计及稳定度分量的负荷预测新评价标准

杨 逸，周丽华，柳 昂

（国网浙江省电力公司湖州供电公司，浙江 湖州 313000）

计及稳定度分量的负荷预测新评价标准

杨 逸，周丽华，柳 昂

（国网浙江省电力公司湖州供电公司，浙江 湖州 313000）

到目前为止，负荷预测工作基本上以负荷预测准确率为评价标准。而负荷准确率只反映了负荷预测的绝对偏差的大小，由于各地区负荷构成因素不同，导致负荷稳定性迥异。各地区负荷稳定性高低基本决定了地区负荷准确率高低，不利于反映负荷预测人员真实努力的程度。记及稳定度分量的负荷预测新评价标准引入了稳定度分量的概念，通过该地每个月稳定度分量的高低来核算每月负荷预测合格率，通过合格率与准确率双重指标对负荷预测工作进行评价。

负荷预测；稳定度；评价；预测误差

在电力系统中，发电、规划、计划、调度等部门都需要负荷预测，电力系统的规划和调度运行也都以电力负荷预测为依据。负荷预测的准确与否，直接关系到如何安排电网内部发电机组的启停，关系到电网的安全稳定性。符合要求的负荷预测还能有效地降低发电成本，提高经济效益和社会效益。而负荷预测工作需要评价机制，以确认负荷预测工作的深入程度以及评价预测方法的优劣。

目前普遍采用的是以国家电网公司电网短期负荷预测技术规范中的负荷预测准确率或合格率评价负荷预测的水平，但是经过大量的分析发现，准确率的高低因负荷特性的不同有巨大的差异，即使改变预测方法以及预测人员主客观再多努力也难以提高。因此，有必要研究负荷自身的特性以及评价负荷预测的方法。

1 负荷规律性与预测准确率的关系

电力负荷是具有较强周期性的时间序列，其变化既有规律性又有随机性。其中每日、周、月、季、年负荷曲线基本都具有一定的相似性，同时又有较大的差异。若负荷变化只有规律性没有随机性，则可以进行完全建模从而实现精确的负荷预测（无差预测）；若负荷变化只有随机性而无规律性，则只能在随机规律的范畴内做出预测，要使预测结果的精度超越随机规律所限定的精度是不可能的。

为对负荷的规律性有一个定量的分析，需要对若干连续日负荷进行数据分解与成分分析，采用傅立叶分解等手段对负荷曲线进行频域分解，分解为日周期分量、周周期分量、高频分量和低频分量。

对指定建模时域的负荷时间序列做如下有限傅立叶分解：

进行周期性成分重构：

式中：ai和bi为实频率分量的振幅；a0+D（t）为日周期分量；W（t）为周周期分量；L（t）为低频分量；H（t）为高频分量；P（t）为负荷时间序列。

前两项为日周期分量，W（t）为周周期分量，是稳定分量，可以用常规方法准确建模，并用做预测。式中L（t）为低频分量，受温度等缓变性质因素影响为部分可预测分量。建模难点是不能穷尽各种影响因素，且某些因素很难通过数量化手段描述。H（t）为高频分量，反映负荷的随机波动，是不可预测分量，即随机分量。

在这种模型分解方法下，由于低频分量和高频分量的存在，且不能完全建模，故存在建模误差，从而决定了负荷预测有一定的准确率上限，即稳定度上限。

利用高频分量计算负荷的稳定度上限Luper：

同样，日分量和周分量是负荷预测中必须把握的负荷，因此，合格的负荷预测有一定的准确率下限，即稳定度下限：

利用日、周周期分量计算负荷的稳定度下限Llower：

通过稳定度上限和稳定度下限算术平均可以确定当月稳定度L：

2 计及稳定度分量的评价标准

2.1 负荷预测准确率

根据国家电网公司《电网短期负荷预测技术规范》中对负荷预测合格率的定义：

评估点负荷预测偏差率Ei为：

式中：Li，f为时刻i的负荷预测值；Li为时刻i的负荷实际值。

日平均负荷预测准确率Ad为：

式中：RMSE为日负荷预测偏差率均方根；E为15 min时刻的负荷预测偏差率；n为日实际考核点数。

2.2 负荷预测合格率

通过当月稳定度及该月每日负荷预测准确率，计算当月负荷预测合格率Bm（计及稳定度）为：

式中：Ad为月平均日负荷预测准确率；L为月稳定度；n为当月天数。

2.3 负荷预测综合指标

负荷预测准确率和与计及稳定度的负荷预测合格率，按不同权重计入综合指标：

通过月负荷预测合格率与月负荷预测准确率计算取当月综合评价指标：

式中：Cm为月负荷预测结合指标率；Am为月负荷预测准确率；a为负荷预测准确率所占权重；b为负荷预测合格率所占权重。

式中的a与b之和为100%，不同地区a与b的值可以不同，根据该地区的负荷特性可适当调整，使其达到最优。

3 具体评价案例

以国网浙江省电力公司湖州供电公司为例，2012年1月起开始试行采用计及稳定度分量的负荷预测评价标准对下属长兴、德清、安吉3个县级供电公司的负荷预测工作进行考核。长兴、德清、安吉三县负荷约分别为60，40，25万kW，负荷预测准确率见表1。

按传统负荷预测评价体系评价，2012年湖州县级调度机构负荷预测准确率排序为长兴、德清、安吉。

按计及稳定度的负荷预测评价规则，计算县级调度机构月度负荷稳定度，再以此为基准计算负荷预测合格率见表2。

表1 2012年湖州县级调度机构负荷预测准确率 万kW

表2 2012年湖州县级调度机构负荷预测合格率

表3 2012年湖州县级调度机构负荷综合评价指标

在实际考评中，a与b的取值与负荷实际情况及负荷波动程度相关，当负荷波动明显时，b的取值可适当增大。

湖州在评价县级调度机构时在式（10）中，考虑到负荷波动较为明显，a与b均取50%，则其最终综合指标情况见表3。

4 结语

通过计及稳定度的负荷预测新评价标准，建立循环动态考核机制，在规定时间周期内循环展开稳定度分析，依据稳定度上下限，并结合当地负荷水平，动态调整负荷预测考核精度，更具有可比较的公平性，激励预测人员提高预测精度，改变了过去“一刀切”的考核机制，体现了科学管理、精细化管理的理念，保证了管理的科学性与公平性。

[1]王学申，刘刚．电力系统负荷预测方法分析及应用[J]．能源与环境，2011（8）∶20，31.

[2]牛东晓，曹树华，赵磊，等．电力负荷预测技术及其应用[M]．北京：中国电力出版社，1998.

[3]查特菲尔德（Chatterfidle）.时间序列分析导论（The guide oftime series analysis）[M].北京：宇航出版社，1986.

（本文编辑：杨 勇）

A New Standard of Load Forecast Evaluation Based on Stability Degree Component

YANG Yi，ZHOU Lihua，LIU Ang
（State Grid Huzhou Power Supply Company，Huzhou Zhejiang 313000，China）

So far，accuracy is basically taken as the only work of load forecast.However，the accuracy just reflects the absolute deviation of load forecast，which differentiates load stability due to different load structures in different regions.The load stability degrees in all regions basically decide the load accuracy，which can not reflect effort of load forecast personnel.The stability degree component is introduced as a new conception in load forecast evaluation standard that takes stability component into account.The new system checks monthly qualification rate of load forecast through stability degree component and evaluates load forecast by qualification rate and accuracy.

load forecast；stability degree；evaluation；forecast error

TM714

A

1007-1881（2015）09-0022-03

2015-02-11

杨 逸（1981），男，工程师，从事电力市场、电力经济调度、电力系统稳定运行等研究。