電力系統(tǒng)中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法的研究

顧 堅(jiān)

（江蘇農(nóng)墾南通電力公司，江蘇 南通226000）

0 引言

電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)是電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)調(diào)度、 規(guī)劃、設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ)和前提。準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果將意味著在滿足供電質(zhì)量要求的條件下對(duì)系統(tǒng)建設(shè)資金最大可能限度的利用和有限投資的最大社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益的獲得。提高中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)水平，有利于計(jì)劃用電的優(yōu)化管理，有利于電力建設(shè)的合理規(guī)劃，對(duì)電力系統(tǒng)具有重要意義。

1 負(fù)荷預(yù)測(cè)的概念和原理

負(fù)荷預(yù)測(cè)是指在充分考慮一些重要的系統(tǒng)運(yùn)行特性、增容決策、自然環(huán)境和社會(huì)影響的條件下，研究或利用一套能系統(tǒng)地處理過去與未來負(fù)荷的數(shù)學(xué)方法，在滿足一定精度要求的前提下，確定某特定時(shí)刻的負(fù)荷數(shù)值。負(fù)荷預(yù)測(cè)根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)年限分類，可分為長(zhǎng)期預(yù)測(cè)(指未來10 年到20 年的負(fù)荷預(yù)測(cè))、中期預(yù)測(cè)(指未來5 到10 年的負(fù)荷預(yù)測(cè))和近期預(yù)測(cè)(指5 年內(nèi)的預(yù)測(cè))。

負(fù)荷預(yù)測(cè)工作是根據(jù)電力負(fù)荷的發(fā)展規(guī)律，預(yù)計(jì)或判斷其未來發(fā)展趨勢(shì)和狀況的活動(dòng)。這項(xiàng)活動(dòng)基于以下的基本原理：

1.1 可知性原理

作為預(yù)測(cè)的對(duì)象，負(fù)荷的發(fā)展規(guī)律、未來的發(fā)展趨勢(shì)和狀況是可以為人們所知道的。人們不但可以認(rèn)識(shí)它的過去和現(xiàn)在，而且可以通過總結(jié)它的過去和現(xiàn)在而推測(cè)其未來。

1.2 可能性原理

事物的發(fā)展變化是內(nèi)因和外因共同作用下的結(jié)果。內(nèi)因的變化及外因作用力大小不同，會(huì)使事物的發(fā)展變化有多種可能性。所以對(duì)某一具體指標(biāo)的預(yù)測(cè)往往是按照其發(fā)展變化的多樣性，進(jìn)行多方案預(yù)測(cè)。

1.3 連續(xù)性原理又稱慣性原理

是指預(yù)測(cè)對(duì)象的發(fā)展是一個(gè)連續(xù)的過程。其未來發(fā)展是這個(gè)過程的連續(xù)。它強(qiáng)調(diào)了預(yù)測(cè)對(duì)象總是從過去發(fā)展到現(xiàn)在，再?gòu)默F(xiàn)在發(fā)展到將來。它認(rèn)為事物發(fā)展變化過程中會(huì)將某些原有的特征保存下來，延續(xù)下去，電力系統(tǒng)的發(fā)展變化同樣存在慣性，這種慣性是我們進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)的主要依據(jù)。

1.4 相似性原理

在很多情況下，作為預(yù)測(cè)對(duì)象的一個(gè)事物，其現(xiàn)在發(fā)展過程和發(fā)展?fàn)顩r可能與過去另一事物過去一定階段的發(fā)展過程和發(fā)展?fàn)顩r相類似，人們可以根據(jù)后一事物的已知發(fā)展過程和狀況，來預(yù)測(cè)所預(yù)測(cè)對(duì)象的未來發(fā)展過程和狀況，這就是相似性原理。目前，預(yù)測(cè)技術(shù)中使用的類推法和歷史類比法就是基于這個(gè)原理的預(yù)測(cè)方法。

1.5 反饋性原理

反饋就是利用輸出返回輸入端，再調(diào)節(jié)輸出結(jié)果。預(yù)測(cè)的反饋性原理實(shí)際上是為了不斷提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性而進(jìn)行的反饋調(diào)節(jié)。當(dāng)預(yù)測(cè)結(jié)果和經(jīng)過一段實(shí)踐得到的實(shí)際值存在差距，可利用這個(gè)差距對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。反饋性預(yù)測(cè)的實(shí)質(zhì)就將預(yù)測(cè)的理論值和實(shí)際要求相結(jié)合，在實(shí)踐中檢驗(yàn)，然后進(jìn)行修改、調(diào)整，使預(yù)測(cè)質(zhì)量進(jìn)一步提高。

1.6 系統(tǒng)性原理

這個(gè)原理認(rèn)為預(yù)測(cè)對(duì)象是一個(gè)完整的系統(tǒng)，它本身有內(nèi)在的系統(tǒng)，它與外界的聯(lián)系又形成了它的外界系統(tǒng)。這些系統(tǒng)總和構(gòu)成一個(gè)完整的總系統(tǒng)，預(yù)測(cè)對(duì)象的未來發(fā)展是系統(tǒng)整體的動(dòng)態(tài)發(fā)展，也是整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)發(fā)展和它的各個(gè)組成部分和影響因素之間相互作用和相互影響密切相關(guān)的。系統(tǒng)性原理還強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)整體最佳，只有系統(tǒng)整體最佳的預(yù)測(cè)，才是高質(zhì)量的預(yù)測(cè)，才能為決策者提供最佳的預(yù)測(cè)方案。

2 常用中長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法

2.1 分產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值單耗法

單耗法即單位產(chǎn)品耗電法，是通過某一單位產(chǎn)品的平均單位產(chǎn)品用電量以及該產(chǎn)品的產(chǎn)量，得到生產(chǎn)這種產(chǎn)品總產(chǎn)量的總用電量。單耗法需要做大量細(xì)致的統(tǒng)計(jì)工作，但在實(shí)際工作證很難對(duì)產(chǎn)品較準(zhǔn)確的求出單耗，而且工作量也太大。

2.2 電力彈性系數(shù)法

電力彈性系統(tǒng)是電量平均增長(zhǎng)率與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值之間的比值。根據(jù)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)速度結(jié)合電力彈性系數(shù)得到規(guī)劃期末的總用電量，同單耗法一樣，電力彈性系統(tǒng)法需要做大量細(xì)致的統(tǒng)計(jì)工作。

2.3 分區(qū)負(fù)荷密度法

負(fù)荷密度預(yù)測(cè)法是從地區(qū)土地面積（或建筑面積）的平均耗電量出發(fā)做預(yù)測(cè)。一般，先預(yù)測(cè)未來某時(shí)期的土地面積（或建筑面積）和單位面積用電密度，再乘以面積得到用電預(yù)測(cè)值，分區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)法首先根據(jù)近年來的發(fā)展情況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)以及電力規(guī)劃目標(biāo)將待預(yù)測(cè)區(qū)域劃分為多個(gè)功能區(qū)，然后對(duì)每個(gè)功能區(qū)用負(fù)荷密度法進(jìn)行預(yù)測(cè)，最后相加得到總得用電量預(yù)測(cè)值。

2.4 時(shí)間序列法

時(shí)間序列法是根據(jù)過去的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，找到其隨時(shí)間變化的規(guī)律，建立時(shí)序模型，以推斷未來負(fù)荷數(shù)值的方法，其基本假定是：過去的負(fù)荷變化規(guī)律會(huì)持續(xù)到將來，即未來是過去的延續(xù)。

2.5 相關(guān)分析法

相關(guān)分析法是尋找負(fù)荷與影響因素之間的因果關(guān)系，建立相關(guān)分析模型，通過對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和處理進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法。其特點(diǎn)是：將影響預(yù)測(cè)對(duì)象的因素分解，在考察各個(gè)因素的變化中，估計(jì)預(yù)測(cè)對(duì)象未來的數(shù)量狀態(tài)。

2.6 人均電量指標(biāo)換算法

人均電量指標(biāo)換算發(fā)誓指選取一個(gè)與本地區(qū)人為地理?xiàng)l件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r以及用電結(jié)構(gòu)等方面相似的國(guó)內(nèi)外地區(qū)作為比較對(duì)象，通過分析兩地區(qū)過去和現(xiàn)在的人均用電指標(biāo)，得到本地區(qū)的人均電量預(yù)測(cè)值，再結(jié)合人口分析得到總用電量的預(yù)測(cè)值。

3 中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)的特點(diǎn)

中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)經(jīng)歷了許多代人的研究與發(fā)展，并與最新的數(shù)學(xué)、工程學(xué)的研究成果相結(jié)合，到今天擁有了較為成熟的思路方法和經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)起來也就形成了現(xiàn)代負(fù)荷預(yù)測(cè)的特征。掌握這些特征將對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)的進(jìn)一步研究和發(fā)展提供更明確的思路與方法。現(xiàn)代中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)有以下幾個(gè)明顯的特點(diǎn)：

3.1 不準(zhǔn)確性

電力負(fù)荷未來的發(fā)展受到多種復(fù)雜因素的影響，各種影響因素也在不斷變化，不光有隨機(jī)狀況還可能發(fā)生一些突發(fā)性的狀況，這使得電力負(fù)荷未來的發(fā)展也是不能肯定的，這使得預(yù)測(cè)結(jié)果是不完全準(zhǔn)確的。

3.2 條件性

負(fù)荷預(yù)測(cè)都是在一定條件下作出的。預(yù)測(cè)時(shí)，由于未來的不確定性就需要添加一些假設(shè)條件，如可假設(shè)在某一時(shí)間段內(nèi)，國(guó)家政策不會(huì)有大的變動(dòng)，不會(huì)發(fā)生大的自然災(zāi)害，經(jīng)濟(jì)以現(xiàn)有勢(shì)頭繼續(xù)增長(zhǎng)等。假設(shè)也不能隨意憑空產(chǎn)生，而應(yīng)根據(jù)調(diào)查分析，以出現(xiàn)概率最大的情況作為假設(shè)情況。

3.3 時(shí)間性

負(fù)荷預(yù)測(cè)都是有實(shí)效性的，負(fù)荷的某一發(fā)展規(guī)律也只存在于一定的時(shí)間范圍內(nèi)，因此負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)的歷史數(shù)據(jù)應(yīng)選取在特定的時(shí)間范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，所預(yù)測(cè)的對(duì)象也只能是在某一時(shí)間范圍內(nèi)的。

3.4 多方案性

根據(jù)可能性原理，電力負(fù)荷在未來存在多種可能性，因此有時(shí)需要考慮在不同條件下電力負(fù)荷可能出現(xiàn)的各種狀況，得到各種條件下不同的預(yù)測(cè)方案。

［1］吳亮.配電網(wǎng)中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法綜述[J].科技資訊，2010，NO.32.

［2］牛東曉,曹樹華,趙磊，等.電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)理論與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社,1998.