电力负荷预测方法在配网规划中的应用分析
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【摘 要】经济的快速发展让电力需求是越来越旺盛，电力负荷也越来越大。为了更好的保证供电的要求，电力公司做好电力负荷的预测也就越来越重要。电力负荷预测对于电网的运行安全以及整个电力系统规划来说都有着极为重要的功能。本文从电力负荷预测的基础入手，结合电网规划及负荷预测理论，多角度分析常用的电力负荷预测方法，供大家借鉴。
电力市场需求的不断增加以及电力改革的深化，进一步增大了电力企业自主经营与自负盈亏的挑战，由此也就带来电力负荷预测在电网运行及规划中越来越重要。电网负荷预测方法多用，选择最恰当的方法来提升电网负荷预测准确率是电网运行的重要内容之一，因此必须要对电网负荷的变化规律和影响因素做细致分析。
1 电力负荷预测基础
要想能够有效地预测电力负荷，我们需要结合该地区之前的电网运行历史数据、国民经济发展、地区城乡发展规划以及整体的国民经济计划等资料作分析。但是，这些众多的资料收集起来去却比较麻烦，纵然能找到部分资料，也极有可能数据不准确。因此，电网运行资料收集之后还需要对这些资料进行分析和筛选。要想对一个地区的电网运行作出预测，就需要全面收集该地区的发电量以及电网直供量等资料，注意避免出现遗漏或者重复情况，以免影响最终的预测结果。此外，电网预测区域越大，供电负荷增长变化较大，必须分析出现这种情况的根本原因。如果条件充分，要对电网预测区域内的主要供电区域和用电量大的用户分别预测和计算，做单独的分析和研究。最后，还需要依照现阶段我国经济发展的情况来看，当前我国经济具有较快的增长率，尤其是第二产业和第三产业增长情况更为突出，经济的发展必定带动城镇的建设和工业的建设，做好电网规划对加快地区经济的发展具有十分重要的作用。省级电网规划要以市县级电力负荷预测分析为基础，协调规划市县级电网规划。
2 电力负荷预测原理
电力负荷模型对于电力负荷预测可以说是最为有效的方式之一，电力负荷模型则主要包含了电力负荷的时空特性、负荷电压和频率特性。电力负荷时空特性主要指的是电网随空间分布和时间变化而出现不同负荷，而对于这些负荷模型来说，它们大多数都较为复杂，一般采用负荷时间曲线来描述此时空特性，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，总体上负荷预测模型的准确性还是很高。
3 电力负荷预测方法分析
3.1 趋势分析法
对于趋势分析法而言，其又被称之为曲线拟合法、曲线回归法或者是趋势曲线法，此方法可以说是现如今电力负荷预测最为常用、研究成果最丰富的定量预测方法。其根据以前相关资料来拟合一条曲线，并且这条曲线能够反映出负荷的增长和发展趋势，然后根据曲线的增长趋势来估算未来某一个时间段的负荷值。常用的趋势模型有多项式趋势模型、对数趋势模型、冥函数趋势模型、线性趋势模型、指数函数趋势模型、龚波茨模型和逻辑斯蒂模型等。选择趋势模型比较简单，在拟合曲线的过程中需要精确度同拟合区间的一致性，选择合适的趋势曲线模型能够得出较好的预测结果，不同的曲线模型其误差也比较大，关键是结合区域电网发展情况，选择合适的曲线模型。
3.2 单耗法
此方法是依照电力负荷量单耗来推算全部用电量，此方法通常用在部分农业或有单耗指标工业电力负荷预测方面，可以说是一种最为直接有效的方法。单耗指标预测须结合地区经济及发展目标，分析单耗指标在规划期内的产值指标，同时统计过去一定阶段内的单位耗电量，按照产业调整和发展规律，进而测算出单耗。这种方法的优点是预测方法比较简单，对于短期内的负荷预测效果最佳，缺点是预测精度较差，并且整个预测过程需要耗费大量的人力和财力。
3.3 回归分析法
又被称之为统计分析法，此类方法的应用也是较为广泛，其需要确定影响因子间关系及预测值。电力负荷预测回归分析法主要对该区域用电量历史资料和影响因子进行统计分析，确定影响因子和用电量函数关系，进而实施电力负荷预测，是一种具体、行之有效的预测方法。但是回归分析中，选用的影响因子和因子的表达方式都是一种推测，因而回归分析法受到一定的限制。对东部某地级市国民生产总值和用电量以及人口等数据进行分析，得出该市用电量回归方程为W=-0.984+0.0727V+0.103N，V表示该市当年国民生产总值；N表示当年常住人口。通过该预测模型，其在2014年的用电量为7.594TWh。回归分析法是对过往的历史数据进行分析以及研究影响因子同电力负荷的内在联系，通过预测该地区经济发展情况来预测未来电力负荷，因此这种预测方法不仅需要准确的预测模型，还需要准确的影响因子参数。
3.4 灰色模拟法
其是由我国邓聚龙教授提出，主要用于研究信息不完备时模拟的数学法。将部分信息未知和已知系统称为灰色系统，灰色模拟法运用模糊控制观点，将运筹学和自动控制相结合的数学分析方法。对历史数据的不同选择和数据处理方法不同都会影响负荷预测的结果。该预测方法的优点是计算简单，对样本需求量比较小，精确度较高。
3.5 负荷密度法
不同功能用电区域负荷密度也有显著地差异。负荷密度法是将待预测区域分为若干个不同功能用电区域，如工业区、商业区、生活区等，结合该居民收入、区域经济发展和人口发展规划等，结合国内外相似区域用电量水平，估算出合适的密度指标，进而得出该区域的用电负荷，计算公式为：W=Ad，A表示土地面积，d表示该区域的用电密度。该方法适合于土地规划比较明确的城镇区域，对于人口分布比较分散和用电类型混乱的地区不适用，负荷密度法通常用于城市新区的负荷预测，因为这些区域的城市功能划分比较细致和明确，干扰因素比较少。
4 电力电荷预测方法分析与比较
不同预测方法从建模出发点、所需要数据样本和适用条件都不同，在同一评判尺度下进行比较是不科学。从适用条件来看，回归分析法和趋势分析法主要用于统计规律的描述和研究，适合大样本，对历史、现在和未来发展进行同时预测。单耗法需要依据历史统计数据，分析影响单耗的因素的基础上，确定单耗指标，结合区域经济的发展来预测负荷。灰色模拟法是对原始数据进行整理和分析，主要适合于信息条件比较贫乏的预测和分析。各类负荷预测方法优缺点及适用情况的比较如表1所示。
5 结论
对于电力负荷的各个预测方法，可以说适用范围及优缺点都比较明显，这就需要在进行使用时充分结合区域实际，从预测花费、目标及精确度等方面综合选择合适方法。预测过程根据实际评估预测准确性，以便及时调整预测方法，提高精确度。
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