刍议电力负荷预测方法在配网规划中的应用

邴立秋

摘要：当今社会，经济、科技发展迅速，人们对电网的要求也更加严格，为了适应电网管理现代化、科学化的要求,减轻电力需求预测人员经常进行的数据整理、加工和计算等工作量；为了准确地分析和预测市场对电力这一商品的需求；为了保证数据的可继承性并做到与其他部门实现信息共享,使计算机技术在电力需求分析预测中发挥重要作用,必须开发功能齐全、预测精度高、可信度与可靠性好的用电分析与负荷预测软件。下面，笔者着重介绍、分析了电力负荷预测技术在用电分析系统中的几种常用方法。

关键词： 电力负荷预测方法配网规划

中图分类号：F407.6 文献标识码： A

在充分了解电力系统用电分析与负荷预测有关条例的基础上,对现有的较为成熟的预测理论和分析方法做了系统的总结,适当借鉴其它领域分析预测工作中的成功经验,成功开发了全社会用电分析系统。系统具有强大的预测功能,这主要是指预测方法的多样性和预测内容的广泛性。

一、当今配网规划的发展现状

近些年,随着经济的发展以及科技的进步,配网规划的发展亦是十分迅速,预测理论技术也取得了长足的进展,新的预测方法不断出现,这些方法为电力负荷预测问题的研究提供了有力工具。不同地区负荷的发展规律相异,每一种预测方法都代表了一种发展规律,预测方法越多,预测人员的选择余地越大,预测结果越精确。系统建立了预测方法库,提供了近30种预测方法,主要分为常规预测与现代预测方法。下面介绍几种新型预测方法, 各种方法都有自身的特点和适用范围,这些预测方法都已经开始引入电力系统负荷预测,并取得了较好的效果。

二、在配网规划中应用电力负荷预测的原因

在配网规划中有很多种方法,有空间几何预测法,电力负荷预测法等多种方法,其中建立电力负荷模型是开展电力负荷预测最有效的方法，电力负荷模型包含电力负荷的时空特性、负荷电压和频率特性。电力负荷的时空特性是指电网会随着空间分布和时间变化而产生不同的负荷，这种负荷模型通常情况下比较复杂，一般采用负荷时间曲线来描述这种时空特性，负荷曲线以时间来划分可以分为年度负荷、季度负荷、月度负荷和日负荷；按照负荷的性质可以分为生活负荷、农业负荷、工业负荷和市政负荷等。负荷预测模型不仅需要对电网进行实时或者短期的负荷预测，还需要对电网规划和发展做长期的负荷预测，通常采用概率统计来预测负荷，需要注意的是，预测电网未来的负荷，在客观上必定存在一定的误差，产生误差的根源是存在一些影响电网运行的不确定因素以及与电网负荷变化规律不相符合等情况，总体来说，负荷预测模型的准确性还是很高。

三、电力负荷预测方法在配网规划中的应用

1、弹性系数法预测。

弹性系数是把某地区的总体用电的平均增长率比工农业总产值年增长率的值，能够很好地反映出经济发展情况。K=Vw/VWh=(1+KV)nWo其中Wo是在周期的开始用电量，Wh结束后的用电量；K指的是电力弹性系数；V指目前国内生产总值的增速；Vw指用电的增速；n指是在发展规划中的年限由于是基础设施，电力工业在社会经济发展过程中会提前于工业发展，这时的弹性系数应该不低于1，这个数值会随着所在地区的负荷结构与性质的不同而大为不同，需要结合历史数据进行趋势分析后确定。弹性系数法主要用于中期或远期的宏观负荷预测。在某城市中，产业结构适应国家发展，不断进行优化调整，产业升级不断更新，高新技术产业与第三产业发展趋势明显，未来的弹性系数有可能会不断下降，未来五年的电力弹性系数为0.9左右。

2、外推法。

外推法主要是根据历年的数据与资料进行延伸预测未来几年的用电量的方法。一般分为回归分析法与平均增长率法。回归分析主要是指把时间与人口等信息作为变量，根据每年的变化规律计算出一定的数学模型，通过顺势延伸，不断算出每一年的用电量；平均增长率法是把历年的数据与未来的国民经济发展相结合，来对平均增长率进行估算，采用统一的增长率，同时也可以分阶段的不同增长率来进行预测。

3、综合用电水平法。

综合用电水平法主要是通过人口用电量来进行计算的，也称为人均用电法，它是根据这一地区的人口每年的用电量来进行计算的，每一户或每一个人的平均用电量代表着这一区域的城市生活用电量，而工业用电则可以根据每一个企业单位或是每一台设备的装机容量来进行推算的。针对于目前的综合用电水平，可以通过资料分析与用户的信息进行测算。另外由于外来人口多，流动人口比例较大，结合大区域的未来发展规划，可以确定出增长趋势。这种方法适合于近期与中期的用电负荷预测。

4、负荷密度法。

负荷密度法是种相对计算精确的预测法，它一般不会直接对城市的用电量进行预测，而是对每平方公里的平均负荷用电进行预测，对城市进行分区处理。第一步计算出目前或前一阶段的区域内的负荷密度，之后规划对不同的分区负荷特点进行把握，推算出目标年的负荷密度预测值。对于用电大户，需要对负荷进行单独计算。由于城市的不断发展，电力负荷可能会出现跳跃的现象，负荷密度法是一种直接的办法，在使用时要对区域内的特点进行全面掌握。

5、神经网络法。

神经网络非常复杂，其中有大量的神经元结构，而且组成的是非线性的系统，功能与结构由简单到复杂，具有非常强的借鉴意义。神经网络能够较强的记忆能力、学习能力与计算能力，目前对于其中的多层感知器、自组织神经网络与概率神经网络等方法。目前在电力系统的负荷预测过程中，前馈型神经网络应用较为广泛，通过输入、输出与隐层组成。将与之相关的数据进行输入，通过有效计算得出预测值。

6、灰色系数法。

灰色系统理论是基于灰色模型,简称GM的基础模型。灰色系统理论用颜色形象地描述模型信息的已知程度。白色的模型表示模型的信息全部已知,黑色的模型表示模型的信息全部未知,灰色的模型表示模型的信息已知程度介于白与黑之间。未来的负荷预测就是一个灰色问题,人们对未来有关预测量信息部分已知,部分未知。与通过大量样本进行统计分析的传统方法相比,灰色系统建模的优越性体现在两个方面。其一是前者需要的原始数据越多越好,其精度才有保障,而后者没有如此苛刻的要求。其二是后者一般采用一定的方式对原始数据进行生成处理(如累加生成和累减生成),将杂乱无章的原始数据整理成规律性较强的生成数据,从而弱化原随机序列的随机性,获得光滑的离散函数,再进一步基于这些生成数据建模。因此,灰色模型具有建模所需信息较少、建模精度较高等特点。

7、时间序列法。

时间序列法与外推法类似，都是通过借鉴历史资料数据进行分析。不过时间序列法是通过不同的时间对资料进行整合，建立一个新的数学模型，通过这个模型能够反映出电力负荷在不同的时间段内的随机变化规律，从中发现趋势；从数学模型入手，建立负荷变化的数学语言，再输入未来的变量，进行预测。目前有自回归、滑动平均与二者综合三种形式。通过时间序列法，可以在少量的历史数据中就能够发现存在的模型规律。但并没有完全考虑到突发事件的影响，适用于短期预测，对长期预测没有明显的作用，而且精确度不高。

结语：电力能源是我国工业发展与民生发展的主要能源，在国民经济正常运行中起着重要的作用。同时负荷预测则是电力系统合理调度、实时控制与发展规划的基础，只有进行准确预测，才能制定出合理的规划与布局。通过基本的信息支持让电力系统的运行更加合理。在实际操作中不断提高电力负荷预测的准确度，对于计划用电管理与合理安排好电网的运行方式，制定出合理的维护计划，都有着重要的参照意义，同时更能够节约能源，降低生产成本，与国家节能方针保持一致，提高电力系统的经济效益。负荷预测已经成为电力系统管理现代化的重要内容，发挥着越来越大的作用，促进了电力企业与国民经济的共同进步，实现科学规范、可持续发展。

参考文献

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