陕西电网用电量与气象因子的关系

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1、陕西电网用电量与气象因子的关系

2、第1...　摘要：从陕西电网日用电量资料中分离出随气象因子变化的气象电量，分析了气象电量与同期气象资料的相关关系，重点研究了气象电量随气温变化的规律。结果表明：陕西电网用电量与平均气温的相关关系显著，在５～９月（平均气温大于或等于１８℃）为正相关，１０月到次年４月（平均气温小于１８℃）为负相关，在日平均气温为２８～３１℃时电量对气温的变化最敏感。关键词：日电量；气象电量；气象因子；相关１引言日用电量是电力系统规划设计和运行管理的重要指标之一，研究它们的特征及其变化规律是达到电网安全、稳定、优质和经济运行的首要条件。由

3、于影响用电量的因素是多种多样的，特别是相当多的因素无法准确定量地给出，电量的变化特征表现为时变性、随机性和多样性，不同地域的电网其变化也不尽相同，较准确全面地研究分析电量及其变化规律是进行电量预测的基础。近年来，越来越多的研究表明，电网日电量与气象条件的变化有关［１，２］。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，冬季取暖和夏季制冷在生活中逐渐普及，而这二者的耗电量都相当大，因此用电量与气象条件的相关关系逐步密切，气象因子对电网的影响程度有提高的趋势。文献［３］研究了华中电网日负荷与气象因子的关系，但由于不同的电网所处的气候条件不同，各地经济结构和发

4、展水平也千差万别，各个电网用电量与气象因子的关系也不尽相同，有必要进一步研究陕西电网用电量与气象因子的关系，为电网电量的预报预测和运行调度提供依据。２资料及初步处理２．１资料本文所用电量资料是陕西电网逐日的用电量资料，年限是１９９８年１月１日至２００１年１２月３１日，总计１４５６ｄ。选用的气象资料是西安基准站历史同期的日平均气温、日最高气温、日最低气温，其中日平均气温由０２时、０８时、１４时和２０时４个正点时次的观测气温取平均得到。２．２资料的初步处理图１给出了陕西电网日电量在研究时段内的演变曲线。从中可见日电量曲线可以用随时间呈某种增长程度变化的

5、长期趋势项和以一年为周期的季节波动项这两项之和来表示，前者随国民经济发展而不断增长，后者即为气象因子和其他不可预测因素对电量的影响。要研究气象因子对电量的影响首先要从总电量中除去国民经济发展而拉动的用电量的增长。由于１９９８～２００１年我国的经济增长速度比较均匀，这里简单地采用线性关系来表示国民经济增长引起的用电量长期变化趋势项ＱｔＱｔ＝ａ＋ｂｔ（１）式中，ｔ表示时间，ａ、ｂ是系数。而总用电量与电量长期变化趋势项Ｑｔ之差包含由气象因素、节假日和其他不可预测因素对电量的影响，本文称为ＱｍＱｍ＝Ｑ－Ｑｔ（２）式中，Ｑ为实际用电量，Ｑｍ为由各种因素引起实

6、际电量与长期变化趋势项的偏差，在图１中即电量曲线偏离直线的部分，它有明显的四季变化。图中直线表示长期变化趋势项，电量曲线偏离直线的部分包含由气象因素、节假日和其他不可预测因素对电量的影响，本文把该部分称气象电量。分析逐日用电量资料，我们发现春节、国庆等节假日期间的用电量与其他时间相比小很多，不能反映用电量的长期变化趋势，本文将１９９８～２００１年间节假日共计１０９ｄ的资料扣除，实际分析了１３４７ｄ的样本资料，由于选用的样本较大，基本上平滑了其他各种随机因素所引起的电量波动，可认为Ｑｍ主要是由气象因子的变化造成的。本文定义Ｑｍ为气象电量，在这里也主要

7、分析Ｑｍ与气象因子的关系。３气象电量与气象因子的关系分析３．１气象电量与气温的基本关系应用２．２节定义的方法分离出的Ｑｍ有明显的年季变化。从Ｑｍ与日平均气温的演变图（图２）可见，每年夏季高温和冬季低温时，Ｑｍ较大，１９９９～２００１年间，夏季高温时，Ｑｍ最大，冬季低温时有次峰值出现，且呈逐年明显趋势，而春、秋季则有低谷出现，即Ｑｍ与日平均气温在夏季是正相关，冬季是反相关，这种以年为周期的变化特征非常明显。进一步的仔细分析可以发现，日平均气温在大于２３℃时，Ｑｍ与日平均气温为正相关，而日平均气温小于１５℃时，Ｑｍ与其为负相关，气温在１５～２３℃之间时

8、，Ｑｍ与气温的相关较差。３．２气象电量与气象因子的相关系数由于夏季和冬季Ｑｍ与气温的相关系数符号相反，相互抵消，因而Ｑｍ与气象因子的关系不能简单地仅以线性相关系数表示。考虑到电量变化的周期性，这里分月进行统计。３．２．１气象电量与日平均气温的相关系数表１给出了电网气象电量Ｑｍ与日平均气温的相关关系。从表中可见：在４个夏半年（５～９月）各月，气象电量Ｑｍ与日平均气温的相关系数为正，且呈显著性相关，特别是１９９９年的７、８、９月和２０００年的７月相关系数均达到０．８５以上，呈现极显著正相关。也就是说在５～９月，每当气温升高，气象电量则显著增大，而气温下

9、降时，气象电量则显著减小。相反，在４个冬半年各月，气象电量与平均气温的相关系数为负，过渡冬季１１月份的相关系数的绝对值一般