格理论上讲“分时电价”属于价格歧视的范围，更确切地说是二级差别定价。所谓价格歧 视行为是指销售者对同样的商品或服务，因人、因时、因地、因量的不同而将取不同的价格，以期 获得比统一价格更大的利润。而二级差别定价，则是企业根据顾客购买量或使用的时间分段定价。 “分时电价”就属于电力部门根据用户在不同时间段的用电量来收取不同的电费。电力部门采取价 格歧视是有其客观依据的，由于它生产的是不可储存的产品，是一种劳务，一旦这种产品产山后即 被消费掉，满足消费者高峰需求，电力部门必须有足够能力的生产设备，为提供高峰服务必然增加 的成本，这通常占到一家企业总投资的很大部分。因此在高峰时期将取较高价格，目的在于将高峰 生产的成本转移到那些在高峰时期需要服务的消费者身上。此外，实行较高的高峰价格和较低的低 谷价格，可减少高峰时期的需求量，并且将某些需求从高峰期转移到低谷期。对电力消费者而言， 推出“分时电价”后，可有效地节省大量电费，如一些工厂、酒吧、迪厅可将生产经营时间安排在 低谷用电时期，对于一些普通用电户来说，可通过购买能自动控制时间、智能化程度较高的家电来 利用低谷用电得出优惠。虽然价格歧视一般会使垄断部门得到好处，然而，“分时电价”却不i 司t - - 般的价格歧视，其可使电力部门与电力消费者实现双赢。 第1 3 页 东南大学硕士学位论文 3 2 经济学原理 首先，假定电价和电量是连续线性变化的，当然这个假设是不实际的，但它可简化分析，不影 响分析结果。其次，社会是按照电力边际效益的大小排定用电次序，于是出现边际效盏递减的现象， 从而使得电力需求曲线的斜率为负。第三，高峰期发、供电的边际效益要高于低谷期。第四，不考 虑系统装机容量的变化，存在电力供给极限。最后所讨论的峰谷屯价是一种供求均衡价格。 当实行单一制电价时，价格