城市电网规划负荷预测方法及其应用研究

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摘要:电力负荷预测是供电企业的重要任务之一，是保证电网规划质量的关键。本文在阐述电力负荷预测的概念的基础上，详细的介绍了城市电网规划负荷预测的分类及常规负荷预测的方法，并分析了各自的优缺点，最后，结合实例，阐述了电力负荷预测在电网规划中的应用价值，肯定了电力负荷预测在电网规划中的重要意义。

关键词: 城市电网规划；负荷预测；分类；方法；应用

Abstract: Electric power load forecasting is one of the important tasks of the power supply enterprise, is to ensure that the quality of the power grid planning key. This article analyses the concept of power load forecast, on the basis of detailed introduces the city grid plan load forecasting the classification and conventional load forecasting method, and analyzes their advantages and disadvantages, and finally, combined with examples, this paper expounds the load forecast in power grid planning in the application value, definitely the power load forecasting the important significance in grid planning.

Key words: the city grid planning; Load forecasting; Classification; Methods; application

中图分类号：U665文献标识码： A 文章编号：

随着经济建设的不断发展，社会用电量和用电负荷也不断提高，为满足电网发展需求,需要进行电网规划。研究电网供区情况，准确进行电力系统负荷预测。电力负荷预测是供电企业的重要任务之一，是进行电源规划和电力电量平衡分析的前提，是安排电网建设规划的依据。尤其是近几年，随着“两型”社会的建设和国家农网升级改造步伐的加快，城乡电网规划工作受到多方的高度重视。电力负荷预测结果的可行性、准确性，不仅会影响到整个城市电网规划工作的质量水平,甚至还会影响整个城市社会经济发展能源开发利用战略目标的制定。为此，如何进行电力负荷预测以及如何对电力负荷预测进行应用是电力工作者十分关心的话题。

1电网规划负荷预测分类

1.1电力负荷预测

电力负荷预测是以电力负荷为对象进行的一系列预测工作。从预测对象来看，电力负荷预测包括对未来电力需求量（功率）的预测和对未来用电量（能量）的预测以及对负荷曲线的预测。其主要工作是预测未来电力负荷的时间分布和空间分布，为电力系统规划和运行提供可靠的决策依据。

1.2电力负荷预测的分类

电力负荷预测常常按照时间期限进行分类，大体分成以下4种。

(1)长期负荷预测：一般指10年以上并以年为单位的预测。

(2)中期负荷预测：指5年左右并以年为单位的预测。

(3)短期负荷预测：指1年之内以月、周、天、时为单位的负荷预测，用于安排13调度计划或周调度计划。

(4)超短期负荷预测：指预测未来1h、未来若干h甚至未来若干min的负荷，用于安全监视、预防性控制和紧急状态处理。

其中中长期负荷预测主要用于制定电力系统的建设规划，为所在地区电网发展、能源平衡、电力盈余调剂等提供可靠的依据。值得注意的是电网规划的制定一般与地区5年规划同周期，目的是为了更好地利用地区规划对国民经济的预测结果来推断负荷预期结果，也能使得电网规划更好地配合地区5年规划。

2电网规划负荷预测方法

目前，电力负荷预测按照参考体系来看，可分为确定性预测法和非确定性预测法两类。前者把电量和电力负荷用1个或1组方程来描述，电量和电力负荷与影响其变化的因素之间有着明确的对应关系；这类方法采用的模型常用的有弹性系数法、单耗法、回归分析法、时间序列法等。所谓非确定性预测法是认为电力负荷的变化受众多模糊的、不确定的因素影响，它不可能用精确的显示数学方程来描述；近年来研究的并已使用的不确定性预测法有灰色预测法、模糊预测法(如模糊聚类分析法、模糊贴近度法等)、专家系统预测法(也叫空间负荷预测法)、人工神经网络方法等。本文将着重讨论确定性预测法中常用的几种方法。

3常规的电网规划负荷预测方法

3.1电力弹性系数法

(1)电力弹性系数等于用电量年增长率与国内生产总值年均增长率的比值，通过历史实绩的弹性系数预测未来年份的弹性系数和国民生产总值的增长率可得到电力需求的增长率。电力弹性系数法有如式(1)。

Wt=W0(1+βαk)t(1)

式(1)中：

Wt一规划期需电量

W0一基年的用电量实绩

β一规划期采用的电力弹性系数

αk一规划期预计国民生产总值年均增长率

t一基年至规划年间隔的年数

(2)电力弹性系数与科技进步、经济结构及产品结构的调整有关，科技进步等冈素可以使单位产值的电耗不断的增加甚至减少，即电力弹性系数会小于1；这种方法的优点是计算简单，缺点是预测的结构可信度不高，可用作远期规划粗线条的负荷预测。

3.2用电单耗法

对各类工业用电量采用单位产品(或按产值)的耗电定额(简称单耗)进行预测，计算公式是：用电量=产品产量×产品的单位耗电量。单耗法需要做大量的细致的统计工作，但在实际中很难对所有产品较准确地求出其用电单耗，即使能统计，工作量也太大；有时考虑用国内生产总值或工业总产值结合其用电量单耗计算出用电量，这就是产值单耗法。一般电力负荷预测中行业划分为第一产业、第二产业、第三产业，当然每个产业内部根据需要还可以细分。产值单耗法既可用于近期预测，也可用于长期预测，其中的关键是能否较准确地确定产值单耗指标，其次是需要知道预测期国民生产总值的增长目标和人口发展政策。产值单耗指标一般是根据历史统计数据，在分析影响产值单耗的诸多因素的可能变化趋势后确定的。值得注意的是，一般随着科技进步、时展、节能措施的执行，产业结构的调整，单位产品电耗呈逐年下降趋势；用产值单耗法预测未来负荷结果，要考虑产值单耗按一定递减率下降。

3.3回归分析法

(1)根据历史数据的变化规律寻找自变量和因变量之间的回归方程式，确定模型参数，据此作出预测。根据自变量的多少可将回归问题分为一元回归和多元回归；按照回归方程的类型可分为线性回归和非线性回归。一元线性回归预测是最基本的、最简单的预测方法，是掌握其它回归预测方法的基础。

(2)回归分析法一般适用于中期预测，这种方法可以把系统负荷与各种社会和经济因素之间的关系联系起来，其优点是使预测人员能够清楚地看到负荷增长趋势与其它可测量因素之间的关系。但是，这种方法本身最明显的缺点就在于必须预测诸如人口、经济发展等社会经济影响因素，而这可能比电力系统负荷预测更困难，一般借助于地区总体规划中的未来指标。回归分析法要求样本量大且要求有较好的分布规律，当预测的间隔年数大于引用的历史间隔年数的长度时，采用该方法进行预测在理论上不能保证预测结果的精度。另外，可能出现量化结果与定性分析结果不符的现象，有时难以找到合适的回归方程类型。