基于国网“一库三中心”的衢州化工新材料产业集聚区电网负荷分析

摘 要：利用国网内部的“一库三中心”中的统一数据资源库得到企业电力负荷曲线，再用数理统计分析中心的数学模型和工具以及模糊C均值聚类算法对区域企业电力负荷曲线进行分析，可以对同一行业不同企业进行分类及负荷特性研究。

关键词：一库三中心 衢州 化工材料产业集聚区 负荷预测

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（b）-0045-02

10多年来，国家电网一直致力于电能质量的提高和主配网的改造升级。为了提高投资有效性，优化电网拓扑，不同类型和区域的电网负荷研究就成为其中的关键问题。根据《浙江省产业集聚区发展总体规划》，在“十二五”和“十三五”期间，浙江省将集中力量推进集聚区的建设和发展，而在衢州市“十三五”规划中，衢州化工新材料产业集群发展的趋势将进一步加强。因此，有必要对其负荷特性和发展变化趋势进行研究，对地区网进行优化研究，为地区经济建设和发展提供保障。

1 典型化工生产企业负荷特性分析

1.1 模糊C均值聚类算法用于企业负荷分类

将衢州市本级20家规模以上化工企业2014年的负荷数据作为研究对象，数据格式为每日24点采样，作归一化处理后，得到20条曲线。通过模糊C均值聚类算法，当将负荷曲线分为两类时，类内部的负荷曲线隶属度较高，而类间的隶属度较低。模糊C均值聚类结果如图1所示。

由图1可知，两类企业负荷曲线整体均较为平稳。第一类曲线在的负荷从早晨8点开始上升，至11时左右达到早高峰，随后在15点左右负荷率略有下降，但仍处于较高水平，直至晚19时左右，随后呈下降趋势，但整体负荷曲线变化幅度不大；第二类曲线从早晨8点左右开始突然下降，在9点左右开始缓慢上升，高峰在下午13点左右，然后略有下降，从晚上19点左右又开始下降。

通过分析这两类化工企业，发现是由于企业的生产周期不同导致的差异。第一类企业包括浙江中硝康鹏化学有限公司和浙江蓝苏氟化有限公司，他们的生产工艺决定了他们往往不间断生产，生产周期较长，往往只有停机检修时负荷才会变化较大。第二类企业包括浙江中天氟硅材料有限公司和浙江中宁硅业有限公司等企业，企业仍然是流水线生产，但生产过程划分为不同工序，包括石头加工、酸洗、切方等，具有明显的短周期特征。

通过用模糊聚类方法，原本不同企业的用户在负荷特性上会有较大的相似性，也就是可能会属于一个类，使得不同企业的用户之间本来潜在的一些共性和联系可以被发掘。

1.2 化工企业负荷特性分析

根据模糊C均值聚类的结果，将衢州化工企业按照生产工艺划分长周期和短周期为两类。以蓝苏氟化有限公司和中宁硅业有限公司为研究对象，对他们的负荷特性进行对比分析。

浙江蓝苏氟化有限公司现有2万吨/年无水氢氟酸生产线和国内规格的5 000吨/年电子级氢氟酸生产线，是一家典型的长周期化工生产企业。浙江中宁硅业有限公司是一家大型单晶硅生产企业，生产过程具有短周期的特征。上述两家化工企业规模较大，企业订单稳定，生产过程具有典型性，适合作为研究对象。

（1）当前衢州化工企业的最大负荷利用小时一般在5 700小时左右，而工业的最大负荷利用小时往往在6 000小时左右；年负荷率基本稳定在65%左右；这表明衢州化工企业的产能并没有完全释放。

（2）中宁硅业用电2015年与2014年相比，虽然最大负荷差异不大，但总用电量出现下滑，2015年最大负荷利用小时在5 000以下，年负荷率也有所下降。之所以出现这种情况，是因为单晶硅行业受国际经济环境和国家去产能政策的影响较大，在“十三五”期间，应该不会增加该类型企业。

（3）由于化工企业生产工艺的原因，自动化程度高，往往是连续生产。项目投产后，除非停机检修，否则整条生产线都必须持续运行，因此，即便未来产值下降，最大负荷也不会有明显变化。

（4）无论哪种类型的化工企业，其季不均衡系数较高，表明化工企业受季节变化的影响较小。

1.3 新投产化工企业负荷特性分析

在“十三五”期间，衢州将以巨化为龙头引进并建立一批化工新材料生产企业，这些企业规模普遍较大，了解新投产化工企业的负荷特性和用电规律，对合理预测“十三五”期间负荷变化具有借鉴作用。

以衢州华友钴新材料有限公司作为对象，对其负荷特性进行了研究。该公司是中国最大的钴化学品生产商，是一家钴新材料产品深加工的高新技术企业。

2 结论

通过模糊C均值聚类算法，可以通过选择分类数，将负荷特性接近的企业放置在同一类别中，有助于发现这些企业间的共性和联系。

对衢州一些规模上化工企业进行分析，根据生产的周期性，划分为长周期和短周期两类。其中长周期以化工原料生产企业为代表，而短周期以单晶硅生产企业作为研究对象。通过比较其负荷特性，得到以下结论。

（1）就负荷曲线而言，衢州化工企业的负荷曲线较平稳，最大负荷利用小时在5 700左右，负荷率在0.6～0.8之间，仍有进一步提高的空间。

（2）就最大负荷利用小时而言，单晶硅行业因受国际经济环境和国家去产能政策的影响较大，故最大负荷利用小时有所下降；其他化工原料生产企业则较为稳定。

（3）就年负荷率而言，已有化工企业年负荷率基本稳定；新建化工企业从投产到正式运行，调试周期较长，所以投产当年的负荷率较低，投产当年的负荷率在0.3～0.6之间。

（4）单晶硅受国家政策影响，在“十三五”期间，新建同类企业的可能性不大。

（5）化工企业受季节影响较小。

3 结语

针对产业集聚区域电力负荷特性研究问题，该文提出了通过模糊C均值聚类算法对企业负荷曲线进行分析，自动将负荷特性接近的企业放置在同一类别中进行分析的方法。分析的结果表明，该算法的分析结果能够基本吻合近年实际的发展情况，具有可推广性。

参考文献

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