摘要：气象、节假日是电量波动的重要影响因素，本文通过数据分析识别了居民生活用电温敏气温区间，重新划分了湖北省气温季节，针对夏季、冬季日电量预测中的高温/低温累积效应影响，分别创建了夏季与冬季最高温长短期累积效应函数，并研究了湖北省节假日对居民电量的影响，划分基础电量与降温电量，可为电力部门电量预测工作提供更为有效的参考。
随着社会经济不断发展，人们生活水平不断提高，以降温、采暖为用途的大功率电器普及率越来越高，温度敏感性用电变化特征随气象条件变化也愈加显著。伴随近几年气候异常现象愈加频繁，湖北地区出现极冷极热天气频率不断增加，气温每变化一度都可能对居民日电量产生重大影响，因此，进一步研究气象条件、节假日与短期电量之间的相关关系尤为必要，通过建立温度-居民电量之间的量化研究模型，掌握地区的温度与居民用电相关特性，了解温度影响电量的规律，对电力有关部门电量预测提供有效参考。同时，节假日对居民日电量也有一定影响，通过研究不同节假日居民日电量的变化规律，探索居民日电量的变化规律，对短期电力电量预测也具有借鉴作用，对电网的规划、运行和调度控制也具有重要意义。
一、居民生活用电温敏区间识别
关联湖北省2021年1月1日至今居民日电量与每日最高温、最低温数据，统计、分析工作日居民日电量在每个单位气温区间的分布特征，如下图所示：
图1.1 单位气温区间日电量分布
从最高温度来看，当最高温达到28℃及以上，居民日电量随气温升高增长明显，单位气温区间电量值分布在最高温35℃及以下相对分散、超过35℃后趋于集中；当最高温度低于15
℃及以下，居民日电量随气温下降增长明显，单位气温区间电量值分布在6℃及以上相对分散，低于6℃后趋于集中；当最高温介于15℃至28℃之间，居民日电量水平相对稳定，受气温变动影响不明显，且单位气温区间电量值分布相对集中。
从最低温度来看，当最低温度达到20℃及以上，居民日电量随气温升高增长明显，单位气温区间电量值分布在最低温26℃及以下相对分散、超过26℃后趋于集中；当最低温度低于6℃及以下，居民日电量随气温下降增长明显，单位气温区间电量值分布在-1℃及以上相对分散，低于-1℃后趋于集中；当最低温介于6℃至20℃之间，居民日电量水平相对稳定，受气温变动影响不明显，且单位气温区间电量值分布相对集中。
因此，湖北省居民日电量夏季温敏气温区间为：最高温≥28℃或最低温≥20℃，居民日电量随气温下降增长明显；湖北省居民日电量冬季温敏气温区间为：最高温≤15℃或最低温≤6℃，居民日电量随气温下降增长明显。
二、湖北省气温季节划分
基于湖北省居民生活用电温敏气温区间分布特征，分析湖北省近10年每日最高温、最低温样本数据聚类特征，如下图所示：
图2.1 季节性气温聚类分析
聚集在夏季温敏区间的气温样本主要为历年6月至8月期间气温数据；聚集在冬季温敏区间的气温样本主要为历年12月至次年2月期间气温数据；聚集在非温敏区间的气温样本主要为历年4月与10月期间气温数据。历年3月、5月、9月、10月为气温换季过渡月份，期间气温样本数据同时涵盖温敏区间与非温敏区间。
三、居民生活用电与气温相关性分析
（一）夏季日电量与气温原始值相关性检验
聚焦湖北省2021年与2022年6月、7月、8月居民生活日电量与最高温关联数据，验证夏季日电量与最高温原始值之间的相关性，如下图所示：
图3.1 夏季居民日电量与气温相关性分析
2020法定节假日时间表从日电量与最高温波动曲线来看，电量增减趋势与气温升降趋势基本保持一致，但增减/升降拐点与幅度并不严格一致。随着炎热天气的持续，每日电量会越来越高。2022年8月2日至7日，连续5天最高温超过36℃且相邻日气温变化很小（低于0.5℃），但电量逐日增长较快（5天增长超过18%）。
从日电量与最高温关联散点图来看，同一最高温数值对应的多个电量值分布较分散，极差可达1亿千瓦时。相邻日最高温变化值为±1℃时（每升高1℃或每降低1℃），对应的多个电量增减幅值也较分散，极差可达0.5亿千瓦时。夏季温敏区间日电量与最高温原始值相关系数为0.8（越接近1，正相关程度越高），基于此拟合日电量-最高温回归方程仍不够可靠，有待优化。
（二）冬季日电量与气温原始值相关性检验
聚焦湖北省2021年与2021年12月、1月、2月居民生活日电量与最高温关联数据，验证冬季日电量与最高温原始值之间的相关性，如下图所示：
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