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山东省是我国的经济大省,也是用电大省。2023年,山东省全社会用电量为7965.6亿千瓦时,紧随广东之后,位居全国第二位。2024年一季度,山东省经济稳定向好,尤其是第二产业需求旺盛,全社会用电量达到2004.4亿千瓦时,同比增长5.7%,位居全国第一位。
(来源:微信公众号“兰木达电力现货”作者:王瑀璠)
电力负荷作为电力系统运行的重要指标,反映了地区电力需求的规模和特性,也是电力市场交易决策的重要依据。山东省作为我国用电大省,电力负荷呈现出快速增长的特点。
负荷分析,就是基于经济指标、天气预报、节假日安排、历史数据等多个因素,分析整个电力系统的用电需求。深入研究山东省电力负荷,对于深入理解电力现货市场、做好电力价格预测具有重要意义。
一、负荷特性
(一)分年趋势
近年来,随着山东省经济的持续快速发展和居民生活水平的不断提高,电力需求呈现出强劲的增长态势。
2021年,山东全省全社会用电量7383亿千瓦时,2022年,山东省全社会用电量为7559亿千瓦时,同比增长2.38%,2023年,山东省全社会用电量为7965.6亿千瓦,同比增长5.38%。
(二)分月趋势
山东省春秋季气温适宜,负荷较为稳定,而冬季、夏季负荷变动较大。每年的6-8月,受高温高湿天气等因素影响,山东全省用电负荷迅速攀升。尤其是2023年7-8月,在副热带高压脊的持续控制下,全省以晴热天气为主,制冷负荷高企,迎峰度夏期间,全网用电量1237亿千瓦时,同比增长7,夏季晚高峰全网最大负荷超过了1亿千瓦。
冬季气候寒冷,供暖负荷攀升。2023年12月-2024年1月,受寒潮天气影响,山东全网用电负荷连续6天突破一亿千瓦,最大用电负荷达1.055亿千瓦,创下了冬季全网用电负荷新高。
(三)分时趋势
山东省的分时负荷曲线呈现明显的中午低,早晚高特点。截止2024年一季度,山东电网光伏装机容量5933万千瓦,其中分布式光伏装机容量4325万千瓦,在光伏装机总容量中占比达到了四分之三。
分布式光伏大多采用“自发自用、余电上网”的模式,机组出力在正午前后达到高峰,导致中午时段电力系统净负荷较小。而太阳落山后光伏机组无法出力,用电需求却迎来晚间高峰,电网负荷迅速冲高。
二、近期负荷特性分析
在分析负荷时,需要考虑各个影响电力需求的因素,包括但不限于季节变化、气温波动、人们的用电习惯等等。
笔者此前撰写文章《山东市场6月价格预测来了!准备好迎峰度夏了吗?》,预测了6月的负荷功率、新能源出力情况、现货价格等因素。事后来看,新能源出力等预测数值与实际数值基本一致,而负荷的预测却有小幅低估,这主要是由于2024年6月负荷的超预期冲高。
山东省2022年6月的月均实际负荷为61114兆瓦,2023年6月的月均实际负荷为60430兆瓦,而2024年6月的月均实际负荷达到了65533兆瓦,同比增幅8.4%。
山东省6月的负荷特点主要为随着高温天气的出现,用电负荷较快增长。而2024年高温来的比常年同期更早,温度更高。端午节(6月10日)后,受高压脊和暖气团东移发展影响,山东高温迅速发展,部分地市的最高气温突破6月上旬极值,导致全省日均负荷一度上涨超过70000兆瓦。
分日来看,山东省的负荷变动具有一定的滞后性,温度极端升高领先负荷冲高2-3天,温度边际下降领先负荷回落1-2天。
三、未来负荷预期
7月山东省的用电负荷通常会呈现高位波动的特点,主要原因是高温天气带来的制冷负荷大幅增长。但是,2024年7月,山东省天气呈现了不同于常年的变化特点,负荷特点也相应发生了变化。
由于副高边缘暖湿气流旺盛,且冷空气活动较多,山东省今年7月频发强降雨、强对流天气,降水量较常年同期明显偏多。在多次大范围降水的影响下,今年7月迎峰度夏期间气温未大幅冲高,甚至2024.07.02 的日均温只有22℃,入夜后温度降至20℃以下,在7月较为罕见。在此大背景下,2024年7月负荷水平整体低于2023年,截止发稿日,暂未出现负荷大幅冲高的极端天气。
除气温以外,湿度与风力都会影响人体的热代谢,所以体感温度通常受到阳光辐射、湿度、风速等多因素的作用。本文将结合2024年多雨多湿的天气特征,综合考虑气温、湿度、风速等影响,对山东省7月的负荷数据做一分析。
本文此处沿用文章《山东夏季短期负荷分析》的公式,用湿度、风速与辐射三个数据,对气温做一修正,具体公式如下:
Tg=Te+Th-Tv+Tr
其中,Tg为体感温度(人体感受到的冷暖程度转换成的同等温度),Te为天气预报日均温,Th为湿度对体感温度的修正,Tv为风速对体感温度的修正,Tr为辐射作用对体感温度的修正。
湿度对体感温度修正公式如下:
Th= -0.4(Te-10)(0.6-h)
上式中,h为相对湿度,数值取百分数,范围为 0~1.0。
风速对体感温度修正公式如下:
上式中,h为相对湿度,数值取百分数,范围为 0~1.0;v为风速大小,单位为m/s 。
需要强调的是,虽然体感温度与负荷的相关性高于常规气温与负荷的相关性,但基础负荷受体感温度影响较小,且基础负荷一旦波动往往变动幅度较大,所以使用体感温度分析与预测负荷时,存在一定的误差。通过对体感温度的计算,与对今年山东省天气特点的搜集与分析,本文认为2024年7月山东省负荷极端冲高的可能性不大,月均负荷有望同比2023年7月下降4%-5%。
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