江蘇省重點行業用電負荷特性比較
——基于某時段用電負荷數據

金　農，丁　曉，楊　斌，薛溟楓，徐金玲（江蘇省電力公司，江蘇　南京　210024）

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江蘇省重點行業用電負荷特性比較
——基于某時段用電負荷數據

金農，丁曉，楊斌，薛溟楓，徐金玲（江蘇省電力公司，江蘇南京210024）

在經濟和全社會用電量新形勢下，跟蹤研究用電負荷特性有重要實踐意義。本文利用江蘇省2013年4月1日～2014年4月30日每日分時用電負荷數據研究了交通運輸、電氣、電子設備制造業、黑色金屬冶煉及壓延加工業、金屬制品業、紡織業與批發和零售業的負荷特性。

江蘇省；重點行業；用電負荷；特性

準確把握負荷特性是做好電力規劃、計劃、生產運行工作的重要基礎，也為電網企業實施需求側管理、有序用電提供依據。目前，我國經濟進入“新常態”，產業結構在發生調整，過剩產能亟需化解，與此同時電力行業也面臨“新常態”挑戰。

本文利用江蘇省2013年4月1日～2014年4月30日行業日分時用電負荷數據，按照分季節、分電壓等級比較分析不同行業典型日的負荷特性，不僅可為江蘇電網公司實施有針對性的需求側管理、有序用電提供依據，也給與江蘇經濟特征相近省份需求側管理提供參考。

1　行業、指標、典型日選擇

1.1行業選擇

這里行業選擇的原則是：①用電量占全省用電量比重較高；②負荷特性具有一定的代表性，具有季節或者電壓等級間相似負荷曲線的行業將不再選擇。通過比較，我們選擇的行業為：交通運輸、電氣、電子設備制造業、黑色金屬冶煉及壓延加工業、金屬制品業、紡織業、批發和零售業。

1.2指標選擇

目前，涉及負荷特性的指標有15個，根據需要本文使用日用電最大負荷、日用電平均負荷、日用電負荷率、日用電峰谷差、日用電峰谷差率。這些指標含義與《電力工業生產統計指標解釋》相同，這里不再贅述。

1.3典型日選取

各季度（春季為3～5月、夏季為6～8月、秋季為9～11月、冬季為12月和次年1～2月）典型日選擇方法為：選取各季節第二個月份第三周的第三個工作日作為典型日。因此春、夏、秋、冬四季典型日分別是2013年4月17日，2013年7月17日，2013年10月16日，2014年1月15日。

1.4電壓等級

根據江蘇省用電統計，各電壓等級區間為：高壓 110～220kV，中壓20～35kV，低壓＜10kV。

2　重點行業用電負荷特性

2.1交通運輸、電氣、電子設備制造業

交通運輸、電氣、電子設備制造業是為國民經濟發展中重要的基礎工業，是能耗較高的行業之一。2014年，江蘇省該行業用電量為569.5億kWh，占全社會用電量的11.4%；日負荷率在84～86%之間，峰谷差率在22～26%之間，日負荷曲線比較平穩。因全年用電高峰主要在夏冬二季且篇幅所限，這里僅給出夏季和冬季的圖示，如圖1～2。

2.1.1夏季典型日

夏季典型日中、高壓用電負荷曲線相似，都在上下午出現峰值，但是峰谷差較小（分別為0.186、0.121），波動較平穩。低壓用電負荷曲線波動起伏非常明顯，呈明顯上、下午高峰現象，其中最高負荷出現在10點，為400.71萬kW。

圖1　夏季交通運輸、電氣、電子設備制造業高、中、低壓典型日負荷

2.1.2冬季典型日

冬季典型日低壓用電負荷曲線呈深M狀，上午高峰出現在10點，峰值為386.03萬kW，高于下午高峰 （14點的365.6萬kW）；中壓和高壓用電負荷曲線變動趨勢相近，平均負荷水平相差約80萬kW，二者上下午高峰分別出現在10點和14點。

圖2　冬季交通運輸、電氣、電子設備制造業高、中、低壓典型日負荷

總之，高、中、低壓負荷曲線的形狀季節差異不明顯，低壓負荷率較低，負荷曲線呈深M狀，中壓負荷曲線呈淺M狀，高壓負荷曲線近似直線，負荷率為95%左右。

2.1.3季度比較

交通運輸、電氣、電子設備制造業四個季度典型日的負荷特性指標顯示，夏季典型日負荷最高，最大負荷為753.48萬kW，而且負荷率也最小，說明夏季日用電負荷波動較大；四個季度負荷高峰都出現在白天，負荷曲線呈或深或淺M狀；春季典型日的峰谷差率最?。淮杭镜湫腿肇摵陕逝c秋季相同，冬季負荷率最低，峰谷差率最高。

表1　四季度交通運輸、電氣、電子設備制造業典型日負荷特性指標

2.2黑色金屬冶煉及壓延加工業

黑色金屬冶煉及壓延加工業作為重要的基礎工業部門，是國民經濟發展的重要物質基礎，同時它也是四大高耗能行業之一。2014年江蘇省該行業用電量為508.8億kWh，占工業用電量13.0%（全國平均為13.7）；日負荷率在78～80%之間，峰谷差率季節性明顯，在22～41%之間波動。該行業屬于高耗能行業，用電量較大，因此利用峰谷電價有利于降低其生產成本。

2.2.1夏季典型日

圖3　夏季黑色金屬冶煉及壓延加工業高、中、低壓典型日負荷

圖3顯示，夏季典型日中壓用電負荷曲線較春季起伏更強烈，白天用電負荷與晚上用電負荷差距拉大，晚上用電負荷高峰持續到凌晨4點開始下降。高壓用電負荷總體水平較春季上升，晚上負荷高峰持續的時間沒有變化。因為該行業用電負荷以高壓為主，因此夏季典型日負荷變化趨勢變化不大。

2.2.2冬季典型日

冬季典型日高壓用電負荷曲線呈深W狀，晚高峰持續得時間較其他季節短；中壓用電負荷曲線呈淺W狀，其中，午高峰持續4h；低壓用電負荷曲線波動趨勢不明顯。

圖4　冬季黑色金屬冶煉及壓延加工業高、中、低壓典型日負荷

上述分季度高、中、低壓負荷曲線顯示，黑色金屬行業主要是高壓用電，用電時間集中在晚上，持續時間約9h。三類電壓負荷曲線都呈W型，相對而言，低壓用電峰谷差最大，負荷率最小。

2.2.3季度比較

黑色金屬冶煉及壓延加工業在春、夏、秋、冬的四個典型日中，最大負荷出現在秋季，為578.82萬kW，其負荷率78.9，也是季度中最小的；冬季典型日的最大負荷、平均負荷、最小負荷均是四個典型日中最低，同時負荷率最大，峰谷差率最??；四個季度中晚上用電負荷高于白天，其中低壓負荷曲線不存在季節差異。各季度典型日平均負荷相差很小，主要由該行業以高壓用電為主，而高壓負荷變化較小。

表2　四季度黑色金屬冶煉及壓延加工業典型日負荷特性指標

2.3金屬制品業

金屬制品行業包括結構性金屬制品制造、金屬工具制造、集裝箱及金屬包裝容器制造、不銹鋼及類似日用金屬制品制造等。2014年，江蘇金屬制品業用電量為277.8億kWh，分別占全社會用電量和工業用電量比重為5.6%、7.1%。相對四大高耗能行業，金屬制品業日負荷率較低，但是比較穩定，在78～80%之間；峰谷差率較大，在47～61%之間。

2.3.1夏季典型日

圖5　夏季金屬制品業高、中、低壓典型日負荷

從圖5中發現，金屬制品業的低中高壓用電負荷曲線有基本相同的波動趨勢，呈W狀。相對于其他季節，夏季典型日沒有出現大量新增負荷，季節性不明顯。

2.3.2冬季典型日

冬季典型日低壓用電負荷曲線呈鋸齒狀，晚高峰持續時間有所縮短，存在上、下午高峰，峰值分別是10點的206.06 萬kW，14點的202.52萬kW；中壓用電負荷曲線呈淺W狀，白天高峰時段為13～16點；高壓用電負荷曲線只有晚高峰，且持續時間較長，從午夜23點至明晨7點。

圖6　冬季金屬制品業高、中、低壓典型日負荷

總之，上述分季度高、中、低壓負荷曲線圖顯示，金屬制品業以低壓用電為主，低壓用電負荷曲線多呈現不規則鋸齒狀，負荷率在85～87%之間，負荷曲線沒有顯著季節差異；中、高壓負荷曲線多呈淺W狀，負荷率低于80%；不同電壓等級都存在白天高峰和晚上持續高峰，導致該行業耗電量較高。

2.3.3季度比較

表3顯示，金屬制品業春、夏、冬四個季節典型日的用電負荷曲線比較相近，負荷特性指標也不存在顯著差異。秋季的峰谷差率明顯高于其他三個季節。?？傮w上，金屬制品業用電負荷存在晚高峰和下午高峰，前者持續時間為9h，后者持續時間為下午4h。

表3　四季度金屬制品業典型日負荷特性指標

2.4紡織業

紡織工業是我國國民經濟的傳統支柱產業，改革開放以來世界最大的紡織品服裝生產國地位，尤其是江浙等沿海省份保持著生產優勢。2014年，江蘇省紡織業用電量為417.4億kWh，占全社會用電量和工業用電量的比重分別為8.3%、10.6%；屬于勞動密集型行業，三班倒工作制，負荷率較高，在90～92%之間，峰谷差率在14～18%之間。

2.4.1夏季典型日

夏季典型日低壓用電負荷高峰持續的時間較長，從上午10點幾乎持續到下午4點，而且總體負荷水平提高了；中壓和高壓用電負荷曲線變動趨勢一致，且中壓負荷高峰出現在白天，比春節更明顯（見圖7）。

2.4.2冬季典型日

圖7　夏季紡織業高、中、低壓典型日負荷

冬季典型日低壓用電負荷曲線呈M狀，上、下午負荷高峰分別出現在10點和14點；中壓用電負荷曲線總波動趨勢與低壓一致，但是波幅很?。桓邏河秒娯摵汕€總體平穩，但在12～15點之間存在低谷。中壓和高壓用電負荷率分別為94%、96%。

圖8　冬季紡織業高、中、低壓典型日負荷

總之，上述分季度高、中、低壓負荷曲線圖顯示，紡織業以低壓用電為主，低壓用電負荷呈淺M型，低壓負荷率在90%左右，小于中、高壓。中壓和高壓用電負荷曲線比較平穩高壓用電高峰出現在晚上，并且持續時間較長。

2.4.3季度比較

紡織業用電最大負荷出現在夏季典型日，為609萬kW，與其他季節典型日最大負荷相差約50萬kW。春季和秋季典型日各類負荷特性指標非常相近；冬季平均負荷水平最低，負荷率最小，峰谷差最大。此外，低壓各季節下午高峰負荷持續的時間較長。

表4　四季度紡織業典型日負荷特性指標

2.5批發和零售業

該行業是國內商業的主要構成部分，其活躍程度可直接顯示經濟發展的起落。2013年，江蘇批發和零售業用電量約占全社會用電量的2.2%。批發和零售業與白天人流密切相關，用電負荷波動較大，日負荷率較低，在60～63%之間；峰谷差率較大，在78～82%之間。

2.5.1夏季典型日

夏季高壓用電負荷曲線的波動性較強烈，三種電壓用電負荷曲線都呈倒U型。高、中、低壓用電都在夏季用電高峰，即相對其他季節用電負荷水平有較高提升，典型日低壓用電負荷峰值為11點的168.33萬kW，較春季典型日11時峰值高85.22萬kW。

圖9　夏季批發和零售業高、中、低壓典型日負荷

2.5.2冬季典型日

該行業用電以低壓為主，低壓負荷曲線呈現比較深的倒U型，峰谷差較大；中壓用電比例較小，呈比較淺的倒U型，峰谷差較小，高壓用電比例很小，平均負荷為0.37萬 kW，其負荷曲線比較平穩。

圖9　夏季批發和零售業高、中、低壓典型日負荷

總之，分季節高、中、低壓用電負荷曲線基本都呈倒U型，而且，負荷高峰持續的時間較長，一般從上午10點持續至下午4點，且高壓持續時間更長。

2.5.3季度比較

如表5所示，夏季、冬季典型日最大負荷和平均負荷都顯著高于春季、秋季典型日，同時，夏季負荷率最小、峰谷差率最大。另外，秋季典型日平均負荷高于春季，負荷率和峰谷差率則較小。

表5　四季度批發和零售業典型日負荷特性指標

3　結論

目前，經濟和全社會用電量都進入了新常態，跟蹤研究用電需求特性具有重要現實意義。本文利用江蘇省2013年4月1日～2014年4月30日每日分時用電負荷數據研究了代表性行業的負荷特性。

比較不同行業的日負荷率，重工業的負荷率較高，服務業的負荷率偏低。按照負荷率平均情況從高到低依次是：交通運輸、電氣、電子設備制造業日負荷率在84～86%之間；金屬制品業日負荷率較低，在78～80%之間；黑色金屬冶煉及壓延加工業日負荷率在78～80%之間；批發和零售業與白天人流密切相關，用電負荷波動較大，日負荷率較低，在60～63%之間，峰谷差較大，在78～82%之間。

由于峰谷時段不同，各行業負荷曲線形狀有不同的特點：①“M”型：交通運輸、電氣、電子設備制造業呈現白天雙高峰負荷曲線變化趨勢，日負荷曲線比較平穩；紡織業以低壓用電為主，呈淺M型，中、高壓用電比較平穩，而高壓用電負荷晚上相對較高，屬于勞動密集型行業，便于實現三班倒工作制。②“W”型：黑色金屬冶煉及壓延加工業以高壓用電為主，用電集中在晚上且持續時間長，負荷曲線呈W型，日負荷率在78～80%之間；金屬制品業以低壓用電為主，低壓用電負荷曲線多呈現深W狀，負荷率在85～87%之間，中、高壓負荷曲線多呈淺W狀，負荷率低于80%。③倒“U”型：批發和零售業分季節高、中、低壓用電負荷曲線基本都呈倒“U”型，而且，負荷高峰持續的時間較長，一般從上午10點持續至下午4點。④三峰型：城鎮居民用電的負荷曲線有早高峰、午高峰和晚高峰三個峰值，其中晚高峰持續時間最長、負荷水平最高。

分季節比較，各行業的負荷特性均存在一定的季節差異。交通設備制造業夏季、冬季的最大負荷、平均負荷都高于春季、秋季，負荷率低于春季、秋季；黑色金屬冶煉業夏季、秋季的峰谷差率顯著高于春季、冬季；金屬制品業秋季的峰谷差率明顯高于其他三個季節；紡織業冬季平均負荷水平最低，負荷率最小，峰谷差率最大；批發與零售業夏季、冬季典型日最大負荷和平均負荷都顯著高于春季、秋季典型日，同時，夏季負荷率最小、峰谷差率最大。

分電壓等級比較，通常各行業主要集中于某一個電壓等級，并且在這個電壓等級上負荷曲線呈現出波動更顯著的形態特點。例如交通設備制造業低壓負荷率較低，負荷曲線呈深M狀，中壓負荷曲線呈淺M狀，高壓負荷曲線近似直線，負荷率為95%左右。

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2016-4-7

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2095-2066（2016）12-0031-04