城市配电网饱和负荷预测方法研究

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摘要: 本文从理论上对城市饱和负荷的基本概念、基本特征和影响因素进行了分析，在此基础上结合我国国情提出了城市饱和负荷的宏观预测方法和微观预测方法，并通过不同方法预测结果间的相互校验形成了城市饱和负荷预测闭环工作流程，有效增强了预测结果的合理性和可靠性。

关键词：饱和负荷；预测方法；电网规模

Abstract: this paper theoretically on the basic concept of the urban saturated load, the basic features, and the influential factors were analyzed, and based on this, combined with actual situation in China put forward the city of saturated load forecast method and macro micro forecast method, and through the different way to predict the results of mutual calibration form the city saturated load forecasting closed-loop work process, effectively enhance the prediction results of the rationality and reliability.

Keywords: saturated load; Forecasting method; Scale of power grid

中图分类号： U665.12 文献标识码：A文章编号：

前言

城市饱和负荷是近年来城市电网规划中提出的新概念。与传统的针对具体年限的负荷预测方法不同，城市饱和负荷预测的时间跨度往往较大，且涉及面较为广泛，包括城市的功能定位、能源资源条件等多个方面。从经济发达国家城市的发展轨迹来看，一个城市在建设的初期，在经济快速发展的带动下，负荷增长一般都很快。但当城市发展到一定阶段后，受城市人口、土地、环境等资源条件的影响，城市负荷的增长速度放缓甚至停止增长。此时，习惯上称负荷达到了饱和状态。

1 城市饱和负荷预测的原则和方法

1.1 城市饱和负荷预测的基本原则

一个城市的饱和负荷水平需要在对饱和负荷的影响因素，特别是其中关键性的主导因素正确分析的基础上，以城市总体规划和相关规划为依托，结合本地区经济发展水平以及国内外同类型城市的相关资料，研究揭示城市负荷的增长规律和趋势，通过多方案、多方法的比较论证后得到。由于城市规划是城市饱和负荷预测的重要依据，饱和负荷预测的准确性和合理性与此密切相关，因此城市规划内容的调整也必将会引起对城市饱和负荷预测结果的不断修正。从这个意义上讲，饱和负荷预测工作也是一个长期的、不断优化调整的过程。

1.2 饱和负荷预测方法

1.2.1 饱和负荷预测方法的分类

根据预测分析对象的不同，饱和负荷预测方法大体上可分为宏观预测方法和微观预测方法两大类。宏观预测方法侧重于对负荷总量的预测，根据饱和负荷的特点和负荷预测的基本方法，结合预测资料收集的难易程度，对城市饱和负荷总量的预测一般可采用基于人均用电量和基于城市负荷密度的预测方法。微观预测方法主要用于对负荷空间分布的预测，也称为空间饱和负荷分布预测方法。

1.2.2 饱和负荷宏观预测方法

（1） 基于人均用电量的预测方法

该方法根据城市总体规划和各类专项规划，首先研究与环境、资源相适应的最大人口规模，并参考国外主要发达国家人均用电量情况，确定城市的人均饱和用电量，在此基础上计算城市饱和负荷规模，推测城市饱和负荷大致到达的时间。计算公式为：

（1）

式中：为城市饱和负荷的大小；为城市所能容纳的最大人口容量，可根据城市总体规划和人口增长规律分析确定其值；为人均用电量，可参考国内外经济发达城市情况确定；T为最大负荷利用小时数，可通过对历史数据统计分析并结合专家经验来确定。

（2） 基于城市负荷密度的预测方法

该方法根据对城市发展定位的分析，通过参考国外主要发达国家城市的负荷密度情况，推导出本地区负荷增长表现饱和态势时的负荷密度，结合城市总体规划确定的城市规划用地面积，计算得到城市饱和负荷的规模。计算公式为：

（2）

式中：D为城市饱和负荷密度，可通过参考国内外同类型城市情况结合城市自身功能定位、资源条件综合比较后确定；S为城市规划建设用地面积，由城市总体规划确定；ΔP为预测修正量，是指由城市范围内除建设用地以外的其他用地 （例如水域） 所产生的用电负荷，该参数的引入是为了进一步提高饱和负荷预测的准确性。通过对比不难发现，上述 2 种饱和负荷预测方法各有特点。基于人均用电量的预测方法是通过对城市饱和用电量的预测间接得到城市饱和负荷的规模，预测结果的准确性依赖于人均饱和用电量、城市最大人口规模以及最大负荷利用小时数等参数，参数的目标数值相对容易确定；基于城市负荷密度的预测方法是通过对城市饱和负荷密度的分析直接得到城市饱和负荷的总量，参数相对较少，但预测过程中对城市饱和负荷密度和城市用地面积等参数的准确度要求较高。在城市饱和负荷预测过程中，这 2 种方法可根据预测条件和预测对象的不同加以选择或同时使用。

1.2.3 饱和负荷微观预测方法

饱和负荷微观预测主要是针对饱和负荷空间分布情况而言的，预测的关键是根据规划区内各块用地性质确定单位用地面积的饱和负荷密度指标。在二者已知的条件下，由公式 （3） 计算得到相应用地饱和负荷的数值：

（3）

式中：和分别为第i块规划用地的饱和负荷预测值、规划用地面积和饱和负荷密度。于是，根据公式 （4） 可得到同一性质用地或者同一地区饱和负荷规模。

（4）

式中：R表示不同用地负荷的同时率。目前，饱和负荷空间分布预测方法主要有用地仿真法和趋势法两大类。国外尤其是美国应用的较为成熟的是用地仿真法，该方法通过预测规划年城市土地利用的情况来进行相应的空间负荷预测，特点是负荷的分布直接取决于土地的使用情况。对于市场发展比较成熟、规律性比较强的发达国家，基于用地仿真的预测方法能较好地考虑负荷转移特性，对空地的负荷预测相关性较好，对短、中和长期预测都较适合。但对于我国这样的发展中国家，预测未来的土地利用情况是十分困难的，就我国目前的土地管理体制而言，用地仿真法很难直接在空间负荷预测中发挥作用。同时，空间负荷历史数据缺乏也是预测工作中面临的一个重要现实问题。针对当前空间负荷预测工作中存在的困难，需要在尽可能加强数据收集整理的条件下，发展适合我国国情的空间饱和负荷分布的预测方法。

结语

城市饱和负荷是城市发展过程中多种影响因素综合作用的结果，研究城市饱和负荷对于确定电网的最终建设规模具有重要意义。根据预测分析对象的不同，文章提出了饱和负荷预测的宏观预测方法和微观预测方法，考虑到饱和负荷预测过程中时间跨度较大、不确定因素较多，通过上述 2 类方法对饱和负荷预测结果进行相互校核可以进一步确保预测结果的合理性和可靠性。

参考文献：

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[2] 中华人民共和国建设部. GB 50293-1999, 城市电力规划规范[S].

[3] 肖 俊. 城市电网规划计算机辅助决策新技术的研究与实现[D]. 天津:天津大学, 2003.

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